Peningkatan Mutu Bahan Pengisi Kertas Ground Calcium Carbonat melalui... : Ike Rostika, dkk.

## PENINGKATAN MUTU BAHAN PENGISI KERTAS GROUND CALCIUM CARBONATE MELALUI MODIFIKASI DENGAN TAMARIND KERNEL POWDER
Ike Rostika * , Nina Elyani, Evi Oktavia, Rina Masriani Balai Besar Pulp dan Kertas Jl. Raya Dayeuhkolot 132, Bandung
Diterima : 16 Maret 2017, Revisi akhir : 8 September 2017, Disetujui terbit : 11 September 2017
QUALITY IMPROVEMENT OF GROUND CALCIUM CARBONATE AS FILLER IN PAPERMAKING THROUGH MODIFICATION WITH TAMARIN KERNEL POWDER

## ABSTRACT
Ground Calcium Carbonate (GCC) as the filler required in paper making that is intended to reduce production costs thus providing a profit opportunity for the paper industry. However the usage of GCC affected decreasing of paper strength and effectiveness of sizing process. In order to reduce the negative effect, this research has been conducted through the modification of filler using Tamarind Kernel Powder (TKP) which is a natural polymer obtained from local tamarind seeds. The results of high performance liquid chromatography (HPLC) analysis, showed that TKP contained 64-68%   xylose, glucose, maltose and arabinose. Filler modification was conducted with mixing the TKP into CaCO 3 and addition of cationic polyacrylamide and sodium polyphosphate dispersant at composition ratio of 100: 0.4 : 0.1: 1.0. Filler application with added the retention aid of cationic polyacrylamide 0.1%, resulted the filler retention value on sheet of 26.9 %. The modified filler shows an increase in filler stability and is easy to form emulsions when compared to commercial fillers. Modification of GCC filler with higher number of TKP usage gives increased filler retention value on sheets, improved sheet formation properties and optical properties.
Keywords : ground calcium carbonate, filler, tamarind kernel powder (TKP), modification

## ABSTRAK
Ground Calcium Carbonat (GCC) sebagai bahan pengisi ( filler ) dalam pembuatan kertas untuk mengurangi biaya produksi sehingga memberikan peluang keuntungan bagi industri kertas, namun peningkatan jumlah GCC dapat berpengaruh pada menurunnya kekuatan kertas dan efektivitas proses pendarihan. Untuk mengurangi pengaruh negatif telah dilakukan penelitian modifikasi filler menggunakan Tamarind Kernel Powder (TKP) yang merupakan polimer alami dari bahan lokal biji asam jawa. Hasil analisis kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT) menunjukkan bahwa TKP mengandung silosa 64-68 %, glukosa, maltosa, dan arabinosa. Modifikasi filler dilakukan  dengan  mencampurkan TKP ke dalam CaCO 3 dengan  penambahan  poliakrilamida kationik dan dispersan natrium polifosfat pada komposisi 100 : 0,4 : 0,1 : 1,0. Aplikasi filler dengan penambahan zat peretensi 0,1 % poliakrilamida kationik diperoleh nilai retensi filler pada lembaran 26,9 %. Filler yang termodifikasi menunjukkan peningkatan stabilitas filler dan mudah membentuk emulsi jika dibandingkan dengan filler komersial. Modifikasi filler GCC dengan jumlah TKP yang lebih tinggi memberikan peningkatan nilai retensi filler pada lembaran, peningkatan formasi dan sifat optik lembaran.
