OPTIMASI BIOPROSES MODIFIKASI PERMUKAAN SERAT UNTUK PENINGKATAN KEKUATAN KERTAS

Abstract

Fiber surface modification is a main process to improve paper quality. It is usually done mechanically through refining process. In this research the modification was done microbiologically by using Acetobacter xylinum. In principle, this process is carried out by growing bacterial cellulose on the fiber surface, which is similar to fibrillation by mechanical action. The modification was done at the short fibers at 5 duration reaction times and 4 level agitation speeds. The experiments were conducted in a 75 liter active volume bioreactor filled with a liquid inorganic media, 0.75% pulp consistency, at 30°C temperature, and pH 5.5. The washed pulp was then turned into sheets for testing purposes. The experiments show that at 37.5 Hz agitation speed and 1-3 hours reaction time, the paper strength and structure improve effectively. In addition, this optimized process also shows a potential energy saving up to 17.24% at agitation speed of 25,0 Hz.Keywords: fiber surface modification, Acetobacter xylinum, paper strength, short fibers  ABSTRAK Modifikasi permukaan serat adalah proses inti pembuatan kertas untuk meningkatkan kualitas kertas. Pada umumnya modifikasi permukaan serat dilakukan secara mekanis melalui proses penggilingan. Pada penelitian ini modifikasi permukaan serat dilakukan secara mikrobiologis menggunakan Acetobacter xylinum. Proses ini berlangsung dengan cara menumbuhkan bakteri pembentuk selulosa pada permukaan serat sehingga serat terfibrilasi. Penelitian dilakukan pada serat pendek dengan variasi 5 durasi waktu reaksi dan 4 tingkat kecepatan agitasi. Proses modifikasi dilakukan dalam bioreaktor dengan volume aktif 75 liter menggunakan media anorganik cair, pada konsistensi pulp 0,75%, suhu 30°C, dan pH 5,5. Pulp hasil reaksi dicuci kemudian dibuat lembaran untuk diuji karakteristik fisiknya. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa pada kondisi kecepatan agitasi 37,5 Hz dan waktu inkubasi 1-3 jam, bioproses modifikasi serat efektif untuk meningkatkan kekuatan kertas, memperbaiki struktur lembaran kertas, dan berpeluang menghemat energi sebesar 17,24% pada kecepatan agitasi 25,0 Hz.Kata kunci: modifikasi permukaan serat, Acetobacter xylinum, kekuatan kertas, serat pendek