Pengujian Kadar Lignin dalam Pulp

Lignin adalah zat yang bersama-sama dengan selulosa adalah salah satu sel yang terdapat dalam kayu. Lignin berguna dalam kayu seperti lem atau semen yang mengikat sel-sel lain dalam satu kesatuan sehingga bisa menambah support dan kekuatan kayu (mechanical strength) agar bisa kelihatan kokoh dan berdiri tegak.

Lignin struktur kimiawinya bercabang-cabang dan berbentuk polimer tiga dimensi. Molekul dasar lignin adalah Fenil Propan. Molekul lignin memiliki derajat polimerisasi tinggi. Karena ukuran dan strukturnya yang tiga dimensi bisa memungkinkan lignin berfungsi sebagai semen atau lem bagi kayu yang dapat mengikat serat dan memberikan kekerasan struktur serat. Bagian tengah lamella pada sel kayu, sebagian besar terdiri dari lignin, berikatan dengan sel-sel lain dan menambah kekuatan struktur kayu. Dinding sel juga mengandung lignin. Pada dinding sel, lignin bersama-sama dengan hemiselulosa membentuk matriks (semen) yang mengikat serat-serat halus selulosa. Lignin didalam kayu memiliki persentase yang berbeda tergantung dari jenis kayu:

1. Softwood mengandung 27 – 33%

2. Hardwood mengandung 16 – 24 %

3. Non-wood fibers seperti jerami, baggase, rumput, bamboo mengandung 11-20%

Ada beberapa test prosedur yang sekarang digunakan untuk menentukan lignin, seperti:

1. Lignin Klason : mengukur lignin dalam kayu secara langsung
2. Permanganate Number (K-Number) :

Jumlah konsumsi permanganat dalam sampel pulp yang mengandung lignin yang belum bereaksi

1. Kappa Number : Jumlah konsumsi permanganat dalam sampel pulp yang  mengandung lignin yang belum bereaksi
2. Hypo test : Jumlah konsumsi hypo dalam sample pulp yang mengandung lignin yang belum bereaksi
3. Chlorine Number : Jumlah konsumsi chlorine dalam pulp yang mengandung lignin yang belum bereaksi
4. Nu-Number : Test absorbsi spektrofotometer lignin yang terlarut dalam asam dengan panjang gelombang 425 nm
5. Pulp Permittivity : Dieletric strength atau permititivitas pulp sheet yang berhubungan dengan kandungan lignin dalam sampel.
6. Spectrophotometric Methods : Absorpsi sinar UV pada sample yang mengandung lignin.

Kappa Number

Kappa number menggunakan sejumlah larutan permanganat dengan jumlah tertentu yang ditambahkan ke dalam pulp sampel. Setelah beberapa waktu, permanganat bereaksi dengan pulp yang ditentukan dengan metoda titrasi. Kappa number kemudian ditentukan sebagai jumlah ml 0,1 N larutan KMnO4 yang dikonsumsi oleh 1 gr pulp dalam waktu 10 menit dengan suhu 25 ^oC.

Untuk proses kraft pulp hubungan antara lignin dan kappa number adalah Lignin (%) = 0.147 X Kappa Number. Metoda-metoda yang lain tidak familiar digunakan di Indonesia adalah permanganate number (K-number) yang secara luas digunakan di daerah Amerika Utara. Roe number (hypo test) dan chlorine number adalah dua test yang tidak digunakan lagi untuk test lignin karena reagent yang digunakan sangat berbahaya dan banyak permasalahan dalam penanganannya.

Kappa number ini sangat berguna untuk menentukan kadar lignin dalam pulp.

Hilangnya Lignin

Semua pulp akan mengalami perubahan brightness (kecerahan) seiring dengan lama waktu penyimpanan. Pulp biasanya akan berubah menjadi kuning. Laju penurunan brightness dengan waktu bervariasi dalam range yang cukup luas. Sebagian pulp akan stabil dan biasanya bertahun-tahun kemudian baru akan berubah menjadi kuning. Sebagian lagi hanya dalam hitungan bulan akan berubah menjadi kuning dan bahkan yang dalam hitungan hari sudah berubah. Lignin bukan penyebab utama pada perubahan warna ini jika pulpnya hanya mengandung sedikit lignin.

Tapi walau bagaimanapun lignin yang terkandung dalam jumlah besar sudah pasti menjadi penyebab utama dalam perubahan warna pulp. Oleh karena itu efektivitas penghilangan lignin pada tahap klorinasi juga merupakan factor yang sangat menentukan dalam proses perubahan warna.

Memang pada awalnya ada dugaan perubahan warna pada pulp selama penyimpanan disebabkan oleh lignin. Ternyata setelah dilakukan penelitian, penyebab utamanya adalah kandungan selulosa pulp itu sendiri yang menyebabkan perubahan warna. Adanya gugus karbonil dan karboksil pada selulosa merupakan penyebab utama terjadinya perubahan warna. Penghilangan gugus karbonil dan karboksil ini dengan proses oksidasi dan reduksi akan meningkatkan kestabilan warna. Perubahan warna juga disebabkan oleh temperatur, humidity, hemiselulosa, resin, logam-logam seperti rosin, alum, lem dan starch.

* pulp merupakan kumpulan serat/selulosa sebagai bahan baku pembuatan lembaran kertas.

Kata Pencarian Artikel ini: