bahan serat · berdasarkan asalnya) ... lumen dan dinding sel ... selama sekitar 3 hari sehingga...

BAHAN SERAT

Departement of AgroindustryBrawijaya University

2014

Arie Febrianto MSakunda Anggarini

Serat (fiber)

• suatu jenis bahan berupa potongan-potongankomponen yang membentuk jaringanmemanjang yang utuh.

www.themegallery.com

• Sifat serat ditentukan oleh strukturmakromolekul dan teknik produksinya.

• Sifat-sifat serat antara lain :– Kehalusan dan panjang serat,

– Kekuatan,

– Keseragaman serat,

– Gesekan serat,

– Daya serap, dan

– Elastisitas atau kelenturan.

www.themegallery.com Company Logo

KLASIFIKASI SERAT(berdasarkan asalnya)


• Serat Tumbuhan

• Serat Hewan

• Serat Mineral

SERAT ALAMI

• Serat Sintetis

• Serat Semi Sintetis

• Serat yg DiolahKembali

SERAT BUATAN

Serat Alami

• Serat alami meliputi serat yang diproduksioleh tumbuh-tumbuhan, hewan, dan prosesgeologis.

• Serat jenis ini bersifat dapat mengalamipelapukan.


Penggolongan Serat Alami

a. Serat tumbuhan

Biasanya tersusun atas selulosa, hemiselulosa,dan terkadang mengandung lignin.

Serat tumbuhan digunakan sebagai bahanpembuat kertas dan tekstil.

Serat tumbuhan juga penting bagi nutrisimanusia.


b. Serat hewan, umumnya tersusun atas proteintertentu. Contoh dari serat hewan yangdimanfaatkan oleh manusia adalah serat ulat,serat laba-laba, bulu domba.

c. Serat mineral, umumnya dibuat dari asbetos.Saat ini asbestos adalah satu-satunya mineralyang secara alami terdapat dalam bentukserat panjang.


Macam-macam serat tumbuhan

Kapas

• Serat kapas adalah serat selulosa alam yangmempunyai kutikula, lumen dan dinding selyang kuat sehingga mempunyai kekuatan yangtinggi


Rayon Viskosa

– Serat rayon viskosa adalah serat regenerasi selulosayang dibuat dari pulp kayu cemara dan sejenisnyayang melalui serangkaian proses dan pemintalanbasah dapat terbentuk serat.

– Bahan dasarnya selulosa sehingga serat tersebuttermasuk serat yang hidrofil.

– Mempunyai kekuatan yang lebih rendah dankandungan air yang lebih tinggi, kurang lebih 12%(kandungan air kapas 8%).


SERAT RAMI

• Tanaman rami (Boehmeria Nivea) merupakantanaman tahunan yang mudah tumbuh danberkembang biak di daerah tropis. Ramimerupakan tanaman yang serba guna.

• Kandungan selulosa rami relatif tinggi (sekitar50%), sedangkan kadar ligninnya rendah (sekitar10%). Ditinjau dari sifat kimia tersebut ramimempunyai prospek yang baik untukdimanfaatkan sebagai bahan baku pulp kertasmaupun pulp larut (dissolving pulp) yang lebihdikenal sebagai pulp rayon


• Pulp ini dapat digunakan sebagai substitusi serat panjang untuk membuat kertas tulis, kertas fotokopi, dan lain - lain. Dengan sifat seratnya yang panjang dan langsing, serat rami juga dapat dikembangkan untuk kertas khusus seperti kertas saring teh celup, kertas dasar stensil, kertas rokok, dan kertas yang memerlukan ketahanan security papers) daya simpanyang lama seperti kertas uang, kertas surat berharga,kertas dokumen, dan kertas peta

• Morfologi serat rami : panjang serat rata-rata 11,23 mm, diameter serat bagian luar 16,46 mikrometer, tebal dinding 8,44 mikrometer.


Coir

• Coir merupakan serat alami yang berbahanserabut kelapa. Coir memiliki panjang 15 – 30 cm.

• Serat coir memiliki dua warna warna kuningkecokelatan dan merah kecokelatan. Sebagaiserat alami coir dapat diandalkan, karenaketahanannya terhadap kelapukan. Ketahanantersebut merupakan akibat dari kandungan asamsilicic dan lignin


• Cotton

– Cotton merupakan serat alami yang berasal daritumbuhan.

