Category Archives: Polisakarida kayu

Bambu, rumput raksasa sejuta potensi

Siapa yang tidak mengenal bambu? Waktu kecil keluarga saya memanfaatkan bambu untuk untuk berbagai macam kebutuhan termasuk membuat pagar, saung (tempat beristirahat di sawah), dan bahkan kandang ayam dan kambing. Tanaman bambu saat itu masih banyak ditanam di lahan-lahan kosong, pinggir sungai hingga di belakang kuburan di desa. Memanfaatkan tanaman bambu untuk konstruksi ringan sangatlah mungkin untuk dilakukan. Saat ini pemanfaatan bambu di sekitar rumah sudah sangat jarang ditemukan. Rumah-rumah bilik bambu yang dulu menjamur sudah tergantikan dengan rumah berdinding tembok dan batako. Bukan hanya pemanfaatannya, budidaya tanaman bambu sudah semakin berkurang seiring bertambahnya optimalisasi penggunaan lahan untuk perumahan maupun tempat usaha.

f920f84ddf26b82f7a4376b047109288fd26e4f8_800x600
Bambu sebagai bahan baku bangunan Sumber : green school

Di Indonesia saya mencoba mencari bangunan hunian modern yang semuanya berbahan baku bambu, namun sayang tak pernah menemukannya, hingga saya menemukan Green School Bali yang menggunakan bambu sebagai bahan konstruksi utama dengan gaya arsitektur yang mengagumkan. Diolah dan dimanfaatkan dengan cara modern, mereka berhasil memanfaatkan bambu dengan baik.

Di pulau Bali selain Green School ternyata terdapat sebuah rumah enam tingkat yang dirancang secara khusus dengan menggunakan bambu. Hampir seluruh bangunan tersebut terbuat dari bambu. Menurut informasi yang saya peroleh dari lantai empat, ruang duduknya kita bahkan bisa menghadap ke ngarai dengan pemandangan yang sangat indah. Betapa tingginya rumah tersebut. Untuk menuju ke rumah tersebut kita pun disuruh melalui jembatan yang terbuat dari bambu pula.

Oh iya hal menarik lainnya adalah desain atapnya dibuat melengkung untuk menangkap angin, sehingga udara akan terasa lebih sejuk. Jika saya perhatikan beberapa ruangan disana juga dibiarkan terbuka. Mungkin bagi perancang akan lebih nyaman untuk membangun sistem sirkulasi udara di Indonesia yang memiliki cuaca yang panas.

Kesan kemewahan muncul saat saya melihat interior beberapa ruangan yang dibuat, khususnya kamar mandi. Kamar mandi tersebut terletak di sudut ruangan, dan terbuat dari bambu. Saya tidak bisa membayangkan saat pengguna kamar mandi tersebut menggunakan kamar mandi tentunya akan menimbulkan suara yang jelas terdengar hingga ke ruang tamu. Bambu bukanlah peredam suara yang lebih baik bila dibandingkan dengan tembok.

Apa yang telah mereka rancang dan bangun dengan bahan konstruksi bambu bukanlah sesuatu hal yang baru di Indonesia. Dari gubuk-gubuk kecil sampai jembatan megah tradisional di Jawa, bambu sudah digunakan diberbagai daerah tropis dunia selama puluhan ribu tahun. Ada pulau bahkan benua yang pertama kali dicapai dengan rakitan bambu.

Sebenarnya bambu adalah rumput raksasa yang dapat tumbuh di tanah yang tidak subur, tanah yang curam, atau di sisi pegunungan. Bambu tumbuh dengan air hujan, mata air, sinar matahari, dan dari 1,450 jenis bambu yang tumbuh di dunia, Indonesia baru menggunakan beberapa jenis bambu saja sebagai bahan baku konstruksi diantaranya bambu apus, betung, hitam, andong, dan legi.

Tanaman bambu di Indonesia ditemukan mulai dari dataran rendah sampai pegunungan. Pada umumnya ditemukan di tempat-tempat terbuka dan daerahnya bebas dari genangan air. Tanaman bambu hidup merumpun, mempunyai ruas dan buku. Pada setiap ruas tumbuh cabang-cabang yang berukuran jauh lebih kecil dibandingkan dengan buluhnya sendiri. Pada ruas-ruas ini tumbuh akar-akar sehingga pada bambu dimungkinkan untuk memperbanyak tanaman dari potonganpotongan ruasnya, disamping tunas-tunas rumpunnya.

Bambu yang dimanfaatkan umumnya yang sudah masak tebang, lebih kurang berumur empat tahun dan pemanenannya dengan sistem tebang pilih. Setelah ditebang biasanya direndam dalam air mengalir, air tergenang, lumpur, air laut atau diasapkan. Kadang -kadang diawetkan juga dengan bahan kimia. Kegiatanselanjutnya adalah pengeringan.

Saya sempat bekerja dengan bambu betung saat penelitian dulu, tanamannya sangatlah tinggi, bisa mencapai 18 meter. Coba saja mengambil bambu ini dengan membawa truk itu turun gunung, pasti tidak akan cukup. Bambu tanaman yang kuat, daya tariknya setara dengan baja, daya tekannya setara beton, artinya apabila kita menghantamkan beban sebesar empat ton langsung ke sebilah bambu, dan bambu tidak akan hancur. Karena ia hampa, ringan, maka cukup ringan untuk diangkat oleh beberapa orang saja dalam pemanenannya. Akhirnya saya mendapatkan tanaman ini dari Kebun Raya Bogor di tahun 2009.

Permasalahan yang sering ditemui dalam penggunaan bambu adalah pertama, bambu sangat sulit dilindungi dari serangan hama/serangga khususnya serangga rayap dan bubuk. Jadi hampir semua bangunan bambu mudah rapuh. Ada organisme tertentu yang menggerogoti bambu menjadi debu. Itu sebabnya kebanyakan orang, khususnya di Asia, berpendapat bahwa hanya mereka yang sangat miskin atau hidup di pinggiranlah yang mau hidup di rumah berbahan dasar bambu. Padahal sebenarnya potensinya bisa lebih dari itu.

Untuk mengatasi permasalah tersebut sebenarnya bisa dilakukan dengan teknologi pengawetan kayu dengan bahan pelapis yang aman. Borax sebagai garam alami dapat menjadikan bambu lebih awet dan mengubah bambu menjadi sebuah bahan bangunan yang baik.

Kedua, Di Indonesia saya perhatikan belum bergabungnya arsitek, desainer, dan insinyur, yang fokus memanfaatkan bahan baku bambu sebagai kajian ilmiahnya secara komprehensif. Masing-masing masih bekerja dengan penelitiannya sendiri-sendiri, sehingga kita masih mendapatkan produk yang dihasilkan masih memiliki banyak kekurangan. Dalam memanfaatkan bahan baku alami kata kuncinya adalah kita sebaiknya mengenal kelebihan/potensi dan kekurangan bambu. Pengetahuan yang kita peroleh pada akhirnya akan menumbuhkan ketertarikan terhadap bambu itu sendiri,. Kita akan bisa mendesain apapun produk bambu sesuai dengan kekuatannya, melindunginya dari hama organisme perusak, dan memanfaatkan kelenturannya. Hal itu tidak mungkin dapat kita pelajari langsung dalam satu rumpun ilmu. Tim ini akan benar-benar bekerja sesuai dengan kelebihan dan keterbatasan yang dimiliki oleh bambu. Bekerja keras untuk mendapatkan sesuatu hal yang baru.

Bambu merupakan salah satu anugerah dari Tuhan Yang Maha Esa untuk kita manfaatkan dengan sebaik-baiknya. Bambu adalah salah satu tumbuhan berkayu yang dapat diperbaharui kembali (renewable resources). Berbeda dengan minyak bumi dan batu bara, tanaman bambu bisa ditanam dalam waktu yang sangat singkat hanya 8 hingga 9 tahun. Bila kita bisa memanfaatkan bambu untuk kesejahteraan dan kemamfaatan bagi masyarakat tentunya itu akan lebih baik. Bisakah kita mencobanya sekarang ?

Grafting of acrylonitrile onto cellulosic material derived from bamboo (Dendrocalamus strictus)

R. Khullarl, V. K.Varshneyl*, S. Naithani, P. L. Sonil

Pencangkokan atau okulasi kopolimerisasi dari selulosa adalah proses penggabungan polimer sintetik dengan selulosa, untuk menghasilkan materi yang memiliki sifat-sifat terbaik dari kedua senyawa tersebut, seperti:

  • Karakter hidrofilik dan hidrofibik
  • Memperbaiki keelastisitasnya
  • Penyerapan air, dan
  • Kemampuan pertukaran ion dan tahan terhadap panas

Bahan yang digunakan dalam proses okulasi ini adalah bambu (Dendrocalamus strictus), Ceric Ammonium Nitrate (CAN), asam nitrat, toluena, dan dimetil formamide tanpa pemurnian. Tahapan pemurnian akrilonitril pada selulosa yang terdapat di dalam bambu dilakukan dengan cara mengekstrasi selulosa dengan larutan natrium hidroksida 7% kemudian dicuci dan dibilas air destilata beberapa kali, dikeringkan di atas anhydrous kalsium klorida dan beri air destilata kembali. Tahap okulasi dilakukan dengan merendam 1 gr selulosa dalam 30 ml larutan CAN (0,01-0,02 M) selama 0,5-2 jam, kemudian tambahkan campuran larutan toluena 20 ml dan akrilonitril 12,3-30,7 mol/agu, aduk dengan pengaduk magnetik, lalu bersihkan dengan air destilata dan methanol kemudian disaring, keringkan ke dalam oven dengan suhu 50°C selama 4 hari, ekstrak dengan dimethyl formahide selama 48 jam, lalu hitung persentase hasil okulasi (%G) dan efiesiensi persen okulasi (%GE).

Hasil yang diperoleh dari proses okulasi, penggunaan toluena pada proses okulasi akrilonitril dengan kapas selulosa memberikan kualitas okulasi yang tinggi dan penggunaan toluena menghambat difusi CAN pada serat, dengan demikian mengurangi pembentukan homopolimer dan dalam larutan serta meningkatkan ketersediaan akrilonitril. Hubungan antara waktu dengan %G dan %GE adalah peningkatan %G dan %GE yang drastis dalam waktu satu jam. Hubungan antara temperature dengan %G dan %GE adalah persentase hasil okulasi maksimum (174,8%) pada saat temperaturnya sebesar 40°C setelah itu pelahan cenderung menurun dan hubungan antara waktu polimerisasi terhadap %G dan %GE yaitu nilai persentase hasil okulasi akan naik drastis dalam kurun waktu 4 jam dan akan terus naik.

Syarat-syarat untuk mengokulasi akrilonitril pada materi selulosa agar mendapat hasil yang optimal:

  • Butuh Waktu 1 jam untuk memasukkan selulosa ke dalam larutan Ceric Ammonium Nitrate.
  • Konsentrasi larutan CAN yaitu 0,02M.
  • Konsentrasi akrilonitril 24,6 mol / agu.
  • Dengan temperatur 40oC dan waktu polimerisasinya selama 4jam.
  • Sampel optimal %G sebesar 210.3 % dan % GE sebesar 97%.

Oleh:

Dita Amilya E24100048 Arif Rahmatullah  E24100062 Helga  Dara Dwin Kharisma E24100092 Siti Maryam Subandi E24100094.

Hemiselulosa

Hemiselolosa adalah polisakarida non selulosa yang memilikikandungan yang bervariasi dengan komposisi dan struktur molekul yang berbeda. Hemiselulosa tergolong ke dalam heteropolimer karena disusun oleh monomer gula yang beragam yang dibedakan berdasarkan penyusun gula utamanya. Jenis gula dominan hemiselulosa dalam dinding sel kayu adalah xilan dan glukomanan.  Jenis gula lain memiliki kandungan yang rendah atau kandungannya khas seperti arabinoglaktan pada kayu larch.

Hemiselulosa berbeda dengan selulosa dalam beberapa hal seperti :

1. Heteropolimer yang disusun oleh 2-3 monomer.

2. Molekulnya bercabang yang terdiri dari rantai linear dengan 2 atau tiga cabang.

3. Gugus OH pada unit gula dapat tersubtitusi oleh asetil group.

4. Memiliki derajat polimerisasi yang lebih rendah sekitar 200.

5. Bukan merupakan struktur kristalin.

6. Hmiselulosa tidak memiliki bentuk yang sama baik dari segi komposisi maupun tipe monomer penyusun, derajat polmerisasi dan subtitusi cabang. Bervariasi menurut jenis dan tipe kayunya.

