 |
Prinsip manufaktur serat alam adalah mengolah atau mengekstraksi batang dan daun sehingga menghasilkan serat tow dengan panjang dan diameter serat yang sangat beragam, yang selanjutnya diolah menjadi serat halus (staple) yang individu. Adapun urutan pengolahannya sebagai berikut:
1- Dekotikator/Ekstraktor
Memisahkan atau mengekstrak serat dari batang atau daun dengan cara mekanik (memukul batang atau daun sehingga terpisah dari batang/daun).
Skema proses dekotikator serat sebagai berikut:
Unit Penyuapan Unit Penggilasan Dengan Rol Kalender Unit Ekstraksi Serat Menggunakan Blade Drum Unit Kondensi Pembersihan Press
Analisis jumlah pukulan yang dialami oleh batang/daun pada saat proses pemisahan serat dari batang atau daun sebagai berikut:
Jumlah pukulan per inci thd. Batang atau Daun:
P = (f-a) x (z.n/L)
Dimana :
z = Jumlah blade
n = putaran drum per menit
L = Kecepatan penyuapan bahan per menit
f = Panjang serat hasil ekstraksi
a = Jarak antara rol penyuap dengan ujung blade
Untuk menghitung jumlah produksi : π.d.n .eff.waktu. beat/inci (cm)
 |
| Gambar: Hasil Ekstraksi Serat Tumbuhan dari Mesin Dekotikator |
2- Proses Degumming (Penghilangan Gum/Getah)
Untuk menghilangkan gum/getah dan unsure-unsur non-fibrous termasuk hemicelullose, pectin dan lignin yang terdapat pada serat.
 |
Gambar: Gambar alat Degumming
|
Degumming adalah proses penghilangan getah (gum). Tujuan dari proses ini adalah untuk menguraikan serat satu persatu sehingga serat lebih lembut, kuat dan tetap utuh. Proses ini sangat penting, dikarenakan serat tow daun nanas yang merupakan bahan baku pada pabrik masih mengandung banyak sel-sel non-fibrous yang disebut getah (gum) seperti; hemiselulosa, pectin dan lignin.
Komposisi getah tersebut dalam serat tow daun nanas ±4,25%, jadi serat hasil dari proses degumming mengandung berat 95,75% dari berat awal. Sel-sel non-fibrous pada serat tersebut harus dikurangi atau hilang agar serat individu yang dihasilkan bebas dari kotoran (impurities), sehingga tidak mengganggu proses-proses selanjutnya.
Pada proses ini akan menghasilkan alpha selulosa 84,21 % dan hemiselulosa 4,26 %, dan bulu-bulu yang biasanya ada pada benang akan hampir tidak ada dan bentuk dimensi serat lebih menggelembung (sweling), sehingga serat akan mudah dicelup dan diwarna nantinya.
 |
| Gambar: Serat setelah diproses degumming |
3- Proses Crushing
Proses crushing berfungsi sebagai menghilangkan kotoran yang masih terdapat dipermukaan serat, dengan di pukul maka kotoran yang menempel pada permukaan serat tow akan hilang.
4- Proses Bleaching
Bleaching adalah proses pemutihan serat tow yang bertujuan untuk menghilangan pigmen warna alami serat, sehingga serat hasil proses degumming sudah putih. Sedangkan proses softening adalah proses melembutkan serat agar serat lebih lembut dan berkilau sehingga lebih mudah untuk proses berikutnya. Untuk mengefisiensikan proses pengolahan serat, maka kedua proses tersebut dilakukan secara simultan pada saat proses degumming.
Vlot = 1 : **
H2O2 = 1 liter/**liter
Softener = 1 liter/** liter
Suhu = ** - ** C
Waktu = ** - ** jam
*Mohon maaf komposisi resep secara kuantitatif tidak kami published karena ini hasil penelitian pribadi seorang Dosen yang belum berkenan dipublish datanya.
 |
| Gambar: Proses Washing |
5- Proses Washing
Proses pencucian berfungsi untuk menetralisir serat dari zat-zat kimia pada proses sebelumnya. Pencucian pertama dilakukan pada tangki yang dilengkapi dengan pemutar di dalamnya dengan mengisikan air pada tangki, kmudian pemutar serat di bagian bawah berputar selama 5 menit, kemudian kran pada bagian bawah terbuka dan air dibuang. Alat pemutar pada mesin diatur otomatis, sehingga akan berputar dengan kecepatan dan waktu sesuai dengan pengaturan. Jadi mesin akan behenti berputar setelah waktu pengaturan berakhir (5 menit). Proses pencucian ini diulang-diulang dengan prinsip yang sama selama 3 kali. Dan untuk penghematan, air yang digunakan untuk pencucian serat yang kedua dan ketiga ditampung untuk digunakan pada pencucian serat tahap pertama untuk serat-serat periode pencucian kedua dan seterusnya.
 |
| Gambar: Proses Drying |
6- Proses Drying (pengeringan)
Pengeringan berfungsi untuk mengurangi kadar air permukaan. Tahapan proses ini dilakukan melalui persemaian dengan menggunakan dua tenaga alternatif.
Tenaga yang utama adalah memanfaatkan sinar matahari. Akan tetapi pengeringan tidak dilakukan langsung di bawah sinar matahari, karena untuk menjaga nilai kelembaban dari serat tersebut. Dan tenaga alternatif lainnya adalah menggunakan blower.
Energi alternatif yang kedua hanya digunakan jika cuaca buruk saja. Ruangan pengeringan didesain dengan dua alternatif agar dapat menyimpan panas secara alami, yaitu dengan menggunakan atap dari seng berwarna hitam dan kaca bening di bawahnya agar panas dapat tersebar merata. Dinding dari ruangan pengeringan ini juga terbuat dari seng berwarna hitam. Apabila cuaca matahari normal, maka pengeringan dilakukan selama ± 3 jam, akan tetapi bila cuaca kurang baik, maka pengeringan dilakukan dengan menggunakan energi alternatif lainnya yaitu blower, sehingga serat tetap dapat kering seperti diangin-anginkan.
Serat pada saat proses pengeringan digantung pada gantungan serat yang tersusun berjajar. Serat setelah mengalami proses pengeringan ini akan menjadi kaku.
 |
| Gambar: Mesin Relaxing dan Oiling |
7- Proses Relaxing dan Oiling
Serat hasil pengeringan bersifat kaku, sehingga harus dilemaskan agar memudahkan pada saat proses pembukaan serat (opener) untuk menghasilkan serat yang terurai satu-persatu. Proses untuk melemaskan ini disebut dengan relaxing (relaksasi).
Prinsip dari proses relaksasi ini adalah dengan melewatkan serat di antara dua roda bergerigi tumpul (top roll dan buton roll) yang bergulir, berjumlahnya 5 pasang dan memiliki kecepatan yang sama. Sehingga serat dapat terelaksasi secara mekanik, tanpa melalui peregangan. Jumlah roll yang digunakan untuk relaksasi serat daun nanas lebih sedikit dibandingkan dengan jumlah yang digunakan untuk serat rami, hal ini dikarenakan serat daun nanas memiliki kehalusan dan kelembutan yang lebih baik dari pada serat batang.
 |
| Gambar: Mesin Cutting |
8- Mesin Cutting
Serat yang dihasilkan pada proses ini adalah serat dalam bentuk stapel, karena untuk selanjutnya produk akan digunakan sebagai bahan baku di industri manufaktur ataupun industri non-woven dengan tujuan utama untuk dijadikan bahan campuran. Olehkarena itu, serat tow daun dan batang yang sudah putih dan lemas kemudian dipotong-potong dengan panjang antara 38 - 48 mm. Dengan panjang tersebutlah yang biasanya digunakan pada pemintalan serat stapel pada mesin pemintalan konvensional.
Serat hasil proses relaksasi disuapkan dengan perantaraan apron (1), kemudian disuapkan ke feed roll (3) dan serat yang keluar dari feed roll langsung dipukul oleh silinder yang dilengkapi dengan pisau pemotong (5). Setelah serat terpotong, hasilnya langsung disuapkan ke mesin opener dengan perantara lattice.
9- Proses Openning
Opening adalah proses pembukaan gumpalan serat dengan menyisir serat, sehingga serat lebih terurai satu persatu. Proses penyisiran ini dikerjakan dengan melewatkan serat pada silinder yang dilengkapi metalic wire (sisir logam), dengan nilai kerapatan wire yang berbeda untuk tiap silinder yang dilewati. Kecepatan yang digunakan untuk tiap-tiap silinder pemukul adalah sama. Selain untuk pembukaan serat, opening bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran pada serat selama proses. Melalui proses ini akan menghasilkan serat yang berupa lapless; yaitu lembaran serat yang sudah terbuka dari gumpalan, yang siap untuk dijadikan bahan baku penyuap mesin stripping.