Kata kunci: ground calcium carbonate (GCC), bahan pengisi, tamarind kernel powder (TKP), modifikasi
Jurnal Selulosa Vol. 7 No. 1 Juni 2017 Hal. 17 - 26

## JURNAL SELULOSA
e-ISSN: 2527 - 6662 p-ISSN: 2088 - 7000
( http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ )
DOI: http://dx.doi.org/10.25269/jsel.v7i01.168

## PENDAHULUAN
Kalsium karbonat dikenal luas sebagai bahan pengisi ( filler ) dalam proses pembuatan kertas untuk mengurangi biaya produksi dan memperoleh sifat kertas yang diperlukan. Namun, penggunaan filler ini juga memberikan pengaruh negatif, yaitu dapat menurunkan kekuatan kertas dan menurunkan efektivitas penggunaan sizing (Gill, 2005). Untuk mengatasi kendala tersebut banyak  cara  yang  disarankan,  salah  satunya adalah melalui teknologi modifikasi filler . Modifikasi Ground Calcium Carbonate (GCC) dapat menggunakan bahan anorganik, polimer alam, polimer sintetis larut dalam air, atau menggunakan surfaktan. Polimer alam yang digunakan diantaranya pati kationik atau guar gum kationik karena kemampuannya untuk meningkatkan kekuatan basah dan ramah lingkungan (Lee, Lee and Young, 2005). Modifikasi filler sangat diperlukan untuk meningkatkan penggunaan kandungan filler yang tinggi dalam pembuatan  kertas,  sehingga  dapat  menciptakan tambahan keuntungan pada industri kertas di masa yang akan datang (Shen et al ., 2009). Peningkatan jumlah GCC dalam pembuatan kertas dapat menurunkan kekuatan kertas. Untuk mengurangi pengaruh penurunan kekuatan sifat  fisik  diperlukan  aditif  untuk  mengikat filler dengan serat, dan meningkatkan ikatan antara serat. Selain itu, untuk mempermudah penggunaan filler dalam proses pembuatan kertas, bahan ini sebaiknya berbentuk pasta dan dapat dengan mudah dibuat menjadi emulsi, agar dapat dicampur  merata  dalam  bubur  pulp  pada  saat pembentukan lembaran. Informasi yang diperoleh dari industri mengenai konsep pengaturan serat dengan filler , luas kontak antar serat lebih besar akan menghasilkan kekuatan kertas lebih tinggi dibandingkan jika luas kontak antar serat yang lebih kecil. Modifikasi filler yang telah dilakukan di Industri kertas yaitu modifikasi menggunakan pati kationik melalui pelapisan pati kationik pada filler , dibanding dengan cara penyerapan metode ini menghasilkan kenaikan retensi, formasi, dan peningkatan produktifitas. Selain itu, modifikasi filler dilakukan untuk memperbaiki sifat optik dan sifat cetak (IKPP, 2011).
Tamarind Kernel Powder (TKP) merupakan polimer alami yang dapat digunakan  untuk modifikasi  GCC  dalam  pembuatan  kertas. Fungsi TKP perlu dikembangkan sebagai bahan reinforcing agent ,  menghasilkan  pra-flokulasi,
meningkatkan retensi filler , dan meningkatkan sifat permukaan kertas (Somerkallio, 2011). Biji tamarin mengandung sekitar 60% dari senyawa xycloglucan sebagai penyimpanan polisakarida (Chemtotal, 2012). Xyloglucan merupakan isomer dari glukosa dan memiliki bentuk yang mirip dengan selulosa. Xyloglucan tergolong di dalam hemiselulosa. Glikan yang berikatan silang pada xyloglucan sebagian besar   merupakan   rantai   monomer gula yang mempunyai  ikatan  ß-1,4  glikosida.  Ikatan  pada xylogucan ini sama dengan ikatan yang terdapat pada selulosa. Akan tetapi rantai xyloglucan lebih pendek daripada selulosa dengan rantai utama  polimer  yang  berikatan  silang yang juga mengandung ikatan ß-1,3glikosida selain ikatan ß-1,4 glikosida, maka xyloglucan sebagai bahan aditif akan mudah diserap oleh serat selulosa maka xyloglucan sebagai bahan aditif akan mudah diserap oleh serat selulosa (Hildebrand, 2017). Polisakarida di dalam TKP berupa polimer dengan monomer terutama terdiri dari tiga gula yaitu glukosa, galaktosa dan silosa dalam rasio molar 3: 2: 1 (Manchanda, Arora and Manchanda, 2014). Penelitian sebelumnya menunjukkan 1% sampai 30% xyloglucan dapat meningkatkan sifat mekanik lembaran kertas seperti kekuatan retak dan ketahanan sobek (Liimatainen, 2009).
Pengolahan GCC dengan penambahan polymer  poliakrilamida  kationik  (C-PAM)  pada konsentrasi yang lebih tinggi dapat menghasilkan median   ukuran   partikel lebih besar. Teknik mengaduk dapat menghasilkan proses pengolahan lebih cepat dan memperoleh median berbagai  ukuran  partikel  yang    lebih  kecil  dan ukuran partikel lebih seragam (Seo et al ., 2012). Polimer dapat meningkatkan retensi filler yang lebih baik dari filler yang diolah dengan polimer alam  guar  gum  dan  C-PAM  memiliki  retensi lebih baik dibandingkan dengan filler komersial (Rostika, Wirawan and Elyani, 2015). Polimer guar gum merupakan barang impor, sehingga dalam  penelitian  ini  dicoba  polimer  alam Tamarind Kernel Powder (TKP) yang merupakan biji buah asam jawa sebagai tanaman yang cukup banyak terdapat di Indonesia. Pada penelitian ini dilakukan modifikasi GCC dengan menggunakan TKP  yang  dicampur  dengan  poliakrilamida kationik dan dispersan.
Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui sejauh mana penggunaan TKP dapat  memodifikasi  kalsium  karbonat  untuk meningkatkan kualitas kertas.
Peningkatan Mutu Bahan Pengisi Kertas Ground Calcium Carbonat melalui... : Ike Rostika, dkk.