Glukomanan banyak terdapat dalam tanaman Konjak (Iles-iles / Amorphophallus muelleri Blume) sekitar 64 %. Konjak glukomanan merupakan serat alam kental yang paling mudah larut dan membentuk larutan yang sangat kental. Memiliki berat melekul tertinggi dibanding serat bergizi yang dikenal dalam ilmu pengetahuan – berat molekul antara 200.000 – 2.000.000 Dalton. Memiliki kapasitas tampung air terbesar sampai 100 kali beratnya dalam air.

Xilan merupakan salah satu komponen penyusun sel pada tanaman berkayu. Degradasi senyawa ini dilakukan oleh berbagai jenis mikroorganisme. Enzim-enzim hidrolisis yang dihasilkan oleh mikroorganisme inilah yang memegang peranan kunci dalam degradasi biomasa tanaman dan siklus karbon di alam. Di dalam dinding sel tanaman, xilan akan berinteraksi dengan lignin dan selulosa melalui ikatan nonkovalen membentuk struktur sel yang kuat.

Xilan termasuk dalam golongan kompleks polisakarida dengan ikatan beta-1,4 xilopiranosil sebagai tulang punggungnya. Selain xilopiranosil, terdapat senyawa lain yang dapat dipakai, yaitu arabinosil, glukuronosil, metilglukuronosil, asetil, dan feruloil.  Pada beberapa tanaman lain, seperti rumput laut, xilan dapat terbentuk dengan ikatan beta-1,3.Di samping itu, residu ramnosa dan galaktosa kadang dijumpai terikat pada molekul xilan.

HOLOSELULOSA

Nama                   : Sari Dewi Widi Lestari

NIM                      : E24090053

Holoselulosa adalah bagian dari serat yang bebas sari dan lignin. Holoselulosa ini  merupakan fraksi karbohidrat total dalam kayu sebagai komponen struktural penyusun dinding sel yang terdiri atas selulosa dan hemiselulosa, biasanya warna holoselulosa tergantung pada jenis kayunya dari berwarna putih hingga kekuning-kuningan. Kadar holoselulosa dalam kayu merupakan jumlah dari senyawa polisakarida dalam kayu (selulosa dan hemiselulosa). Polisakarida merupakan polimer dari molekul monosakarida yang mempunyai unsur karbon, hidrogen dan oksigen, dengan rantai lurus dan bercabang. Dalam kayu senyawa polisakarida banyak terdapat pada bagian dinding sel sekunder yang berfungsi untuk memperkuat struktur yang di dalamnya mengandung senyawaa glukomanan, arabinosa, galaktosa, glukoronoxylan, glukosa, asam uronat, dan xylosa.

Selulosa merupakan bagian penyusun utama jaringan tanaman berkayu. Bahan tersebut utamanya terdapat pada tanaman kertas, namun demikian pada dasamya selulosa terdapat pada setiap jenis tanaman, termasuk tanaman semusim, tanaman perdu dan tanaman rambat bahkan tumbuhan paling sederhana sekalipun, seperti: jamur, ganggang dan lumut. Selulosa adalah polisakarida linier, terdiri dari satuan anhidroglukosa dengan ikatan 7-49 glukosidik yang pada hidrolisa dalam suasana asam menghasilkan D-glukosa. Sedangkan hemiselulosa adalah polisakarida yang bukan selulosa, yang pada hidrolisa menghasilkan D-manosa, D-galaktosa, D-glukosa, D-xylosa, L-arabinosa, dan asam- asam uronat.