Serat daun atau batang hasil mesin cutting yang sudah terpotong-potong langsung dilanjutkan ke mesin opener dengan perantara lattice (4), kemudian serat tersebut disuapkan ke feed roll (1) yang sebelumnya melewati roll perata (5), feed roll berfungsi untuk menjepit serat, agar serat tidak mudah lepas pada saat disisir untuk membuka serat. Silinder (2) yang dilengkapi dengan metalic wire (3) berfungsi untuk membuka serat dengan cara menyisir serat berulangkali oleh 3 buah silinder, dengan spesifikasiyang terakhir, serat kemudian langsung disedot dengan blower(7) dan diteruskan ke kotak penampung untuk menghasilkan lapless yang selanjutnya disuapkan ke mesin stripping melalui feed roll. Apabila kotak penampung pembentuk lapless penuh, maka serat akan disirkulasikan ke dalam tabung sirkulasi (10). Pembersihan kotoran serat dilakukan setelah melewati silinder yang pertama dan diletakkan ke silinder selanjutnya sebelum masuk ke roll perata dengan cara dihisap oleh blower waste (12).
10- Proses Strippinh
Serat yang dihasilkan oleh mesin opening masih berupa lembaran serat yang mempunyai arah yang berbeda dan masing-masing serat belum terurai dengan sempurna, sehingga terkadang masih terdapat kotorankotoran yang menempel saat proses. Serat-serat tersebut agar dapat diperlakukan peregangan (drafting) dalam proses berikutnya, maka serat harus diurai menjadi serat-serat yang individu, bersih dari kotoran dan mempunyai arah tertentu.
Untuk mencapai kondisi yang demikian, maka lapless hasil mesin opening masih perlu diuraikan lagi melalui mesin stripping. Mesin ini memiliki prinsip kerja, sama dengan mesin carding, yaitu memiliki permukaan yang penuh dengan kawat-kawat tajam dan halus (flexible wire/metallic wire), dan sistem penggarukan yang lebih teliti. Secara
Singkat dijelaskan bahwa fungsi proses stripping adalah:
1 - Membuka gumpalan serat, sehingga serat terurai satu persatu dan lebih sejajar.
2 - Membersihkan kotoran-kotoran yang masih terdapat dalam gumpalan-gumpalan serat, semisal kotoran yang tersangkut saat proses.
3 - Memisahkan serat-serat pendek dengan serat panjang.
Prinsip Kerja Stripping
Melewatkan serat dalam bentuk lap di antara dua permukaan silinder atau lempengan bergerigi yang menyerupai parut kawat/sisir (card clothing) yang dihubungkan satu dengan yang lainnya, sehingga membentuk seperti conveyor (flat) yang bergerak dengan kecepatan yang tidak sama. Dengan demikian maka gumpalan-gumpalan serat akan tergaruk dan terurai. Karena jarak antara kedua permukaan sisir sangat dekat, maka gumpalan-gumpalan serat tersebut akan membentuk lapisan serat tipis yang tersebar merata pada permukaan, dengan letak serat mengarah ke arah gerakan permukaan.
Ada dua macam card clothing yang digunakan untuk menutup permukaan pada mesin carding, yaitu:
1. Multi flexible-wire clothing
2. Metallic-wire clothing
Flexible-wire clothing terdiri dari pondasi yang dibengkokkan dan ditanamkan pada pondasi tersebut, dengan ujung terbuat dari kawat baja yang tajam. Sedangkan metalic-wire clothing terdiri dari pita-pita baja yang bergigi tajam seperti mata gergaji dan dipasang digulungkan pada permukaan silinder. Terdapat dua gerakan pokok yang dilakukan oleh permukaan card clothing, yaitu:
1. Gerakan penguraian
2. Gerakan pengelupasan & pemindahan
Gerakan penguraian terjadi apabila arah bagian jarum yang tajam pada kedua permukaan berlawanan arah, dan kecepatan kedua permukaan juga berlawanan besarnya dengan kecepatan jarum yang dilaluinya. Sehingga bagian yang tajam dari jarum yang bergerak lebih cepat seakan-akan beradu dengan bagian tajam dari jarum yang dilaluinya. Jadi proses penguraian terjadi antara flat yang bergerak lambat dan silinderyang bergerak cepat, serta yang terjadi antara silinder dengan doffer yang bergerak relatif lebih lambat. Arah dari gerakan permukaan yang cepat tersebut harus searah dengan miringnya ujung jarum pada permukaan tersebut.
Sedangkan gerakan pengelupasan dan pemindahan terjadi apabila arah jarum yang tajam sama arahnya. Arah serta kecepatan kedua permukaan tersebut sedemikian sehingga bagian yang tajam dari jarum pada permukaan yang bergerak cepat seakan-akan menyapu bagianyang tumpul dari jarum pada permukaan yang dilaluinya.
Penutup
Dari serangkaian diatas bisa kita simpulkan bahwa serat tumbuhan seperti daun nanas ataupun batang rami di olah agar menjadi staple fiber
menjadi