## BAHAN DAN METODE
Ground Calcium Carbonate (GCC) yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari industri kertas dan merupakan bahan baku untuk pengolahan filler yang digunakan dalam pembuatan kertas.  Polimer alam berupa Tamarind
Kernel Powder (TKP) digunakan sebagai pre - flocculation agent . Xyloglucan (DSP Gokyo Food & Chemical, Jepang) yang berfungsi sebagai bahan pembanding pada pengujian penentuan monomer dari  polisakarida  dengan  metoda  kromatografi cair kinerja tinggi. Polimer sintetis poliakrilamida kationik (C-PAM) digunakan sebagai bahan polimer sintetik pencampur, dan natrium tripolifosfat sebagai dispersan. Penelitian ini menggunakan pengaduk mekanis  dengan  kecepatan  300  rpm,  peralatan laboratorium stock preparation , alat pembuatan lembaran, Peralatan Laboratorium kertas untuk menentukan retensi filler pada lembaran, formasi lembaran, indeks tarik, penyerapan energi tarik (TEA), sifat optik, dan kekasaran.
1.  Penyiapan Tamarind Kernel Powder (TKP)
Persiapan TKP dimulai dengan menghilangkan kulit dari biji asam jawa untuk memperoleh daging biji. Pengelupasan kulit biji asam jawa dilakukan dengan  dua  cara,  yaitu  pengeringan  (sangrai) sampai kulit retak dan perendaman dengan larutan NaOH 0,1 % selama 6 jam. Pengelupasan kulit biji  dengan  cara  pengeringan  dilakukan  dengan cara  disangrai,  kemudian  kulit  biji  asam  jawa akan tampak pecah dan mudah dikelupas. Setelah biji asam jawa dikelupas, dilanjutkan dengan pembuatan tepung biji asam (Mutia, 2009). Sementara itu, pengelupasan kulit biji dengan cara perendaman dilakukan dengan cara biji asam jawa direndam,  dicuci,  dan  ditiriskan  sampai  kering. Biji asam jawa yang telah dikelupas dihaluskan dengan  alat  penghancur/penumbuk,  kemudian pemisahan bagian kasar tepung dilakukan dengan menggunakan penyaring berukuran 100 mesh dan tepung yang lolos dikeringkan pada 500 o C selama 3  jam.  Uji  kadar  air  dilakukan  terhadap  contoh biji asam dan jumlah perolehan daging biji asam dihitung dengan metoda penimbangan.
2.  Analisis Kandungan Tamarind Kernel Powder
(TKP)
Kandungan monomer dari polisakarida dalam TKP yang digunakan dalam penelitian ini diuji
dengan  metode  kromatografi  cair  kinerja  tinggi (KCKT), dan xyloglucan digunakan sebagai bahan kimia standar. Metode yang digunakan berdasarkan NREL (http://www.nrel.gov). Pengujian dilakukan dengan menggunakan alat HPLC WATERS 2690E; flow rate 0,6 mL/menit; suhu kolom 40°C; fasa gerak H 2 SO 4 0,005M; dan fasa stasioner HPX- 87 H Aminex.
3.  Pengolahan Bahan Pengisi ( Filler )
Pengolahan filler dilakukan dengan variasi TKP  0,2%  sampai  0,5%,  kemudian  dicampur dengan  C-PAM  0,1%,  dan  dispersan  1%.  GCC sebagai bahan baku disaring dengan saringan 100 mesh. GCC dimasukkan ke dalam wadah, kemudian ditambahkan larutan TKP, larutan C-PAM, larutan dispersan, dan air. Penambahan bahan  campuran  dilakukan  secara  bertahap  dan diaduk perlahan sampai campuran homogen, lalu pengadukan dilanjutkan pada 300 rpm selama 20 menit.  Masing-masing  bahan  dalam  campuran telah dihitung sesuai dengan variasi pengolahan yang akan dibuat.
GCC yang diperoleh berbentuk pasta dengan kadar  padatan  sekitar  65-72%.  Pengolahan  ini didasarkan pada jumlah TKP dengan jumlah polimer sintetis, dan penambahan dispersan tetap. Jumlah penambahan air disesuaikan dengan kadar padatan yang ingin dibuat. Filler kertas hasil pengolahan diperoleh dalam variasi jumlah  TKP,  C-PAM,  dan  dispersan  tercantum pada Tabel 1.
