Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Dalam industri kertas, karton dan pulp, pengujian kadar abu merupakan salah satu faktor penting untuk memastikan kualitas produk yang dihasilkan sesuai standar. Pengujian kadar abu dilakukan untuk mengetahui jumlah residu anorganik yang tertinggal setelah sampel dibakar pada suhu tertentu. Nilai kadar abu dapat memberikan informasi mengenai kandungan mineral, filler, maupun bahan anorganik lainnya yang terdapat pada kertas, karton, dan pulp. Pengujian ini banyak digunakan dalam proses quality control karena kadar abu berpengaruh terhadap sifat fisik produk seperti warna, kekuatan, kehalusan permukaan, dan kemampuan cetak pada kertas dan karton.

Pengertian Kadar Abu dan Tujuan Pengujian Kadar Abu

Kadar abu adalah persentase residu anorganik yang tersisa setelah bahan organik dalam sampel dibakar sempurna di dalam furnace pada temperatur tinggi. Residu tersebut biasanya berupa mineral atau bahan pengisi seperti Kalsium karbonat, kaolin, Titanium dioksida, Silika, Magnesium dan senyawa mineral lainnya. Pada industri kertas, bahan filler sengaja ditambahkan untuk meningkatkan kualitas tertentu, seperti opasitas dan tingkat kecerahan kertas.

Pengujian kadar abu dilakukan untuk:

• Mengetahui kandungan bahan anorganik dalam sampel
• Mengontrol kualitas bahan baku dan produk akhir
• Memastikan kesesuaian produk terhadap standar mutu
• Mengevaluasi penggunaan filler pada proses produksi
• Mendukung proses penelitian dan pengembangan produk

Pengujian Kadar Abu pada Kertas, Karton, dan Pulp

Prinsip pengujian kadar abu adalah membakar sampel pada suhu tinggi hingga seluruh bahan organik habis terbakar dan hanya menyisakan residu anorganik. Residu yang tersisa kemudian ditimbang dan dihitung sebagai persen kadar abu terhadap berat awal sampel.

Secara umum, proses pembakaran dilakukan menggunakan tanur/furnace pada suhu sekitar 525°C ± 25°C sesuai metode standar pengujian yang dapat mengacu pada Standar Nasional Indonesia, SNI 0442:2009 yang diadopsi dari International Organization for Standardization, ISO 1762:2001.

Beberapa peralatan yang digunakan dalam pengujian kadar abu meliputi:

• Furnace atau tanur listrik
• Cawan porselen/silika
• Neraca analitik
• Desikator
• Penjepit cawan
• Oven pengering

Pengujian kadar abu dimulai dengan memanaskan cawan kosong ke dalam furnace selama 30 menit sampai 60 menit pada suhu 525°C ± 25°C. Setelah itu, cawan kosong dipinahkan ke dalam oven yang telah diatur pada suhu 105°C ± 3°C selama 1 jam. Kemudian cawan kosong ditimbang dengan menggunakan neraca analitik dengan ketelitian 0,1 mg dan dicatat beratnya sebagai nilai A. Selain itu, sampel uji yang telah diketahui kadar airnya juga ditimbang dan dicatat sebagai nilai B.

Selanjutnya sampel dimasukkan ke dalam cawan tadi dan diabukan di dalam furnace pada suhu 525°C ± 25°C selama 3 jam. Setelah proses pembakaran selesai, cawan yang berisi abu dikeluarkan dari furnace dan dipindahkan ke dalam oven bersuhu pada suhu 105°C ± 3°C selama 1 jam. setelah dipanaskan di dalam oven, cawan didinginkan di dalam desikator hingga mencapai suhu kamar, kira-kira 15 menit sampai 30 menit. Setelah dingin, cawan beserta residu abu ditimbang kembali sampai memperoleh berat tetap dan dicatat sebagai nilai C. Nilai kadar abu kemudian dihitung berdasarkan perbandingan berat residu abu terhadap berat awal sampel yang diuji dengan menggunakan rumus di bawah ini.

