Tabel 2.1: Komposisi Tipical chemical antara hardwoods dan softwoods
Komponen Soft Wood
Hard Wood Selulosa
Hemiselulose Lignin
Extractive 42 ± 2
27 ± 2 27 ± 2
3 ± 2 45 ± 2
30 ± 5 20 ± 4
5 ± 3
a. Selulosa
Selulosa merupakan bagian utama yang membentuk dinding sel dari pada kayu. Merupakan polymerisasi yang sangat kompleks dari gugus karbohidrat yang
mempunyai persen komposisi yang mirip dengan “starch” yaitu glukosa yang terhidrolisa oleh asam.
Gambar 2.1 Struktur Selulosa Sastrohamidjojo, H.1995
CH
2
OH
H OH
H H
OH CH
2
OH H
H H
OH H
H OH
H H
n
selulosa
Universitas Sumatera Utara
b. Hemiselulosa
Hemisellulosa juga merupakan polimer-polimer gula. Berbeda dengan glukosa yang terdiri hanya dari polimer glukosa, hemisellulosa merupakan polimer dari lima
bentuk gula yang berlainan yaitu : glukosa, manose, galaktosa, xylosa, dan arabinosa.
Berbeda dengan sellulosa, polimer hemisellulosa berbentuk tidak lurus, tapi merupakan polimer-polimer bercabang, yang berarti hemisellulosa tidak akan dapat
membentuk struktur kristal dan serat mikro seperti halnya sellulosa. Pada proses pembuatan pulp hemisellulosa bereaksi lebih cepat dibandingkan dengan sellulosa.
c. Lignin
Lignin merupakan zat yang tidak berbentuk yang bersama-sama dengan sellulosa membentuk dinding sel dari pohon kayu. Lignin berfungsi sebagai bahan perekat atau
semen antara sel-sel sellulosa yang membuat kayu semakin kuat.
Lignin merupakan polimer tiga dimensi yang bercabang banyak. Molekul utama pembentuk lignin adalah phenyl propane. Satu molekul lignin dengan derajat
polimerisasi yang tinggi merupakan molekul yang besar, karena ukurannya dan struktur tida dimensinya. Lignin didalam kayu berfungsi sebagai lem atau semen.
Lapisan lamella tengah, dengan kandungan utamanya adalah lignin, mengikat sel-sel itu dan sehingga terbentuk struktur kayu. Dinding sel juga mengandung lignin. Pada
dinding sel, lignin, bersama dengan hemisellulosa membentuk semen matriks dimana tersusunlah sellulosa yang berupa “mikro fibrils”.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Struktur Lignin. Sastrohamidjojo, H.1995
d. Extractive
Kayu biasanya mengandung berbagai zat-zat dalam jumlah yang tidak banyak yang disebut dengan istilah “extractive”. Zat-zat ini dapat diambil dipisahkan dari
kayu apakah dengan memakai pelarut air maupun organik seperti eter atau alkohol.
Asam-asam lemak, asam sam resin, terpentin, dan gigu spenol adalah merupakan beberapa group yang juga merupakan extractive. Kebanyakan dari extractive itu
terpisah dalam proses pembuatan pulp dengan cara “Kraft Pulping”. Minyak mentah terpentin dapat diperoleh dari digester pada waktu mengeluarkan gas.
OH OH
OCH
3
H
3
CO OH
I II
III OCH
3
CH CH
2
OH CH
2
OH
CH CH
2
OH
CH
Universitas Sumatera Utara
Lemak-lemak, asam-asam lemak akan membentuk sabun soap pada proses “Kraft” dan terlarut dalam larutan pemasak. Soap ini selanjutnya akan dipisahkan dari
black liquor dan daur ulang sebagai “tall oil”. Beberapa sebagian kecil dari extractive yang terlarut akan menyebankan timbulnya getah “pitch” dalam pembuatan
pulp secara kraft dan pada pembuatan kertas. Bentuk ini merupakan gumpalan yang mengotori peralatan seperti halnya screen dan wire.
2.2.2 Pulping Proses
Pemisahan serat sellolosa dari bahan-bahan yang bukan serat didalam kayu dapat dilakukan dengan berbagai macam cara proses, yaitu :
1. Proses mekanik
2. Proses semi kimia
3. Proses kimia
Mechanical Pulping
Dalam proses pembuatan pulp secara mekanik pemisahan serat dilakukan dengan cara menggunakan tenaga mekanik. Proses ini dikakukan dengan menggerinda
kayunya menjadi serat pulp dan menghasilkan rendemen sebesar 90 – 95 , tetapi menyebabkan kerusakan pada serat . Penggunaan pulp yang dihasilkan pada proses
mekanik ini nilainya kecil sekali, juga pulp itu masih mengandung banyak lignin dan serat-seratnya tidak murni sebagai serat.
Universitas Sumatera Utara
Semi-Chemical Pulping
Proses semi kimia meliputi pengolahan cara kimia yang diikuti dengan perbaikan secara mekanik dan beroperasi pada rendemen yang tingginya dibawah
proses mekanik. Biasanya bahan kimia yang digunakan pada proses ini adalah sodium sulphite.
Chemical Pulping
Pada proses kimia, bahan-bahan yang terdapat ditengah lapisan kayu akan dilarutkan agar serat dapat terlepas dari zat-zat yang mengikatnya. Hal yang
merugikan pada proses ini adalah rendemen yang rendah yaitu 45 – 55 . Proses kimia dapat dibagi menjadi tiga katagori :
1. Soda Process
2. Sulphite Process
3. Sulphate Process
Dalam proses soda, kayu dimasak dengan larutan sodium hidroksida. Larutan sisa pemasakan dipekatkan kemudian dibakar, yang akan menghasilkan sodium
karbonat, dan apabila diolah dengan penambahan batu kapur akan menghasilkan sodium hidroksida. Nama proses “soda” karena bahan kimia yang ditambahkan
kedalam prosesnya berupa sodium karbonat. Proses ini sekarang sudah tidak dipakai lagi. Pada proses sulfite, larutan pemasak yang dipakai adalah asam-asam yang
mengandung sulfur dari logam alkali, atau alkali tanah berupa bisulfit.
Universitas Sumatera Utara
2.3 Uraian Proses “Kraft” Sulphate or Kraft Process
Proses pembuatan pulp yang paling banyak dipakai saat ini adalah proses sulphate atau disebut juga proses kraft. Kraft berasal dari bahasa Jerman yang berarti
kuat. Kekuatan proses kraft ini dikarenakan adanya bahan kimia yang terkandung dalam larutan pemasak yang disebut “sulfidity”.
Keuntungan-keuntungan dari proses sulphate ini adalah sebagai berikut : 1.
Pulp yang dihasilkan mempunyai kekuatan yang tinggi. 2.
Dapat dipakai untuk proses pembuatan pulp dari bahan baku kayu dari spesies yang berbeda.
3. Tersedianya bahan kimia pengganti denga berbagai bahan alternative dan
harganya tidak mahal. 4.
Tersedianya pilihan yang dapat dipakai untuk proses pemucatan. 5.
Dampak pencemarannya bisa dikatakan sangat rendah. 6.
Pendaur ulang-an bahan kimianya sangat efisien. 7.
Pendaur ulang-an panas yang begitu efisien. 8.
Masalah getah pitch dari kayu yang mengandung resin-resin sangat berkurang.
9. Dapat dihasilkan berbagai jenis pulp.
Universitas Sumatera Utara
Tujuan Pembuatan Pulp dengan Proses Kraft
Yang menjadi target pada proses ini adalah untuk memisahkan serat-serat yang terdapat dalam kayu secara kimia dan melarutkan sebanyak mungkin lignin yang
terdapat pada dinding-dinding serat. Pemisahan serat terjadi karena larutnya lignin yang ada diantara ditengah-tengah “lamella” yang berfungsi sebagai pengikat serat.
Bahan kimia yang terdapat dalam larutan pemasak juga merembes terserap ke dinding serat dan melarutkan lignin yang berada di situ.
Larutan Pemasak
Larutan pemasak, atau white liquor, adalah larutan berair dari sodium hidroksid [NaOH] dan sodium sulphide [Na
2
S]. White liquor juga mengandung bahan kimia yang tidak aktif, seperti misalnya sodium karbonat Na
2
CO
3
Reaksi kimia yang terjadi selama pemasakan.
i. Terhadap lignin
Reaksi lignin selama pembuatan pulp merupakan reaksi yang sangat kompleks dan tidak atau belum diketahui secara pasti. Sebagaimana diketahui bahwa
keberadaan ion-ion hidrosulfida akan mempercepat terlarutnya lignin tanpa harus melarutkan serat selulosa.
ii. Terhadap Karbohidrat
Kita mengharapkan hanya lignin saja yang terlarut selama proses pembuatan pulp, tetapi pada kenyataanya sellulosa dan hemisellulosa pun bereaksi dengan
ion-ion hidroksil pada larutan pemasak. Reaksi ini akan memutus rantai
Universitas Sumatera Utara
karbohidrat menjadi molekul-molekul yang lebih pendek dan dapat larut, yang akan mengakibatkan rendemen menjadi lebih rendah. Lebih dari 20 kayu
akan hilang karena kehilangan sellulosa dan hemiselulosa. Kebanyakan kehilangan ini terjadi pada saat awal pemasakan . Hemiselulosa lebih cepat
terputus rantainya dibandingkan dengan selulosa karena ia merupakan molekul yang bercabang dan lebih kecil.
iii. Terhadap extractive
Extractive bereaksi dengan, dan mengkonsumsi bahan-bahan kimia. Kebanyakan dari extractive ini terlarut dalam larutan selama pemasakan.
Beberapa extractive yang terlarut dapat didaur ulang yang akan menghasilkan produk-produk samping. Anonim,2001
2.4 Pembuatan Pulp Kraft