4. Pengamatan Bahan Pengisi ( Filler )
Filler GCC hasil pengolahan diambil, disimpan dalam wadah tembus pandang bertutup, kemudian ditimbang dan dibuat emulsi 10%, selanjutnya disimpan di ruang laboratorium dan dilakukan pengamatan sebagai berikut:
Tabel 1. Variasi Pengolahan Bahan Pengisi GCC
Kode TKP (%) C–PAM (%) Dispersan (%) IRa1 0,2 0,1 1 IRa2 0,3 0,1 1 IRa3 0,4 0,1 1 IRa 20 0,5 - - Keterangan:  IRa1,2,3,20  :  kode  perlakuan  pembuatan  bahan pengisi
a. perubahan secara visual;
b. percobaan pengadukan setelah disimpan;
c. pembentukan kembali  emulsi filler setelah disimpan; dan
d.  sifat filler dan emulsi diamati dalam waktu 24, 5 x 24, dan 15 x 24 jam
5.  Uji Retensi Bahan Pengisi ( Filler ) dan Sifat Lembaran
Aplikasi filler pada lembaran dilakukan pembuatan hand sheet 80 gram/m 2 menggunakan campuran  pulp  90%  LBKP dan 10% NBKP, pada konsistensi pulp 0,5% dengan jumlah filler 30%. Untuk meningkatkan retensi dilakukan pembuatan lembaran dengan penambahan bahan peretensi. Bahan peretensi yang digunakan adalah TKP 0,1% dan C-PAM 0,1% terhadap berat pulp. Retensi filler pada lembaran diuji dengan metoda pengabuan lembaran pada 525 o C.  Sifat  fisik  lembaran  hasil aplikasi dengan filler GCC hasil pengolahan dilakukan dengan tahapan penyimpanan dan pengkondisian  contoh  pada  suhu  23  ±  1°C  dan kelembaban udara (Rh) 50 ± 2%. Pengkondisian contoh lembaran sesuai dengan SNI ISO 187:2011 - Kertas, karton dan pulp – Ruang standar untuk pengkondisian dan pengujian serta prosedur pemantauan  ruang  dan  pengkondisian  contoh. Pengujian  sifat  fisik  berupa  sifat  kekuatan,  sifat permukaan, serta sifat optik, dengan parameter uji sifat formasi, gramatur, tebal, bulk , indeks tarik, daya regang, derajat cerah, opasitas, dan kekasaran (IKPP, 2011).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembuatan Tamarind Kernel Powder (TKP)
Pada  proses  persiapan, diperoleh kadar air biji asam jawa 8,65% dan kandungan  daging biji asam jawa yang telah dikelupas memperoleh 74,6% dari  berat  kering  biji  asam. Dari proses
perendaman diperoleh tepung biji asam warna krem pucat, dan dari proses pengeringan (sangrai) diperoleh tepung biji asam warna kuning pucat, dapat dilihat pada Gambar 1.
Pengujian Tamarind Kernel Powder (TKP)
Pengujian dengan metode KCKT telah dilakukan untuk mengetahui kandungan monosakarida dalam TKP yang mengalami perlakuan yang berbeda dan hasilnya dibandingkan dengan xyloglucan dapat dilihat pada Gambar 2. Pada Gambar 2(a) dapat dilihat bahwa xyloglucan terhidrolisis menjadi tiga jenis monosakarida  dimana  masing-masing  puncak dengan waktu retensi sebesar 7,864; 8,891; dan 9,847. Puncak dengan waktu retensi sebesar 7,864 dapat diprediksi sebagai disakarida yang belum terhidrolisis karena mirip dengan waktu retensi standar disakarida maltose, yaitu 7,432. Puncak dengan waktu retensi 8,891 dapat dinyatakan sebagai glukosa dan puncak dengan waktu retensi sebesar  9,847  dapat  dinyatakan  sebagai  silosa dimana waktu retensi standar glukosa dan silosa berturut-turut 8,903 dan 9,525. Jadi, xyloglucan tersusun dari monosakarida glukosa dan silosa.
Pada  Gambar  2  (c)  dan  (d),  dapat  dilihat bahwa TKP dengan perlakuan perendaman terhidrolisis menjadi tiga jenis senyawa, masing- masing  puncak  dengan  waktu  retensi  7,864; 8,883; dan 9,485. Puncak dengan waktu retensi sebesar 7,864 dapat diprediksi sebagai disakarida yang belum terhidrolisis karena mirip dengan waktu retensi standar disakarida maltosa (7,432). Puncak dengan waktu retensi sebesar 8,883 dapat dinyatakan sebagai glukosa (waktu retensi standar glukosa adalah 8,903) dan puncak dengan waktu retensi  9,485  dapat  dinyatakan  sebagai  silosa (waktu retensi standar silosa adalah 9,525). Jadi, TKP dengan perlakuan perendaman tersusun dari monosakarida glukosa dengan kandungan 24,8% dan silosa dengan kandungan 63,98% (Tabel 2). Hal ini sesuai dengan pernyataan sebelumnya (Zhang et al ., 2008) monosakarida dalam tamarin ( Tamarindus indica linn ) terdiri dari glukosa, silosa, dan galaktosa dengan rasio 2,8 / 2,25 / 1,0  (46%  :  37,19%  :  16,53%).  Pada  pengujian ini tidak terdeteksi adanya galaktosa. Menurut penelitian sebelumnya (Shah, 2014) Tamarindus indica mengandung 67,4% karbohidrat. TKP dengan perlakuan pengeringan terhidrolisis menjadi lima jenis senyawa masing-masing puncak memiliki waktu retensi berturut-turut sebesar 7,869;
Gambar 1. Hasil Proses Pembuatan TKP
Peningkatan Mutu Bahan Pengisi Kertas Ground Calcium Carbonat melalui... : Ike Rostika, dkk.
