## PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERTAS DARI LIMBAH JERAMI PADI UNTUK TATAKAN GELAS CETAK TANGAN
Zainal Abidin Nasution *)
*) Peneliti pada Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan e-mail : zainalabidinnasution@yahoo.co.id
Naskah diterima tanggal : 27 April 2010

## HANDMADE PAPERMAKING FROM RICESTRAW AND CHARACTERIZATION FOR COASTER OF GLASSES

## ABSTRACT
Paper  for  coaster  of  glasses  way  handmade  paper  from  ricestraw  which  cooked  by  coustic process at the open air and room temperature. Cooking  way done by using NAOH 5% for 4 hours. The yield way obtained at 65,6%. Handmade papermaking way done at basis weight of 50, 75, 100, 125,  150,  175,  and  200  gsm.  The  result  of  characterization  showed  that  the  best  coaster  of  glasses can be obtained from the basis weight of 175 and 200 gsm.
Keywords : coaster of glasses, handmade paper, rice straw, caustic process

## INTISARI
Kertas  tatakan  gelas  pada  penelitian  ini  dibuat  dengan  cetak  tangan,  menggunakan  bahan baku jerami padi. Pembuatan pulp jerami padi dengan proses pemasakan soda kostik pada suhu kamar karena mudah dilakukan dan biaya operasinya sangat rendah. Proses pembuatan kertas tatakan gelas terbagi  atas  dua  langkah.  Langkah  pertama  adalah  pemasakan  pulp  jerami  pada  dengan  larutan pemasak  5%  NaOH  dan  rendemen  pemasakannya  adalah  65,6%.  Langkah  kedua  adalah  pembuatan contoh  kertas  tatakan  gelas  dengan  gramatur  50,  75,  100,  125,  150,  175,  dan  200  g/m 2 .  Hasil pengujian  kertas  tatakan  gelas  menunjukkan  diperoleh  dua  hasil  yang  optimal  yaitu  pada  gramatur 175 dan 200 g/m 2
Kata kunci : tatakan gelas, kertas cetak tangan, jerami padi, proses kostik

## PENDAHULUAN
Tatakan gelas (lapik gelas), dalam bahasa Inggris  disebut coaster  of  glasses ,  sejak  zaman dahulu  kala  penggunaannya  sudah  membudaya pada  masyarakat.  Tatakan  gelas  ditemui  dalam berbagai  bentuk,  ukuran,  motif,  logo  dan lainnya.  Banyak  digunakan  di  hotel-hotel, restauran-restauran, resor-resor, berbagai institusi  maupun  rumah  tangga.  Tatakan  gelas ditampilkan sebagai ungkapan rasa hormat yang mengandung  nilai  seni,  sewaktu  menyajikan gelas/cangkir  minuman  di  atas  meja    sehingga akan  indah,  elegan,  fungsional  dan  sekaligus melindungi dari air maupun panas.
Menurut  Kamus  Besar  Bahasa  Indonesia, tatakan  artinya  lapik  gelas,  yaitu  alas  tipis semacam  tikar  yang  menjadi  dasar  ataupun landasan pada bagian bawah dari gelas/cangkir. Tatakan  gelas  yang  diperjual  belikan  di  pasar- pasar swalayan, kebanyakan terbuat dari plastik. Sementara  jerami,  suatu  material  yang  kaya dengan  serat,  sampai  sekarang  masih  terbuang percuma,  dibakar,  dan  belum  termanfaatkan. Untuk  itu  dilakukan  penelitian  karakterisasi kertas jerami untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk pembuatan tatakan gelas.
Jerami  padi  mengandung  serat  berligno selulosik, artinya suatu bahan yang mengandung serat dan lignin.
Tabel 1.   Tipikal Komposisi Beberapa Sumber Serat Sebagai Biomassa No Jenis Selulosa
(%) Hemi selulosa (%) Lignin (%) Abu (%)
1. Kayu lunak 41 24 27,8 0,4 2. Kayu keras 39 35 19,5 0,3 3. Jerami padi 30,2 24,5 11,9 16,1 4. Bagas tebu 33,6 29 18,5 23