– Komposisi cotton didominasi oleh selulosa (substansikarbohidrat tumbuhan) 88 – 96%.

– Tumbuhan cotton merupakan tanaman dengan genusGossypium, yang merupakan famili Malvaceae

– Panjang seratnya bervariasi tergantung pada jenis dankualitas cotton, panjangnya berkisar 10 – 65 mm.diameter serat 11 – 22 ¼ mm.


SERAT DAUN NANAS

• Serat daun nanas telah dikenal sebagai bahan tali-temali, tekstil dan kertas di beberapa tempat di dunia

• Sebenarnya dalam beberapa hal, sifat serat daun nanas lebih banyak daripada serat kayu. Sel serat daun nanas mempunyai perbandingan panjang terhadap lebar sangat besar, sehingga sifat kertas yang terbentuk juga sangat baik, misalnya : tipis, permukaan halus dan mudah dilipat

• Bahkan, kertasnya dapat diremas sampai kusut dan kemudian dihaluskan kembali tanpa meningglkan bekas.


SERAT PELEPAH BATANG PISANG

• Pulp dan kertas dapat dipoduksi dari serat dalam psedostem pokok pisang, yang pada umumnya dianggap sebagai bahan buangan dalam industri pisang. Kertas yang dipoduksi dari serat pisang mempunyai kelebihan yang banyak dibandingkan dengan kertas dari pulp kayu, terutama dalam kekuatannya.

• Penelitian telah menunjukkan bahwa, kertas pisang adalah 300 kali lebih kuat dibandingkan dengan kertas pulp kayu biasa. Kekuatan ini timbul dari serat pokok pisang yang panjang


• Kelebihan lain kertas pisang adalah lebih tahan terhadap basah dan lebih berkualitas dan juga mempunyai ketahanan lebih terhadap api Melihat kertas pisang tidak mudah terbakar, sehingga baik sekali digunakan sebagai kertas pembungkus produk.

• Sifat mekanik serat pisang adalah mempunyai densitas 1,35 gr / cm³, kandungan selulosa diantara 63 – 64 % dan kandungan lignin hanya 5 %. Diameter serat pisang adalah 120 ± 5,8 μm.


Macam-macam serat dari hewan

Silk

• Silk merupakan serat yang berasal dari serangga, yaitu ulat cocoon. Filament tunggal dari cocoon dapat mencapai panjang 1600 m.

• Serat silk terdiri atas tiga jenis, yaitu luster, drape dan strength. Ketiganya dibedakan atas tahapan dalam proses pembuatannya


Wool

• Serat wool diperoleh dari bulu domba. Serat woolberbeda dengan serat lain, karena struktur kimianya.

• Struktur kimia mempengaruhi tekstur, elastisitas, serabut, dan formasi crimp. Serat woolmerupakan serat protein, komposisi serat wooladalah lebih dari 20 jenis asam amino. Serat wooljuga mengandung sedikit lemak, kalsium, dan sodium.


Serat Sintetis

• Sejarah perkembangan serat sintetis dimulai dengan dibuatnya serat poliamida oleh Dupont pada tahun 1938 dengan nama nilon, dan oleh IG Farben pada tahun 1939 dengan nama perlon.

• Dengan ditemukannya beberapa macam serat sintetis, perkembangan selanjutnya diarahkan pada memperbaiki cara pembuatan dan pengubahan bahan serat untuk mendapatkan kualitas hasil akhir yang lebih baik.


• Supaya dapat dibuat menjadi serat, polimer harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

• 1. Polimer harus linier dan mempunyai berat molekul lebih dari 10.000, tetapi tidak boleh terlalu besar karena sukar untuk dilelehkan atau dilarutkan.

• 2. Molekul harus simetris dan dapat mempunyai gugus-gugus samping yang besar yang dapat mencegah terjadinya susunan yang rapat.


• 3. Polimer harus memberi kemungkinan untuk mendapatkan derajat orientasi yang tinggi, yang dengan cara penarikan mempunyai kekuatan serat yang tinggi dan kurang elastik.

• 4. Polimer harus mempunyai gugus polar yang letaknya teratur untuk mendapatkan kohesi antar molekul yang kuat dan titik leleh yang tinggi.


• 5. Mudah diberi zat warna, apabila serat diberi zat warna maka sifat fisika serat tidak boleh mengalami perubahan yang mencolok dan warna bahan makanan jadinya harus tetap tahan terhadap cahaya dan pencucian.