9,077;  9,515;  12,349;  dan  14,512  (Gambar  3(d)). Puncak  dengan  waktu  retensi  7,869  terhidrolisis karena mirip dengan waktu retensi standar disakarida maltosa (7,432). Puncak dengan waktu retensi 9,077 dapat dinyatakan sebagai glukosa (waktu retensi standar glukosa sebesar 8,903) dan  puncak  dengan  waktu  retensi  9,515  dapat dinyatakan sebagai silosa (waktu retensi standar silosa  sebesar  9,525).  Sementara  itu,  2  puncak dengan  waktu  retensi  12,349  dan  14,512  adalah monosakarida lainnya yang bersifat lebih polar dibandingkan glukosa dan silosa.
Pengolahan Bahan Pengisi ( Filler ) dengan TKP
Penggunaan polimer dapat meningkatkan retensi filler pada lembaran seperti yang terlihat pada Gambar 3. Retensi filler hasil pengolahan dengan polimer lebih besar dari hasil pengolahan dengan dispersan. Demikian pula, jika dibandingkan dengan filler sampel dari industri, penggunaan  campuran  polimer  guar  gum  dan C-PAM memperoleh nilai retensi lembaran lebih besar (Rostika, Wirawan and Elyani, 2015).
3. 108 7. 864 8. 891 9. 497 MV -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 Minutes 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 (a) M al tos a - 7. 432 G luk os a - 8 .903 X y los a - 9. 525 A rabi nos a - 10. 343 MV -2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 Minutes 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 (b) 6. 121 7. 864 8. 883 9. 485 MV 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 Minutes 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 (c) 6. 183 7. 869 9. 077 9. 515 12. 349 14. 512 MV 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 Minutes 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00

## (d)
Gambar 2. Kromatogram (a) Monosakarida dalam Xyloglucan ; (b) Maltosa, Glukosa, Silosa, dan Arabinose; (c) TKP Metode Perendaman; dan (d) TKP Metode Pengeringan
Tabel 2. Komposisi Isomer Contoh Glukosa (%) Xylosa (%) Isomer lain (%) TKP Perendaman 24,80 63,98 11,22 TKP Pengeringan - 68,29 31,71 Xyloglucan (DSP Gokyo) 33,31 66,69 -
Gambar 3 menunjukkan retensi filler hasil pengolahan dengan guar gum lebih tinggi dari filler contoh  yang  diperoleh  dari  industri, sedangkan filler dengan penambahan dispersan tanpa polimer memiliki nilai retensi yang rendah. Nilai retensi filler modifikasi  dengan polimer pada lembaran adalah 12,43 %, dan pada penambahan bahan peretensi naik menjadi 37%, sedangkan nilai retensi filler pengolahan dengan dispersan adalah 6%. Hal ini menunjukkan bahwa polimer guar gum sebagai aditif dalam pengolahan filler GCC dapat meningkatkan retensi sehingga jumlah filler dalam lembaran kertas meningkat. Nilai retensi yang tinggi terjadi pada aplikasi filler hasil pengolahan dengan penambahan guar gum, dan campuran guar gum dengan C-PAM dan dispersan. Retensi filler pada lembaran aplikasi filler hasil pengolahan GCC dengan guar gum menunjukkan nilai yang lebih tinggi  daripada  retensi  dua  contoh filler yang diperoleh dari industri. Hal ini disebabkan oleh guar gum yang merupakan senyawa larut di dalam air sehingga mengakibatkan kenaikan nilai retensi serat. Molekul-molekul guar gum seperti halnya polisakarida lainnya pada konsentrasi yang cukup pekat dapat berinteraksi secara fisik satu sama lain membentuk hidrokoloid (Saha and  Bhattacharya,  2010).  Hidrokoloid  ini  dapat berinteraksi kuat dengan serat selulosa karena terjadi perubahan konformasi monomer heksosa pada guar gum (James and Roy L, 2017). Perlakuan terhadap GCC dengan penambahan polimer pada kosentrasi yang lebih tinggi menghasilkan median ukuran partikel yang lebih besar. Pengadukan lebih cepat pada proses perlakuan akan memperoleh median ukuran partikel  lebih  kecil  dengan  rentang  distribusi ukuran  partikel  lebih  kecil  (Seo et al ., 2012). Penambahan polimer pada lembaran dapat meningkatkan kekuatan kertas pada saat
lembaran basah, maka terjadinya sheet break selama pembentukan lembaran dapat dihindari sehingga dapat meningkatkan produktivitas. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan ketahanan tarik pada jumlah xilan 0,90%, setara dengan 0,96% pati kationik (Salminen et al ., 2012).
Sifat filler hasil pengolahan setelah penyimpanan  diamati  dengan  cara  pengadukan dan diamati kemampuan pembentukan emulsi kembali (Gambar 4). Beberapa variasi pengolahan dengan TKP menunjukkan sifat sangat mudah diaduk dan mudah membentuk emulsi kembali (Tabel 3). Sampel yang diperoleh dari industri menunjukkan sifat yang berbeda, emulsi sulit diaduk, dan tetap terjadi dua lapisan sehingga tidak dapat terbentuk emulsi kembali. Hal ini dikarenakan sampel yang diperoleh dari industri merupakan CaCO 3 yang sulit larut di dalam air (Declet,  2016).  Sementara  itu, xyloglucan dari TKP seperti polisakarida lainnya pada umumnya yang merupakan material yang larut di dalam air  dan  makromolekul  individualnya  cenderung
Gambar 3. Retensi Filler Hasil Pengolahan dan Filler dari Industri Tabel 3.Pengamatan Penyimpanan Emulsi Filler Emulsi Pengamatan Stabilitas 1 hari 5 hari 15 hari Filler TKP stabil Dua lapisan, mudah diemulsikan kembali Dua lapisan, mudah diemulsikan kembali Filler dari Industri stabil stabil, sulit untuk diemulsikan kembali stabil, sulit untuk diemulsikan kembali 16 Gambar 4. Pengamatan Penyimpanan Emulsi
Peningkatan Mutu Bahan Pengisi Kertas Ground Calcium Carbonat melalui... : Ike Rostika, dkk.
terhidrasi sehngga agregat supramolekuler dapat tetap berasa di dalam lapisan atas larutan encer sekalipun atau dengan kata lain sangat stabil (Kozio and Cybulska, 2015).
Hasil pengamatan penyimpanan emulsi filler menunjukkan filler dengan  campuran  TKP, C-PAM  dan  dispersan  serta filler dari industri, emulsi 10% dalam keadaan stabil setelah 1 hari. Namun, setelah 5 dan 15 hari, terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan bawah berbentuk padat dan lapisan cairan keruh. Hasil percobaan pembentukan  emulsi  kembali  dengan  cara pengadukan menunjukkan filler hasil pengolahan dengan TKP bersifat mudah diaduk dan dapat dengan mudah membentuk emulsi kembali, sedangkan filler sampel dari industri bersifat sulit diaduk sehingga sulit membentuk emulsi kembali setelah penyimpanan. Seluruh variasi pengolahan filler dengan TKP memiliki karakteristik mudah membentuk emulsi kembali setelah penyimpanan. Sifat ini penting untuk memudahkan dalam proses pembuatan kertas. Sifat emulsi filler yang sulit diaduk setelah penyimpanan menunjukkan bahwa filler akan mengalami kesulitan ketika proses pembuatan kertas. Hal ini karena filler dalam bentuk emulsi sulit untuk membentuk campuran  homogen  dengan  bahan  lain  pada tahapan penyiapan stok.

## Nilai Retensi
Jumlah penambahan TKP untuk pengolahan filler menunjukkan  pengaruh terhadap nilai retensi filler dalam lembaran (Gambar 5). Kandungan 0,4 % TKP dalam campuran  dengan 0,1 % C- PAM dan 1% dispersan menunjukkan nilai retensi tertinggi dibanding dengan variasi lainnya.
Penambahan filler hasil pengolahan dengan TKP dalam aplikasi pada lembaran (Gambar 6) menunjukkan nilai retensi sebesar 26,96%
dengan pengolahan filler berupa campuran TKP : poliakrilamida kationik : dispersan natrium polifosfat  sebesar  0,4%  :  0,1%:  1%  dengan penambahan  aditif  peretensi  C-PAM  0,1%. Penggunaan  dan  C-PAM  0,1%  sebagai  bahan aditif peretensi dalam penyiapan stok dapat meningkatkan retensi, tetapi penggunaan TKP 0,1% sebagai aditif peretensi dalam penyiapan stok menurunkan retensi. Hal ini dikarenakan C-PAM  mempunyai  kerapatan  muatan  positif yang tinggi (Pinheiro et al ., 2010) dibandingkan dengan TKP yang bermuatan netral. Muatan positif ini memberikan kontribusi yang positif terhadap  flokulasi  dengan  serat  selulosa  yang bermuatan negatif atau mengandung gugus fungsi hidroksil.

