Gambaran Umum Tentang Pulp Proses Umum Pembuatan Pulp di P.T. Toba Pulp Lestari

Sampe Tulus P. Manalu : Penentuan Kadar Soda Yang Hilang Di Tahap Pencucian IV Pada Proses Pembuatan Pulp Di PT. Toba Pulp Lestari TPL, 2008. USU Repository © 2009 BAB II

2.1. Gambaran Umum Tentang Pulp

Pulp termasuk ke dalam polisakarida berupa selulosa yang berat molekulnya 20.000-40.000. Pulp yang merupakan bahan baku industri kertas dan rayon serat sintesis termasuk serat tiruan. Proses pembuatan pulp bertujuan untuk memisahkan serat-serat selulosa dari komponen lain yang terdapat dari bahan berserat selulosa. Sumber utama serat selulosa terdapat dalam tumbuh-tumbuhan. Serat selulosa sebagai bahan baku pembuatan pulp kertas dapat dihasilkan dari kayu dan nonkayu. Serat selulosa dari bahan baku kayu menurut penggunaannya dapat dibagi menjadi dua golongan besar : a. Kayu daun lebar menghasilkan serat pendek LBKP = Laubholtz Bleach Kraft Pulp dengan panjang serat sekitar 1,1 mm hardwood, seperti Eucalyptus Eucalyptus sp, Meranti Shorea sp, Bakau Rhizopur sp, Kaliandar Calyandara calthyrsus, Akasia Accassia mangium. b. Kayu daun jarum menghasilkan pulp serat panjang NBKP = Nadelholz Bleach Kraft Pulp dengan serat panjang sekitar 2,5 mm soft wood, seperti Pinus Pinus sp, Agata Agathis sp.

2.2. Komposisi dan Sifat Kimia Kayu

Komponen kimia kayu mempunyai arti yang sangat penting, karena dapat menentukan susunan jenis kayu, juga dengan mengetahuinya dapat membedakan jenis- jenis kayu. Selain itu dapat menentukan pengolahan dan pengerjaan kayu, sehingga Sampe Tulus P. Manalu : Penentuan Kadar Soda Yang Hilang Di Tahap Pencucian IV Pada Proses Pembuatan Pulp Di PT. Toba Pulp Lestari TPL, 2008. USU Repository © 2009 didapat hasil yang maksimal pada setiap pengerjaannya. Pada umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu daun jarum terdiri atas unsur : a. Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselulosa b. Unsur non-karbohidrat terdiri dari lignin c. Unsur yang diendapkan dari kayu selama proses pertumbuhan dinamakan zat ekstraktif Distribusi komponen kimia tersebut dalam dinding kayu tidak merata. Kadar selulosa dan hemiselulosa banyak terdapat dalam dinding sekunder, sedangkan lignin banyak terdapat dalam dinding primer dan lamela tengah. Zat ekstraktif terdapat di luar dinding sel kayu. Tabel 1. Komposisi Unsur-Unsur Kimia Kayu Unsur Komposisi Karbon 50 Hidrogen 6 Nitrogen 0,04 - 0,10 Abu 0,02 - 0,05 Oksigen 43,85 - 43,94 Menurut Eero Sjostrom, 1998, secara kimia, kayu terdiri dari empat komponen yaitu selulosa, hemiselulosa, lignin dan zat ekstraktif. Berdasarkan perbedaan empat dan penyusun serta jenis kayu, kayu dapat digolongkan menjadi dua golongan yaitu kayu keras hardwood dan kayu lunak soft wood. Sampe Tulus P. Manalu : Penentuan Kadar Soda Yang Hilang Di Tahap Pencucian IV Pada Proses Pembuatan Pulp Di PT. Toba Pulp Lestari TPL, 2008. USU Repository © 2009 Tabel 2. Komponen Penyusun Kayu Komponen Komposisi Kayu lunak soft wood Kayu keras hardwood Selulosa 40 – 44 43 – 47 Hemiselulosa 25 – 29 23 – 35 Lignin 25 - 31 16 – 24 Ekstraktif 1 – 5 2 – 8