## Sumber : Anonim (1995)
Jerami padi sebagai bio-massa lignoselulosa  terdiri  atas  campuran  polimer karbohidrat yaitu selulosa dan hemiselulosa.atau disebut  juga  holoselulosa.  Holoselulosa  adalah bagian serat yang bebas lignin.
Peranan  dimensi  serat  (panjang  serat, diameter  serat  dan  tebal  dinding  serat)  pada bahan  baku  kertas  mempunyai  hubungan  satu dengan lainnya, yang kompleks dan mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat fisik kertas, seperti kepadatan,  kekuatan,  fleksibilitas,  kelicinan, porositas dan lainnya.
Tabel 2. Sifat  Morfologi  dan  Kandungan
Kimia Jerami Padi No Komponen Nilai 1 Panjang serat (mm) 0,96 2 Diameter serat (mm) 0,00929 3 Tebal dinding serat (mm) 0,00297 4 Lignin (%) 25,99 5 Selulosa alfa (% 37,81 6 Holo selulosa (%) 80,60 7 Ekstraktif (%) 4,13

## Sumber : (Kartiwa Haroen, 2004)
Serat-serat selulosa sebelum dibuat menjadi  kertas  terlebih  dahulu  harus  digiling atau  dihaluskan.  Penggilingan  adalah  suatu proses  yang  sangat  penting  dalam  pembuatan kertas, karena kertas yang dibuat dari pulp yang tidak  digiling  kekuatannya  rendah,  berbulu  dan terlalu  berpori.  Tetapi  dengan  pulp  yang  sudah digiling  akan  diperoleh  kertas  dengan  kekuatan yang  tinggi,  padat,  formasi  jalinan  lebih  baik
dan  sifat-sifat  lainnya  sesuai  dengan  spesifikasi kertas yang diinginkan. Selama proses penggilingan  berlangsung,  serat  di  dalam  air mengalami
penyikatan, pengkoyakan, pemukulan,  penggosokan  ataupun  penekanan, sehingga ikatan antar serat menjadi terbuka dan terjadilah hidrasi fibril.
Serat di dalam air akan mengembang, dan pada  saat  mengembang  lapisan  luar  serat  akan pecah,  sehingga  fibril-fibril  akan  keluar  yang menyebabkan bidang permukaan serat bertambah luas. Keadaan serat seperti ini sangat diperlukan,  agar  dapat  meningkatkan  ikatan antar serat pada lembaran kertas.
Tabel 3. Sifat  Fisik  Lembaran  Pulp  Jerami Padi dengan Proses Dingin No. Parameter Lama Perendaman (jam) NaOH 10% NaOH 15% 24 48 24 48
1. Indeks sobek
(N-m 2 /kg) 3,75 4,53 2,69 5,06 2. Indeks retak (KPa-m 2 /kg) 1,09 0,58 0,70 0,59
Sumber : (Kartiwa Haroen, 2004)
Kemudian  dari  penelusuran  literatur  hasil penelitian,  tentang  jerami  padi  dengan  proses pemasakan  menggunakan  bahan  pemasak  soda, diperoleh data pada Tabel 4 berikut:
Tabel 4.   Sifat  Fisik  Lembaran  Pulp  Jerami

## Padi dengan Proses Panas
No Parameter
Nilai 1 Indeks sobek (N – m 2 /kg) 4,76 2 Indeks retak (kPa – m 2 /kg)
105,71
Sumber : (Garcia, 1993)
Parameter  kertas  yang  penting  lainnya adalah  daya  serap  air.  Daya  serap  air  (bilangan Cobb) adalah jumlah berat air (gr), yang diserap oleh  per  m 2 kertas  pada  waktu  tertentu (misalnya 60 detik, maka dinamakan Cobb 60).
Pulp Jerami padi Penimbangan sesuai dengan gramaturnya Perendaman Penggilingan/Blender Pencetakan Pengeringan/Dijemur di bawah sinar matahari Contoh kertas tatakan gelas
Gambar 1.  Diagram  Proses  Pembuatan  Pulp
Jerami Padi
Jerami padi Dikeringkan di bawah sinar matahari Ditimbang Pemasakan Pencucian Penggilingan / Blender Penyaringan Pencetakan Pengeringan / Dijemur di bawah sinar matahari Pulp Jerami Air bersih Air bekas cucian Larutan NaOH 5% Kulit padi

## BAHAN DAN METODE

## Peralatan
Bahan-bahan dan peralatan yang dibutuhkan  untuk  pembuatan  kertas  tatakan gelas  adalah  bejana  pemasak  wadah-wadah plastik,  saringan,  blender,  cetakan  kayu,  jerami padi,  soda  api  teknis,  mikro  meter,  timbangan, neraca analitis dan lainnya.