Macam-macam serat sintetik

Poliester

• Poliester adalah serat sintetik yang terbuat dari kopolimerisasi antara asam tereftalat dengan etilen-glikol membentuk polimer yang strukturnya sangat kristalin.

• Serat poliester sangat sedikit mengandung gugus hidrofil sehingga termasuk serat hidrofob dan pada kondisi normal mempunyai kandungan air (moisture regain) hanya 0,4%.


Nilon

• Nilon adalah serat sintetik yang terbuat dari kopolimerisasi antara asam adipat dan heksametilendiamin membentuk polimer dengan struktur supermolekuler yang sangat kristalin.

• Serat nilon relatif sedikit mengandung gugus hidrofil dan mengandung gugus amina, sehingga sifatnya lebih hidrofil dibanding poliester. Pada kondisi normal serat nilon mempunyai kandungan air (moisture regain) sebesar 4%.


Akrilik

• Serat akrilik termasuk serat sintetik yangmerupakan polimer hidrokarbon linier yangmengandung banyak gugus akrilonitril (lebihdari 85%).


Teknologi Pengolahan Serat

SERAT SABUT KELAPA (COCO FIBER)

• Serat sabut kelapa, atau dalam perdagangandunia dikenal sebagai Coco Fiber, Coir fiber,coir yarn, coir mats, dan rugs, merupakanproduk hasil pengolahan sabut kelapa.

• Secara tradisionil serat sabut kelapa hanyadimanfaatkan untuk bahan pembuat sapu,keset, tali dan alat-alat rumah tangga lain.


• Perkembangan teknologi, sifat fisika-kimia serat,dan kesadaran konsumen untuk kembali ke bahanalami, membuat serat sabut kelapa dimanfaatkanmenjadi bahan baku industri karpet, jok dandashboard kendaraan, kasur, bantal, danhardboard.

• Serat sabut kelapa juga dimanfaatkan untukpengendalian erosi.

• Serat sabut kelapa diproses untuk dijadikan CoirFiber Sheet yang digunakan untuk lapisan kursimobil, Spring Bed dan lain-lain.


• Hasil samping pengolahan serat sabut kelapaberupa butiran-butiran gabus sabut kelapa,dikenal dengan nama Coco Peat.

• Sifat fisika-kimianya yang dapat menahankandungan air dan unsur kimia pupuk, sertadapat menetralkan keasaman tanah menjadikanhasil samping ini mempunyai nilai ekonomi. CocoPeat digunakan sebagai media pertumbuhantanaman hortikultur dan media tanaman rumahkaca.


PROSES PRODUKSI• 1. Persiapan Bahan

Sabut kelapa yang utuh dipotong membujur menjadisekitar lima bagian, kemudian bagian ujungnya yangkeras dipotong. Sabut tersebut kemudian direndamselama sekitar 3 hari sehingga bagian gabusnyamembusuk dan mudah terpisah dari seratnya, dankemudian ditiriskan.

• 2. PelunakanSabutPelunakan sabut dilakukan dengan menggunakan mesinpemukul yang disebut mesin double cruiser atauhammer mill.


• 3. Pemisahan Serat.Pada tahap ini, sabut kelapa dimasukkan ke

dalam mesin pemisah serat untuk memisahkanbagian serat dengan gabus.

Komponen utama mesin pemisah serat ataudefifibring machine adalah silinder yangpermukaannya dipenuhi dengan gigi-gigi dari besiyang berputar untuk memukul dan "menggaruk"sabut sehingga bagian serat terpisah.

Pada tahap ini dihasilkan butiran-butirangabus sebagai hasil samping.


4. Sortasi/Pengayakan Pada tahap ini bagian serat yang telah terpisah dari

gabus dimasukkan ke dalam mesin sortasi untuk memisahkan bagian serat halus dan kasar.

5. Tahap pembersihan dilakukan untuk memisahkanbagian gabus yang masih menempel pada bagian serathalus yang telah terpisah dari bagian serat kasar.

6. Proses pengeringan dilakukan dengan cara penjemuranatau dengan menggunakan mesin pengering.


7. Serat sabut kelapa yang sudah bersih dan kering kemudian dipak dengan menggunakan alat press.

Ukuran kemasan adalah sekitar 90 x 110 x 45 cm.Menggunakan mesin press bobot setiap kemasan mencapai sekitar 100 Kg.


