Bahan baku dasar pembuatan pulp adalah selulosa dalam bentuk serat dan hampir semua tumbuhan yang mengandung selulosa dapat dipakai sebagai bahan baku pembuatan pulp. Bahan baku yang digunakan dapat berupa jerami. Kayu jarum misalnya kayu pinus, kayu turi dan bambu, sedangkan yang termasuk kayu daun misalnya jerami, merang, batang pisang dan rumput-rumputan. Batang pisang merupakan salah satu limbah (buangan) dari perkebunan pisang dapat juga dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan pulp, karena mengandung selulosa. Selulosa terdapat pada semua tumbuhan, dari pohon bertingkat tinggi hingga organisme primitive seperti lumut dan gangang. Hampir semua tumbuhan yang mengandung selulosa dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp (Fengel.D,1995). Komponen lignoselulosa merupakan bagian terbesar yang menyusun tumbuh tumbuhan. Komponen ini terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Lignoselulosa yang terdapat dalam limbah pertanian terdiri dari 40 – 60 % selulosa, 20 – 30 % hemiselulosa, dan 15 – 30 % lignin. Susunan selulosa, hemiselulosa dan lignin dalam sel tanaman sangat kompleks. Hemiselulosa bersama lignin membalut serta menyatukan serat-serat selulosa. Wujud dari tiga dimensi lignin mengakibatkan struktur sel tanaman bersifat pasif dan kaku. Susunan yang kompleks tersebut mengakibatkan proses pemisahan komponen-komponen ini cukup rumit.

Selulosa merupakan senyawa organik yang paling banyak melimpah di alam, karena struktur bahan seluruh dunia tumbuhan terdiri atas sebahagian besar selulosa. Suatu jaringan yang terdiri atas beberapa lapis serat selulosa adalah unsur penguat utama dinding sel tumbuhan. Didalam selulosa terdapat dalam bentuk serat-serat. Serat-serat selulosa mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi. Selulosa merupakan suatu polimer yang berantai lurus yang terdiri dari unit-unit glukosa. Bobot molekul selulosa alamiah sukar diukur, dikarenakan degradasi yang terjadi selama isolasi. Panjang rantainya berbeda-beda dari jenis tumbuhan yang berbeda. Selulosa termasuk senyawa polisakarida yang mempunyai rumus empiris (C6H10O5)n, dimana n berkisar dari 2000 sampai dengan 3000. Nama hemiselulosa pertama kali diusulkan oleh Sehulzz pada tahun 1891 untuk menunjukkan polisakarida-polisakarida yang dapat disaring atau diekstraksi sebagai larutan alkali. Hemiselulosa menyusun sekitar 1/2 tumbuhan tahunan dan sekitar 1/3 tumbuhan semusim. Istilah hemiselulosa menunjukkan pada sejumlah besar polisakarida kompleks yang menyertai selulosa dalam dinding sel tumbuhan. Kebanyakan hemiselulosa adalah heteropolisakarida yang mengandung dua atau lebih monosakarida yang berlainan. Hemiselulosa mudah diekstraksi dari serat-serat dan kayu dengan larutan alkali. Hemiselulosa termasuk polisakarida yang terdapat bersama-sama dengan selulosa, bila dihidrolisa menghasilkan bermacam-macam sakarida seperti heksosa dan pentosa. Lignin adalah polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi dan tersusun atas unit-unit fenil propan. Meskipun tersusun atas karbon, hidrogen dan oksida, tetapi lignin bukanlah suatu karbohidrat. Lignin terdapat di antara sel-sel dan didalam dinding sel. Di antara dinding sel lignin berfungsi sebagai pengikat untuk sel-sel secara bersama-sama.

    Cara yang baik untuk mengisolasi lignin adalah dengan melarutkannya dalam pelarut yang cocok seperti dioksan. Lignin dengan hasil isolasi dengan cara ini lebih murni dan strukturnya relatif tidak berubah, hal ini disebabkan dioksan tidak bereaksi dengan lignin. Di dalam tumbuh-tumbuhan, lignin merupakan bahan yang tidak berwarna. Jika lignin bersentuhan dengan adanya sinar matahari, maka lama-lama lignin cenderung menjadi kuning.

    Karenanya kertas koran yang terbuat dari serat-serat yang dipisahkan secara mekanis tanpa bahan kimia, tidak berumur panjang karena kecenderungannya menjadi kuning. Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat (kayu maupun non kayu) melalui berbagai proses pembuatannya (mekanis, semikimia dan kimia). Pulp terdiri dari serat-serat (selulosa dan hemiselulosa) sebagai bahan baku kertas. Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya adalah alami dan mengandung selulosa dan hemiselulosa. Kertas dikenal sebagai media utama untuk menulis, mencetak serta melukis dan banyak kegunaan lain yang dapat dilakukan dengan kertas misalnya kertas pembersih (tissue) yang digunakan untuk hidangan, kebersihan ataupun toilet. Sebagai bahan baku kertas, parameter yang penting dari pulp adalah kandungan selulosa dan kandungan lignin. Kandungan selulosa yang tinggi sangat diperlukan pada pembuatan kertas karena merupakan bahan dengan rantai yang panjang sehingga dengan kadar yang tinggi kertas yang dihasilkan akan kuat. Sedangkan kandungan lignin menunjukkan banyaknya lignin dalam pulp. Kandungan lignin yang tinggi dalam pulp tidak diinginkan, karena adanya lignin dapat menimbulkan warna coklat pada kertas. Adapun kualitas pulp kertas dapat ditunjukkan pada Tabel 1 dan Tabel 2.

    Hampir semua tumbuhan yang mengandung selulosa dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan bubur kertas (pulp). Proses pembuatan pulp adalah proses pemisahan lignin untuk memperoleh selulosa dari bahan berserat. Oleh karena itu selulosa harus bersih dari lignin supaya kualitas kertas yang dihasilkan tidak berubah warna selama pemakaian. Proses pembuatan pulp dapat dibagi menjadi tiga proses yaitu proses mekanis, proses semi kimia, dan proses kimia. Pembuatan pulp secara mekanis dilakukan tanpa menggunakan bahan kimia yaitu dengan cara menguraikan serat yang ada di dalam kayu secara paksa dengan menggunakan aksi mekanis. Bahan baku digiling dalam keadaan basah, serat-serat kayu akan terlepas, kemudian disaring sampai kehalusan tertentu untuk memperoleh bubur kertas (pulp). Dalam proses mekanis ini tidak dilakukan pemisahan komponen-komponen yang terdapat di dalam kayu sehingga pulp yang dihasilkan mempunyai kandungan bahan seperti semula. Keuntungan proses ini adalah biaya produksi yang rendah dan hasil yang tinggi karena pulp yang diperoleh sekitar 90 % dari bahan semula. Kelemahannya adalah rendahnya mutu kertas yang dihasilkan, dimana kertas mudah sekali menjadi kuning dan kecoklatan karena kandungan ligninnya masih banyak.

    Proses semi kimia adalah karena pada tahap awal pembuatan pulp digunakan bahan-bahan kimia sebagai pelunak bahan baku. Pelunakan dimaksudkan untuk memutuskan ikatan lignoselulosa dengan menghilangkan sebagian dari hemiselulosa dan lignin. Kemudian diperlakukan secara mekanis untuk memisahkan serat-seratnya. Disini pulp semi kimia masih mengandung lebih dari 25 % lignin yang terdapat dalam kayu. Pulp yang diperoleh biasanya digunakan untuk membuat kertas pembungkus, kertas cetak dan papan kertas Syamsul Bahri / Jurnal Teknologi Kimia Unimal 4 : 2 (November 2015) 36 - 50 41

Jika konsentrasi bahan kimia semakin tinggi, maka penyerapan terhadap selulosa semakin naik dibandingkan dengan penyerapan terhadap lignin, yang dapat menghasilkan rendemen dan kekuatan rendah. Proses pembuatan pulp secara kimia adalah proses pembuatan pulp yang menggunakan bahan kimia sebagai bahan utama untuk melarutkan bagian-bagian kayu yang tidak diinginkan. Rendemen pulp yang diperoleh dalam proses ini relatif rendah dibandingkan dengan proses mekanis dan semi kimia, yaitu antara 40 – 60 %, sehingga diperoleh produk selulosa yang lebih murni. Ada tiga macam proses pembuatan proses pembuatan pulp secara kimia yaitu proses soda, proses sulfat atau kraft, dan proses sulfit, masing-masing menggunakan larutan pemasak yang berbeda. Keuntungan-keuntungan memakai proses kimia pada pembuatan pulp antara lain:

a. Dapat dilakukan pada semua jenis bahan baku. b. Kekuatan pulp tinggi. c. Pulp yang dihasilkan dapat digunakan untuk pembuatan rayon. d. Kualitas kertas yang dihasilkan lebih tinggi. Pada proses pemasakan, faktor-faktor yang berpengaruh antara lain jenis bahan baku, konsentrasi bahan kimia, suhu, waktu pemasakan, konsentrasi pelarut dan perbandingan cara pemasak terhadap bahan baku. Pengenalan tentang anatomi kayu akan memberikan gambaran tentang bagian-bagian kayu yang berbeda sedangkan serat yang dinyatakan dalam panjang, tebal dinding dan sebagainya merupakan parameter yang berperan dalam kekuatan ikatan antar serat dalam lembaran kertas. Dengan demikian, jelas terlihat bahwa sifat dari serat yang digunakan akan menentukan kualitas kertasnya. Sehingga dalam pembuatan kertas, pengetahuan tentang bahan baku merupakan salah satu dasar yang perlu dikuasai.

Konsentrasi bahan kimia sangat penting dalam pembuatan pulp, karena berkaitan dengan reaksi antar bahan kimia pemasak dengan material kayu. Makin tinggi konsentrasi makin banyak material kayu yang bereaksi dengannya. Namun degradasi terhadap selulosa makin naik dibandingkan dengan penyerapan Syamsul Bahri / Jurnal Teknologi Kimia Unimal 4 : 2 (November 2015) 36 - 50 42

terhadap lignin. Hal semacam ini tidak diinginkan dalam proses pembuatan pulp. Namun konsentrasi tinggi tidak harus dihindari, hal itu diperlukan pada awal pemasakan untuk menetralisasi asam-asam yang terjadi. Untuk memperoleh pulp pada serat abaka dengan menggunakan bahan kimia, dengan cara dididihkan dalam NaOH 1–5 % (S. M. Khopkar, 1990). Waktu pemasakan sangat perlu diperhatikan, dimana waktu pemasakan dapat dikurangi beberapa saat dengan menaikkan suhu pemasakan. Biasanya pada waktu pemasakan tinggi rendemen dan kualitas pulp turun, sehingga pulp yang dihasilkan tidak bertahan lama. Vasquez, dkk (1994) menemukan bahwa semakin lama waktu reaksi maka semakin banyak lignin yang tersisihkan dari biomassa, sehingga kandungan lignin dalam pulp semakin berkurang, untuk waktu yang lebih lama kandungan lignin dalam pulp mempunyai kecendrungan untuk meningkat kembali. Waktu yang diperlukan untuk delignifikasi optimum adalah dalam rentang 60–120 menit, persen perolehan pulp dan selulosa tidak bertambah setelah 120 menit pemasakan. Suhu pemasakan sangat penting dalam melakukan pemasakan, biasanya suhu pemasakan sangat ditentukan oleh jenis bahan baku yang digunakan. Suhu pemasakan berhubungan dengan laju reaksi. Delignifikasi dengan pelarut organik umumnya berlangsung pada suhu diatas 130 oC. Dari persamaan Arhenius, menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu reaksi maka konstanta laju delignifikasi akan semakin meningkat, sehingga pada suhu yang tinggi maka semakin banyak lignin yang dapat disisihkan dari biomassa. Selain meningkatnya laju delignifikasi pada suhu tinggi juga sebagian polisakarida akan terdegredasi (Vasquez dkk, 1994). Konsentrasi pelarut sangat penting dalam pembuatan pulp, karena berkaitan dengan reaksi antara pelarut dengan biomassa. Semakin tinggi konsentrasi pelarut semakin banyak biomassa yang bereaksi dengannya. Namun degradasi terhadap selulosa semakin naik dibandingkan penyerangan terhadap lignin. Hal semacam ini tidak diinginkan dalam proses pembuatan pulp. Tetapi konsentrasi tinggi tidak harus dihindari, hal itu diperlukan pada awal pemasakan untuk menetralisasi asam-asam yang terjadi. Syamsul Bahri / Jurnal Teknologi Kimia Unimal 4 : 2 (November 2015) 36 - 50 43

Pelarut organik akan mampu melarutkan lignin dengan baik pada konsentrasi tertentu. Untuk pemasakan TKS menggunakan proses etanol dengan katalis NaOH, konsentrasi etanol yang dipakai adalah 50 % (Nugroho dan Rusmanto, 1999). Pada konsentrasi ini etanol dapat menjaga selulosa terdegradasi pada suatu perbandingan cairan padatan tertentu. Marzuki (2005) dalam penelitiannya terhadap sabut kelapa juga menggunakan konsentrasi etanol sebesar 50 %. Perbandingan cairan pemasak terhadap bahan baku harus diketahui agar lignin dapat sempurna terlarut dalam cairan pemasak. Perbandingan yang terlalu besar akan menimbulkan ketidakhematan penggunaan cairan pemasak, sedangkan perbandingan yang terlalu kecil dapat menyebabkan pengendapan lignin. Untuk proses etanol-NaOH terhadap TKS digunakan perbandingan 20:1 (Nugroho dan Rusmanto, 1999), sedangkan Marzuki (2005) dalam penelitiannya terhadap sabut kelapa juga menggunakan perbandingan 20:1.