## Karakteristik Lembaran
Pengaruh konsentrasi TKP pada karakteristik lembaran, peningkatan jumlah TKP memiliki efek nyata pada sifat lembaran kertas. Formasi terbaik dan sifat optik ditunjukkan oleh lembaran aplikasi filler campuran dengan 0,3% TKP terlihat pada sifat formasi lebih tinggi, dan 0,4 % TKP memperoleh nilai tinggi pada parameter opasitas, dan nilainya lebih baik dari nilai  lembaran   dengan   bahan
Tabel 4. Retensi pada Penambahan Peretensi Kode Perlakuan Retensi,% RA TKP 0,1% RA C-PAM 0,1% IRa 20 22,96 - - IRa1 18,41 - - IRa2 17,66 - - IRa3 26,96 17,043 31,34 Industri 3,98 12,75 36,18 Gambar 5. Nilai Retensi Lembaran Aplikasi Filler
pengisi yang diperoleh dari industri. Gambar 9 menunjukkan nilai ketahanan tarik lebih tinggi dari lembaran blanko, tetapi peningkatan tidak sesuai dengan meningkatnya jumlah TKP dalam filler , dan nilai masih lebih rendah dari lembaran dengan aplikasi filler dari industri.

## Sifat Formasi Lembaran
Sifat formasi yang lebih baik, ditunjukkan oleh nilai uji formasi lebih rendah. Hasil uji formasi lembaran dengan aplikasi filler hasil pengolahan (Gambar 7) mengalami peningkatan sifat permukaan jika dibandingkan dengan lembaran pulp tanpa filler , demikian pula jika dibandingkan dengan lembaran  dengan aplikasi filler dari industri. Semua nilai formasi lembaran dengan aplikasi dari variasi pengolahan dengan TKP menghasilkan nilai formasi yang lebih baik. Jumlah TKP dalam filler sangat mempengaruhi nilai formasi lembaran. Hal ini disebabkan oleh hidrokoloid TKP yang stabil (Kozio and Cybulska, 2015) sehingga
mengakibatkan proses pembentukan lembaran basah kertas yang lebih merata sehingga formasi kertas yang telah kering menjadi tinggi.

## Sifat  Optik
Penggunaan filler dapat menghemat biaya produksi, meningkatkan sifat optik, membantu dalam pembentukan lembaran, mempengaruhi sifat  cetak,  dan  stabilitas  dimensi.  (Gill,  2005). Sifat  optik  dari  kertas  sangat  dipengaruhi oleh  jumlah filler , hal  ini  karena  indeks bias dari pengisi, seperti GCC lebih tinggi dari serat selulosa, semakin tinggi jumlah filler akan menghasilkan  nilai  opasitas  dan  derajat  cerah lebih tinggi. Gambar 8 menunjukkan bahwa tingkat pengolahan yang menghasilkan nilai opasitas  dan  derajat  cerah  paling  tinggi  adalah pengolahan filler dengan TKP 0,4%. Sifat optik yaitu  opasitas  dan  derajat  kecerahan  lembaran dengan aplikasi filler hasil pengolahan filler dengan TKP lebih tinggi dari filler komersial.
(a) Filler TKP (b) Filler industri
Gambar 6. Nilai Retensi Aplikasi dengan Penambahan Bahan Peretensi
Gambar 7. Formasi Lembaran
Gambar 8. Sifat Optik Lembaran
Peningkatan Mutu Bahan Pengisi Kertas Ground Calcium Carbonat melalui... : Ike Rostika, dkk.

## Sifat Fisik
TEA dari lembaran dengan campuran filler ini menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan filler komersial. Dengan demikian hasil penelitian ini memberi potensi aplikasi baru untuk kertas amplop dan kertas tulis, sedangkan indeks tarik lembaran masih lebih rendah dari lembaran dengan  campuran filler komersial. Disarankan untuk kertas multiguna, dalam peningkatan nilai kekuatan dapat menambahkan bahan dry strength pada proses pembuatan kertas. Ketahanan tarik dipengaruhi oleh jumlah kandungan filler dalam lembaran, hal ini karena tinggi kandungan filler akan menghambat ikatan antara serat dan karena itu mengurangi nilai ketahanan fisik.
Gambar 9 menunjukkan bahwa perlakuan 0,2% TKP menghasilkan nilai ketahanan tarik lebih tinggi dari lembaran pulp tanpa filler , akan tetapi nilai ketahanan tarik dan TEA lembaran hasil aplikasi filler hasil pengolahan dengan TKP memiliki nilai indeks tarik dan nilai TEA lebih rendah dari lembaran aplikasi filler dari industri. Pengaruh terhadap nilai sifat ketahanan tarik dan TEA masih perlu diteliti, modifikasi difokuskan pada  perbaikan diantaranya sifat optik dan sifat retensi, serta pengembangan  kertas  fungsional (Shen  et  al., 2009).

## KESIMPULAN
Hasil uji kandungan isomer dalam Tamarind Kernel Powder (TKP) mengandung silosa 64 -68
%, sisanya terdiri dari glukosa, dan galaktosa. Bahan pengisi ( filler ) kalsium karbonat yang dimodifikasi  dengan Tamarind Kernel Powder (TKP), dapat meningkatkan nilai retensi, sifat formasi, dan sifat optik lembaran kertas yang dihasilkan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  penulis  sampaikan kepada Kepala Balai Besar Pulp dan Kertas beserta seluruh Pimpinan yang telah mendukung kegiatan ini dan kepada rekan – rekan teknisi litkayasa  antara  lain      Tony  Bastian,  Cucu,  Sri Hartini, dan Sonny Kurnia Wirawan.

## DAFTAR PUSTAKA
Declet,  A.  (2016)  ‘Calcium  Carbonate Precipitation : A Review of The Carbonate Crystalization Process and Applications in Bioinspired Composites’.
Gill,  R.  A.  (2005)  ‘Fillers  for  Papermaking’, Applications of Wet-End Paper Chemistry,
(May), pp. 54–75. Hildebrand, D. (2017) ‘Carbohydrate Metabolism’.
IKPP (2011) ‘Fiber & Filler Engineering’, (June). James, N. B. and Roy L, W. (2017) Buku, Industrial Gums: Polysaccharides and their Derivatives.
Kozio, A. and Cybulska, J. (2015) ‘Evaluation of  Structure  and Assembly  of  Xyloglucan from  Tamarind  Seed  (  Tamarindus  indica L  .)  with  Atomic  Force  Microscopy’,  pp. 396–402. doi: 10.1007/s11483-015-9395-2.
Lee, J. U., Lee, H. L. and Young, H. J. (2005) ‘Adsorption analysis of cationic guar gum on  fibers  in  closed  papermaking  systems’,
Tappi J ., 4(10), pp. 15–19. Liimatainen,  H.  (2009)  ‘Interactions  between fibres,  fines  and  fillers  in  papermaking Influence  on  dewatering  and  retention  of pulp suspensions’, Technology . Manchanda, R., Arora, S. C. and Manchanda, R. (2014) ‘Tamarind seed polysaccharide and its  modifications-versatile  pharmaceutical excipients  -  A  review’, International Journal  of  PharmTech  Research , 6(2), pp. 412–420.
Mutia,  T.  (2009)  ‘Optimalisasi  penggunaan tamarin  lokal  pada  pencapan  poliester’, 24(2), pp. 102–112.
Pinheiro,  I.,  Ferreira,  P.,  Garcia  F,  P.,  Wadrey, C., Amaral, L., Hunkeler, D. and Rasteiro M,  G.  (2010)  ‘Performance  Of  Cationic Polyacrylamides  In  Papermaking  - Flocculation,  Drainage  And  Retention’, (October).
Rostika, I., Wirawan, S. K. and Elyani, N. (2015) ‘Pengolahan  Bahan  Filler  Menggunakan Polimer Untuk Meningkatkan Mutu Produk Kertas’, (November), pp. 81–91. Gambar 9. Sifat Fisik
Salminen, K., Kataja-aho, J., Retulainen, E. and Rantanen,  T.  (2012)  ‘Enhanced  Dry  and Wet Web Runnability by Spray Application of Different Polymers – Laboratory and Pilot  Scale  Studies  Event :  EFPRO-CEPI early  stage  researchers  workshop  2012 Background : Wet web properties and paper machine runnability’, in.
Seo, D., Im, W. H., Youn, H. J. and Lee, H. L.
(2012) ‘The effects of process variables for GCC pre-flocculation on floc and handsheet properties’, Nordic  Pulp  and  Paper Research Journal , 27(2), pp. 382–387. doi: 10.3183/NPPRJ-2012-27-02-p382-387.
Shah, N. C. (2014) ‘Tamarindus indica or Imli, Tamar  -e-Hind :  The  Date  -  palm  Khajur from India’, 1(10), pp. 29–36.
Shen, J., Song, Z., Qian, X. and Liu, W. (2009) ‘Modification of papermaking grade fillers: A brief review’, BioResources ,  4(3),  pp. 1190–1209. Somerkallio,  M.  (2011)  ‘Spray  Application of  Stength  Chemicals  Master  of  Science Thesis’, (October).
Zhang, J., Xu, S., Zang, S. and Du, Z. (2008) ‘Ar ch ive Ar of’, 17(12), pp. 899–906.