Coco Fiber


Pengolahan Serat Rami

• Pascapanen rami merupakan suatu rantaikegiatan yang cukup panjang.

• Serat rami merupakan bahan yang berasal darikulit batang rami. Serat rami ini masih dalambentuk bundelan, karena terikat oleh lapisanpektin yang biasa disebut gum, yaitu sejeniskarbohidrat rantai panjang yang menyebabkanhelaian serat terikat satu sama lain. Bahan iniharus dibuang karena sebelum serat rami teruraimenjadi helaian serat; serat tidak dapat dipintalmenjadi benang.


Tahapan Pengolahan

1. Dekortikasi memisahkan kulit rami daribatangnya

2. Degumming menghilangkan sisa-sisa gumdan pektin yang masih menempel pada serat,dapat dilakukan dengan cara kimia

3. Pemutihan serat dapat dengan bahanpemutih: biasanya menggunakan senyawaklorin (ca-hipoklorit atau na-hipoklorit) atauhidrogen peroksida (H202)


4. Pelurusan serat

5. Pemotongan serat memotong serat rami menjadi sepanjang serat kapas atau poliester lainnya.

6. Penguraian bundel serat diuraikan menjadi serat seperti serat kapas, pada tahap ini serat rami baru dapat dipintal atau dicampur dengan serat lainnya.


• Pada umumnya cara pemisahan serat rami dari batangnya dilakukan secara mekanis dengan alat dekortikator. Hasilnya adalah serat rami kasar atau yang biasa disebut china grass.

• Dibanding serat kapas, serat rami mempunyai kekuatan lebih tinggi sehingga tidak mudah putus, sedangkan daya mulurnya rendah.

• Selain itu serat rami lebih kasar daripada serat kapas


• Kemampuan menyerap air pada serat rami lebih tinggi dibanding serat kapas, sehingga serat rami lebih mudah menyerap keringat.

• Serat rami mengandung lignin. Terdapatnya lignin mengakibatkan serat menjadi berwarna kecokelatan bila diterpa sinar matahari dalam waktu yang lama, sehingga bila dipakai untuk bahan tekstil perlu diputihkan.


PROSES DEGUMMING PADA SERAT RAMI KASAR

• Tujuan proses degumming ialah untuk menghilangkan sebanyak mungkin senyawa gum yang masih ada di antara helaian serat rami. Pada serat rami kasar kandungan gumnya berkisar antara 25-30%

• Proses degumming biasanya dilakukan dengan cara memasak china grass dengan larutan alkali selama beberapa jam. Cara degumming ada beberapa macam, antara lain menggunakan NaOH 0,5%, Na2C03, Na-tripolifosfat 3% serta bahan pembasah (teepol) sebanyak 3%


• Aplikasi Teknologi Degumming Secara Mikrobiologi .

• Proses degumming secara enzimatis/mikrobiologis dapat dijadikan alternatif bagi proses degumming selain proses degumming secara kimia. Enzim K2-157 dan K-64 dapat dijadikan alternatif degumming cara biologis ini.

• Digunakan beberapa strain jamur jenis Actinomycetes dan jamur Aspergillus niger


PEMUTIHAN PADA SERAT HASIL PROSES DEGUMMING

• Proses ini ditujukan untuk membuat serat setelah proses degumming masih berwarna kekuning-kuningan menjadi putih seperti kapas.

• Sampai saat ini, proses pemutihan dilaksanakan dengan cara merendam serat setelah proses degumming dengan senyawa klorin (Ca-hipoklorit atau Na-hipoklorit) atau hidrogen

• peroksida (H202). Perendaman ini diikuti dengan pemanasan pada suhu 50°C selama 1


• Serat yang dihasilkan berwarna putih seperti kapas dan mengkilat.

• Namun perlakuan pemutihan serat ini dapat berpengaruh pada kekuatan serat. Penggunaan bahan pemutih terlalu banyak dapat menurunkan kekuatan serat.


Mesin Pengolahan Serat Rami


Silinder pemukul dan pemecah bagian kayu dari batang rami yang

dilengkapi dengan pemukul berbentuk bilah (A) dan batang (B)

Mesin Decorticor dan chrusher



Periuk pemasak untuk proses degumming; tanpa tekanan (A) dan

dengan tekanan (B)

Edit your company slogan

bahan serat · berdasarkan asalnya) ... lumen dan dinding sel ... selama sekitar 3 hari sehingga...

Documents