2.2.1. Selulosa

Selulosa merupakan komponen utama dinding sel kayu yang merupakan polimer glukosa C 6 H 10 O 5 n dimana n adalah jumlah pengulangan unit-unit atau n disebut juga derajat polimerisasi DP. Selulosa dalam kayu mempunyai derajat polimerisasi sekitar 3500, namun pada proses pembuatan pulp, Derajat polimerisasi ini biasanya akan menurun sehingga menghasilkan pulp yang lemah. Selulosa ini adalah merupakan komponen utama dari kayu lunak dan kayu keras dan merupakan polimer dari D-glukosa.

2.2.2. Poliosa

Disamping selulosa dalam kayu maupun dalam jaringan tanaman terdapat sejumlah polisakarida yang disebut poliosa atau hemiselulosa. Nama hemiselulosa dapat didasarkan pada anggapan bahwa polisakarida ini merupakan pendahulu selulosa. Meskipun dalam bidang ilmu pengetahuan istilah hemiselulosa telah pasti, namun dalam bidang teknis masih sering disalah artikan. Ekstraktif yang terdapat dalam lindi alkalis dari pulp kimia terdiri dari poliosa dan selulosa rantai pendek yang disebut sebagai hemiselulosa atau diartikan sebagai “selulosa rendah”. Sampe Tulus P. Manalu : Penentuan Kadar Soda Yang Hilang Di Tahap Pencucian IV Pada Proses Pembuatan Pulp Di PT. Toba Pulp Lestari TPL, 2008. USU Repository © 2009 Poliosa berbeda dari selulosa karena komposisi dari berbagai unit gula, karena rantai molekul yang membentuk poliosa dapat dibagi menjadi kelompok seperti pentosa, hektosa dan heksosa. Klasifikasi secara umum untuk semua karbohidrat tumbuhan diketengahkan oleh Asprinall 1973. Sistemnya terdiri atas kelompok-kelompok sebagai berikut : a. Selulosa b. Hemiselulosa - Hinan homopolimer - Glukomannan heteropolimer c. Senyawa pektin - Galakturonan - Arabinan - Galaktoran atau arabinogalaktan I terutama rantai linear d. Polisakarida lain - Arabinogalaktan II rantai bercabang banyak e. Glikoprotein Kayu lunak dan kayu keras tidak hanya berbeda dalam persentase poliosa total tetapi juga dalam persentase masing-masing poliosa dan komposisi poliosa-poliosa tersebut.

2.2.3. Lignin

Lignin dapat diisolasi dari kayu bukan ekstraktif sebagai sisa yang tidak larut, setelah penghilangan polisakarida dengan hidrolisis. Secara alternatif lignin dapat dihidrolisis dan diekstraksi dari kayu atau diubah menjadi turunan yang larut. Setelah selulosa lignin merupakan zat organik yang banyak dan penting dalam tumbuhan. Sampe Tulus P. Manalu : Penentuan Kadar Soda Yang Hilang Di Tahap Pencucian IV Pada Proses Pembuatan Pulp Di PT. Toba Pulp Lestari TPL, 2008. USU Repository © 2009 Penyatuan lignin ke dalam dinding sel tumbuhan memungkinkan lignin menguasai permukaan bumi, lignin menaikkan sifat-sifat kekuatan mekanik. Lignin merupakan komponen kimia dan morfologi yang karakteristik dari jaringan tumbuhan tingkat tinggi, dimana lignin terdapat dalam jaringan vaskuler yang khusus untuk pengangkutan cairan dan kekuatan mekanik. Jumlah lignin yang terdapat dalam tumbuhan yang berbeda sangat bervariasi. Meskipun dalam spesies kayu kandungan lignin berkisar antara 20-40 . Disamping spesies kayu kandungan lignin dalam dinding sel dan kandungan lignin dalam bagian pohon yang berbeda tidak sama. Sebagai contoh, kandungan lignin paling tinggi adalah pada baatang dan paling rendah terdapat pada cabang dan kulit. Dalam kebanyakan penggunaan kayu, lignin digunakan sebagai bagian internal kayu. Dalam pembuatan pulp pada proses pengelantangan bleaching lignin dilepaskan dari kayu dalam bentuk terdegradasi dan berubah merupakan sumber karbon lebih dari 35 juta ton tiap tahun di seluruh dunia dan sangat potensial untuk keperluan kimia dan energi. Kandungan karbon lignin kayu lunak 60 - 65 , pada umumnya lebih tinggi dibandingkan karbon lignin pada kayu keras 18 - 22