Dimana:

D adalah kadar abu, dinyatakan dalam persen (%)

C adalah berat cawan dan abu, dinyatakan dalam gram (g)

A adalah berat cawan kosong, dinyatakan dalam gram (g)

B adalah berat kering sampel, dinyatakan dalam gram (g)

Semakin tinggi nilai kadar abu pada kertas, maka semakin besar kandungan bahan anorganik atau mineral yang terdapat di dalam kertas tersebut. Kandungan anorganik ini umumnya berasal dari bahan pengisi (filler) dan pelapis seperti kalsium karbonat, kaolin, titanium dioksida, atau zat mineral lainnya yang ditambahkan selama proses pembuatan kertas untuk meningkatkan sifat tertentu, seperti tingkat kecerahan, kehalusan permukaan, daya cetak, dan opasitas kertas. Oleh karena itu, pengujian kadar abu pada kertas penting dilakukan untuk mengetahui komposisi mineral serta membantu pengendalian mutu produk sesuai spesifikasi yang diinginkan.

Faktor yang Mempengaruhi Hasil Pengujian

Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi hasil pengujian kadar abu antara lain:

• Suhu furnace yang tidak stabil
• Waktu pembakaran yang kurang
• Kontaminasi pada cawan
• Pendinginan yang tidak dilakukan dalam desikator
• Kesalahan penimbangan

Tiga instrumen yang perlu diperhatikan pemilihan dan penggunaanya dalam pengujian kadar abu adalah neraca analitik, furnace, dan oven. Ketiga instrumen tersebut harus disesuaikan dengan tahapan pengujian kadar abu agar proses pemanasan, pengeringan, dan penimbangan dapat berlangsung secara akurat dan konsisten.

Neraca analitik digunakan untuk menimbang cawan kosong, sampel, serta residu abu setelah proses pengabuan selesai. Pada metode ini, penimbangan dilakukan untuk memperoleh nilai A sebagai berat cawan kosong, nilai B sebagai berat sampel, dan nilai C sebagai berat cawan beserta residu abu. Karena perubahan massa yang diukur sangat kecil, neraca yang digunakan harus memiliki ketelitian minimal 0,1 mg agar hasil penimbangan akurat.

Furnace atau tanur digunakan pada tahap pemanasan cawan kosong dan proses pengabuan sampel. Berdasarkan prinsip pengujian, furnace harus mampu mempertahankan suhu 525°C ± 25°C selama 30–60 menit untuk pemanasan awal cawan serta selama 3 jam untuk proses pengabuan sampel. Oleh karena itu, furnace yang dipilih harus memiliki kestabilan suhu yang baik dan distribusi panas yang merata agar seluruh bahan organik dapat terbakar sempurna tanpa menyebabkan kehilangan mineral akibat suhu berlebih.

Oven digunakan setelah proses pemanasan di furnace pada suhu 105°C ± 3°C selama 1 jam. Fungsi oven pada tahap ini adalah menghilangkan kelembapan yang dapat mempengaruhi hasil penimbangan. Oleh sebab itu, oven juga perlu memiliki resolusi suhu yang baik, umumnya sebesar 1°C, agar suhu pengeringan dapat dikontrol dengan stabil dan merata. Resolusi suhu yang sesuai membantu memastikan kadar air dan kelembapan pada cawan benar-benar hilang sehingga hasil penimbangan menjadi lebih konsisten dan berat tetap dapat diperoleh dengan lebih akurat.

Gambar 1. Neraca Analitik, Furnace, dan Oven

Berdasarkan prinsip pengujian kadar abu, pemilihan instrumen yang tepat menjadi faktor penting untuk memperoleh hasil yang akurat dan presisi. Oleh karena itu, neraca analitik, furnace, dan oven yang digunakan harus sesuai dengan persyaratan metode dan standar pengujian, termasuk ketelitian dan resolusi alatnya.

Referensi:

Badan Standardisasi Nasional. 2009. SNI 0442:2009 Kertas, Karton, dan Pulp — Cara Uji Kadar Abu. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.

International Organization for Standardization. 2001. ISO 1762:2001 Paper, Board and Pulps — Determination of Residue (Ash Content) on Ignition at 525 °C. Geneva: International Organization for Standardization.