Berdasarkan derajat polimerisasi (DP) dan kelarutan dalam senyawa natrium hidroksida (NaOH) 17,5%, selulosa dapat dibedakan atas tiga jenis yaitu:

  • Selulosa α adalah selulosa berantai panjang, tidak larut dalam larutan NaOH 17,5% atau larutan basa kuat dengan DP (derajat polimerisasi) 600-1500. Selulosa α dipakai sebagai penduga atau penentuan kemurnian selulosa.
  • Selulosa βadalah selulosa berantai pendek, larut dalam larutan NaOH 17,5% atau basa kuat dengan DP (derajat polimerisasi) 15-90, dapat mengendap bila dinetralkan.
  • Selulosa µ memiliki sifat yang sama dengan selulosa β tetapi memiliki Dp (derajat polimerisasi) kurang dari 15.

Selulosa α merupakan kualitas selulosa yang paling tinggi (mumi).  Selulosa α > 92% memenuhi syarat untuk digunakan sebagai bahan baku utama pembuatan propelan dan atau bahan peledak. Sedangkan selulosa kualitas dibawahnya digunakan sebagai bahan baku pada industri kertas dan industri sandang/kain (serat rayon).

Selulosa dapat disenyawakan (esterifikasi) dengan asam anorganik seperti asam nitrat (NC), asam sulfat (SC) dan asam fosfat (FC). Dari ketiga unsur tersebut, NC memiliki nilai ekonomis yang strategis dari pada asam sulfat (SC) dan fosfat (FC) karena dapat digunakan sebagai sumber bahan baku propelan atau bahan peledak pada industri pembuatan munisi dan Abahan peledak.

Analisis Jurnal Penelitian Hasil Hutan menegenai “ Analisis Kimia Kayu Nangka “

Oleh Nadhrah Emil (E24090050)

Mahasiswa Departemen Hasil Hutan
Fakultas Kehutanan

Institut Pertanian Bogor

                Setelah memebaca jurnal penelitian tersebut, saya mengetahui bahwa kandungan senyawa kimia kayu nangka memiliki banyak manfaat yang menguntungkan. Hasil-hasil senyawa kimia yang ditemukan diantaranya :

  1. Kadar Selulosa dalam kayu nangka berkisar 56,47% , dimana kadar selulosa tersebut dapat digunakan untuk menaksir besarnya rendemen pulp dan kertas yang diperoleh, sehingga kadar selulosa yang tinggi dapat menghasilkan rendemen pulp yang tinggi juga dan abik digunakan sebagai bahan campuran dalam pembuatan pulp dan kertas serta rayon
  2. Kadar lignin dalam kayu nangka berkisar 28,76%, sehingga diketahui bahwa kayu nangka baik digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp dan kertas karena kadar lignin kayu nangka tergolong rendah, karena jika kadar lignin suatu kayu tinggi akan menghambat  proses penggilingan dan kertas yang dihasilkan bersifat kaku.
  3. Kadar pentose dalam kayu nangka berkidar 18,64%. Nilai pentose yang rendah in akan memudahkan serat untuk dibetuk secara mekanis serta sifat elastic dan mengembanganya terlihat lebih sempurna karena jika kandungan pentose terlalu tinggi mengakibatkan kerapuhan benang rayon atau turunan selulosa yang dihasilkan.
  4. Kandungan kelarutan kayu dengan metode ethanol-benzene sebesar 10,78% , kelarutan dalam air dingin sebesar 12,29% dan kelarutan dalam air panas sebesar  14,41% , nilai kelarutan air panas selalu lebih tinggi dari air dingin, karena selain melarutkan bahan inorganic, tannin, gum, gula dan zar warna juga dapat mlarutkan pati. Penghitungan  kelarutan kayu itu digunakan untuk menetukan zat ekstraktif yang ada di dalam kayu. Kadar ekstraktif dalam kayu nangka yang diperoleh lebih dari 4% hal ini mungkin disebabka karena kandungan zat warna kuning dalam kayu nangka yang disebut mourine (Heyne, 1987)
  5. Kandungan kelarutan NaOH 1% sebesar 24,70& yang termasuk dalam kelas tinggi. Besarnya kelarutan dalam NaOH 1% dapat memberikan petunjuk  mengenai tingkat kerusakan kayu yang diakibatkan serangan organism perusak kayu.
  6. Kadar abu dalam kayu nangka berkisar 0,78%, bila kandungan abu dengan nilai yang sedang dicampurkan dengan nitrogen akan menghasilkan pupuk mineral yang baik.