## Metode
Pembuatan  contoh  kertas  tatakan  gelas adalah sebagai berikut :
a. Pembuatan pulp jerami padi
Pada  percobaan  ini  jerami  padi  yang dimasak  adalah  dengan  basis  berat  kering udara  sebanyak  9  kg  per  drum,  dengan menggunakan  larutan  pemasak  NaOH  5%  .
Pemasakan  dilakukan,  hingga  jerami  padi matang,  yaitu  apabila  batang  jerami  ditarik dengan  tangan  mudah  putus.  (Anonim, 1998)

## b. Pembuatan  Contoh  Kertas  Tatakan Gelas
Rancangan  contoh  kertas  tatakan  gelas adalah  berdasarkan  gramatur.  Pembuatan contoh kertas tatakan gelas dilakukan secara manual  (hand  made  paper)  di  atas  cetakan kayu (Exconde, 1993).
Gambar 2.   Diagram  Proses  Pembuatan  Kertas Tatakan Gelas
Tabel 5. Rancangan  Percobaan  Pembuatan Contoh  Kertas  Tatakan  Gelas  Dari Jerami Padi No. Kode Rancangan gramatur (gr/m2) Ukuran contoh kertas (m2) Pulp Jerami Padi yang dibutuhkan (gr) Konsistensi (%) 1 A-1 50 0,045 2,25 0,45 2 A-2 75 0,045 3,375 0,675 3 A-3 100 0,045 4,5 0,9 4 A-4 125 0,045 5,625 1,125 5 A-5 150 0,045 6,75 1,35 6 A-6 175 0,045 7,875 1,575 7 A-7 200 0,045 9 gr 1,8
Catatan :
• Ukuran  cetakan  kayu  (net)  =  15  x  30  cm 2 , dengan  saringan  kasa  plastik  nener  udang (50  lubang  per  inci  dan  diameter  benang plastik 0,023 mm).
• Setiap  contoh  direndam  di  dalam  500  ml air,  setelah  lunak  dilakukan  pencampuran selama 2 menit.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## a. Pemasakan pulp jerami padi
Dari hasil percobaan pemasakan jerami padi untuk  basis  100  liter  larutan  NaOH  5% dalam  wadah  pemasak  drum  bekas  oli, dapat  dilakukan  pemasakan  9  kg  jerami padi kering udara. Setelah proses pemasakan  selesai  dan  bubur  jerami  padi dicuci bersih, disaring kemudian dikeringkan,  diperoleh  sekitar  5,5  kg  pulp jerami  padi  kering  udara  atau  rendemen sekitar  65,6%.  Waktu  yang  diperlukan dalam  pemasakan  jerami  padi  hingga matang adalah 4 jam.

## b. Analisa mikroskopis kertas
Gambar 3.  Foto
SEM Permukaan Mikrostruktur  Kertas  Tatakan Gelas  dengan  Perbesaran  150 kali.
Analisa  mikroskopis  contoh  kertas tatakan  gelas  menggunakan  alat Scanning Electron  Microscopy (SEM)  Type  ASM- 5X. Analisa menggunakan SEM adalah cara pengujian  mikroskopis  yang  paling  baik untuk  mempelajari  karakterisasi  mikro struktur dari suatu material (Smith, 2006).
• Pengujian  mikroskopis  dilakukan    untuk mengetahui  cacat-cacat  yang  terjadi  pada kertas tatakan gelas.  Foto SEM  dari contoh kertas tatakan gelas menunjukkan citra yang gelap  (hitam)  dan  citra  terang  (putih)  pada mikro  strukturnya.  Permukaan  contoh  dari kertas  tatakan  gelas    dikenai  berkas  sinar elektron,  kemudian    sinar  elektron  akan dipantulkan  kembali  ke  mikroskop  dan memberikan  resolusi  dari  pengaruh  tekstur permukaan  contoh  kertas  tatakan  gelas. Untuk  sinar  elektron  yang  dipantulkan kembali  ke  mikroskop,  maka  citra  yang tampak  pada  foto  adalah  terang  (putih)  dan sekaligus  terlihat  gambaran  mikro  struktur dari  contoh  kertas  tatakan  gelas.  Tetapi
untuk berkas elektron yang tidak dipantulkan  kembali  ke  mikroskop  oleh karena  sudut  pantul  yang  besar,  akibat tekstur permukaan serat pada kertas tatakan gelas,  maka  citra  yang  ditampilkan  adalah gelap  (hitam).  Analisa  foto  SEM  pada contoh  uji  menunjukkan  hasil  sebagai berikut :
• Permukaan  citra  terang  yang  lebih  luas daripada  citra  gelap,  artinya  penyebaran serat  merata,  tidak  terdapat  celah-celah  di antara  serat-serat  pada  permukaan  contoh kertas tatakan gelas.
• Tidak  terlihat  pori-pori  ataupun  lubang- lubang  pada  permukaan  kertas,  sehingga tidak mempengaruhi kekuatan fisik kertas
• Tidak  terlihat  garis-garis  batas  ( boundary ) tentang  adanya  poli  kristal  pada  struktur kertas.
• Tidak  terlihat  adanya  garis-garis  panjang yang  menunjukkan adanya retak-retak pada kertas.
Dari  analisa  mikroskopis,  dapat  diketahui bahwa  pada  contoh  kertas  tatakan  gelas  tidak terdapat cacat-cacat selama proses pengolahan.

## c. Pengaruh Konsistensi terhadap sifat-sifat fisik contoh Kertas Tatakan Gelas
Dari  Tabel  6,  berdasarkan  pengukuran rata-rata  gramatur  contoh  kertas  tatakan  gelas, efektifitas  hasil  cetakan  belum  sesuai  dengan rancangan  gramatur. Hal ini  disebabkan adanya pulp  jerami  padi  yang  lolos  dari  saringan cetakan,  sewaktu  proses  drainase  pulp  jerami padi dari cetakan. Oleh karena untuk mendapatkan  rata-rata  gramatur  dari  contoh kertas  tatakan  gelas,  mendekati  atau  pun  sesuai dengan  rancangan  gramatur  yang  diinginkan, maka  berat  pulp  jerami  padi  yang  dibutuhkan harus  disesuaikan  dengan  persen  berat  yang lolos  dari saringan,  yaitu  dengan cara membuat konsistensi  larutan  pulp  yang  sesuai,  kemudian menakar  volumenya  sebelum  dimasukkan  ke dalam cetakan.
Dari  Tabel  6,  dapat  dilihat  bahwa semakin besar gramatur maka akan berpengaruh terhadap  ketebalan,  penyerapan  air,  ketahanan sobek dan ketahanan retak contoh kertas tatakan gelas. Konsistensi pulp jerami akan mempengaruhi  ketebalan  dan  gramatur  contoh kertas tatakan gelas. Gramatur yang besar, maka akan  memberikan  penyerapan  air  yang  besar pula.
Tabel 6. Hasil Pengujian Fisik Contoh Kertas Tatakan Gelas dari Jerami Padi
No Kode Rancangan gramatur contoh
(gr/m 2 )
Tebal (mm)
Gramatur (gr/m 2 ) Cabb 60 (gr/m 2 ) Ketahanan sobek (mn) Ketahanan
cetak (k Pa) 1 A-1 50 0,2001 ± 0,011 39,0 ± 2,9 199,6 ± 42,0 204,0 ± 44,7 18 ± 1 2 A-2 75 0,3069 ± 0,012 62,7 ± 8,4 282,1 ± 53,4 326,4 ± 51,6 20 ± 1 3 A-3 100 0,4247 ± 0,093 81,0 ± 22,6 293,8 ± 86,4 489,6 ± 73,0 21 ± 1 4 A-4 125 0,5110 ± 0,004 113,7 ± 1,8 625,8 ± 58,3 702,2 ± 66,6 26 ± 1 5 A-5 150 0,5782 ± 0,050 129,2 ± 20,4 715,5 ± 136,3 802,3 ± 61,4 26 ± 1 6 A-6 175 0,7852 ± 0,048 169,1 ± 17,1 878,3 ± 8,1 1155,9 ± 61,4 109 ± 4 7 A-7 200 0,7946 ± 0,094 176,8 ± 27,4 978,6 ± 70,5 1060,7 ± 89,4 128 ± 7
Pada  saat  proses  pengeringan  pulp menjadi  lembaran, akan terjadi penutupan pori- pori di  dalam serat yang sebelumnya terisi  oleh lignin  dan  hemiselulosa  dan  akan  terbentuk ikatan hidrogen yang lebih banyak.
Daya  ikat  serat  dalam  suatu  lembaran kertas, akan ditentukan  oleh besarnya intensitas ikatan, banyaknya fibrilasi dan susunan molekul selulosa, sehingga dapat menyebabkan terjadinya  ikatan  hidrogen.  Hemi  selulosa adalah  polimer  sakarida  dengan  ikatan  rantai yang  pendek-pendek  dan  bersifat  mudah menyerap air (hidrofilik) yang sangat membantu dalam  proses  penggilingan.  Terdapatnya  hemi selulosa  di  dalam  serat  akan  membuat  struktur selulosa  menjadi  kurang  teratur,  sehingga  air dapat  masuk  ke  dalam  jaringan  selulosa.  Hemi selulosa  akan  memberikan  fibrilasi  yang  lebih baik  dari  pada  selulosa,  sehingga  serat  yang mengandung  hemi  selulosa  dapat  mengadakan ikatan  serat  yang  baik  dan  menghasilkan  kertas berkekuatan tinggi.
Dari  Tabel  6,  dapat  dilihat  bahwa  angka bilangan  Cobb  60  yang  besar,  menunjukkan kandungan  hemi  selulosa  yang  tinggi,  karena penyerapan  air  dipengaruhi  oleh  sifat  hidrofilik hemi  selulosa.  Serat  jerami  padi  termasuk  ke dalam  serat  dengan  ketebalan  dinding  yang tipis,  artinya  mempunyai  kekuatan  sobek  yang rendah akan tetapi berkekuatan retak yang
tinggi.  Pada  Tabel  7  dapat  dilihat  bahwa pengaruh  konsistensi  pulp  jerami  padi  terhadap indeks  sobek  relatif  tidak  ada,  akan  tetapi pengaruh  konsistensi  pulp  jerami  padi  terhadap indeks retak  memberikan pengaruh yang sangat nyata.
Tabel 7.   Hasil  Perhitungan  Rata-rata  Indeks Sobek  dan  Indeks  Retak  dari  Contoh Kertas  Tatakan  Gelas  dari  Jerami Padi
No
Kode Indeks Sobek
(N-m2/kg)
Indeks Retak (k Pa–m2/kg) 1 A-1 5,23 461 2 A-2 5,21 319 3 A-3 6,04 259 4 A-4 6,18 228 5 A-5 6,21 201 6 A-6 6,83 644 7 A-7 5,99 724
Dari  semua  contoh  kertas  tatakan  gelas, dapat  diketahui  bahwa  hasil  yang  optimum adalah  pada  kode  A-6  dan  Kode  A-7,  yaitu rancangan  gramatur contoh  kertas tatakan gelas pada 169 gr/m 2 dan 178 gr/m 2 .
Sebagai  pembanding  indeks  sobek  dan indeks retak kertas tatakan gelas jerami padi ini sebagai  pulp  jerami,  seperti  terlihat  pada  Tabel 3 dan Tabel 4, maka hasil percobaan pembuatan contoh  kertas  tatakan  gelas  menunjukkan kekuatan fisik yang lebih tinggi.

## KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilaksanakan  diperoleh  kesimpulan  sebagai berikut :
1. Pembuatan  pulp  jerami  padi  yang  dimasak dengan  larutan  NaOH  5%,  menghasilkan rendemen pulp sebesar 65,6%.
2. Dari  hasil  pengujian  fisik  untuk  variasi konsistensi pulp jerami diperoleh hasil yang optimum  yaitu :
• Untuk  gramatur  175  g/m 2 ,  diperoleh  : tebal  0,7852  mm,  penyerapan  air  878,3 g/m 2 ,  ketahanan  sobek  1155,9  mN  dan ketahanan retak 109 k Pa.
• Untuk  gramatur  200  g/m 2 ,  diperoleh tebal  0,7946  mm,  penyerapan  air  978,6 g/m 2 ,  ketahanan  sobek  1060,7  mm  dan ketahanan retak 128 k Pa.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim,  1998,  Identifikasi  Serat  dan  Demo Proyek  Teknologi  Tepat  Guna  (TTG), Balai Besar Pulp dan Kertas, Bandung. Anonim,  Tipikal  Komposisi  Biomas,  Online
1995, Akses 15 April 2009, http://punennvis.in/PDF/Newsletter/bio- uti.pdf.
Exconde,  Teofista  Angelita  R,  Cesar  M.
Mamino  and  Raul  A.  Felismino,  1993, How to Produce Hand Made Paper , hal. 1 – 8, Philipine, UNIDO.
Garcia, Carolyn Marie C, 1993, Feasibility Studi On Hand Made Paper Production , hal. 1- 27, Philipine, UNIDO.
Gurning, TM dan Zulkifli Zaini, Potensi Jerami di Sumatera Utara, Temu Usaha
Pengembangan Industri Karton dari Jerami, tgl. 26 November 1998 di Medan, Sumatera Utara.
Kartiwa Haroen, Wawan, Tugiyana dan Sugeng,
Pulp  Kertas  Seni  Dari  Tanaman  serat Bukan  Kayu,  Vol.  39  No.  1,  hal  28-35, Juni  2004, Berita  Selulosa ,  Balai  Besar Pulp dan Kertas, Bandung.
Smith,  William  F.  and  Javed  Hashemi,  2006,
Foundation  of  Material  Science  and Engnieering ,  Mc  Graw  Hill  Book Company, Printed in Singapore.