2.2.4. Zat Ekstraktif

Ekstraktif diartikan sebagai senyawa yang terdapat dalam kayu dan merupakan senyawa-senyawa yang larut dalam pelarut organik baik bersifat polar ataupun nonpolar. Kandungan dan komposisi ekstraktif berubah-ubah diantara spesies kayu tergantung pada geografi dan musim. Komposisi ekstraktif berubah selama pengeringan kayu, terutama senyawa- senyawa tak jenuh, lemak dan asam lemak terdegradasi. Hal ini penting untuk memproduksi pulp karena ekstraktif tertentu dalam kayu segar mungkin menyebabkan Sampe Tulus P. Manalu : Penentuan Kadar Soda Yang Hilang Di Tahap Pencucian IV Pada Proses Pembuatan Pulp Di PT. Toba Pulp Lestari TPL, 2008. USU Repository © 2009 noda kuning gangguan aneh atau penguningan pulp. Ekstraktif ini juga dapat mempengaruhi kekuatan pulp, perekatan dan pengerjaan akhir kayu maupun sifat-sifat pengeringan. Sejumlah kayu mengandung senyawa-senyawa yang dapat diekstraksi yang bersifat racun dan dapat mencegah bakteri, jamur, dan rayap. Ekstraksi dapat memberikan warna dan bau pada kayu. Salah satu ekstraktif disebut resin, suatu nama yang tidak menunjukkan senyawa kimia tertentu tetapi sustu kondisi fisik. Resin dipandang sebagai campuran senyawa-senyawa yang berbeda yang bersifat mencegah terjadinya kristalisaisi. Meskipun demikian senyawa-senyawa berikut dapat bersifat sebagai komponen resin : - Terpen - Flavonoid - Lignin - Aromatik lain - Stilbena Disamping senyawa-senyawa tersebut senyawa organik lain yang terdapat dalam ekstraktif : - Lemak - Alkohol - Asam lemak - Steroid - Hidrokarbon tinggi Sampe Tulus P. Manalu : Penentuan Kadar Soda Yang Hilang Di Tahap Pencucian IV Pada Proses Pembuatan Pulp Di PT. Toba Pulp Lestari TPL, 2008. USU Repository © 2009

2.3. Proses Umum Pembuatan Pulp di P.T. Toba Pulp Lestari

Kayu batangan diangkut dengan menggunakan logging truk sampai ke area penampungan kayu woodyard, kemudian diangkut masuk ke dalam debarking drum sehingga akan terjadi pengupasan kulit kayu. Setelah kayu keluar dari debarking drum, kayu akan dibawa ke washing station untuk menghasilkan mutu chip yang diperlukan untuk dimasak. Ukuran dari chip kira-kira tebalnya 4,0 mm dan panjangnya kira-kira 24 mm. Proses pemasakan kayu yang telah dibuat menjadi chip dilakukan di digester plant. Digester adalah suatu alat pemasak chip dengan menggunakan panas dan reaksi kimia. Bahan kimia yang digunakan adalah kaustik soda NaOH, natrium sulfida Na 2 S, dan natrium karbonat Na 2 CO 3 yang dikenal dengan white liquor. Pemasakan biasanya dilakukan pada suhu 160-180 o C selama 120-180 menit. Proses pembuatan pulp di P.T. Toba Pulp Lestari dilakukan dengan proses Kraft secara kimia sulfat. Bubur pulp hasil pemasakan dibawa ke tangki penghembusan blow tank yang berfungsi untuk menghembuskan bubur pulp menuju proses pencucian washing. Unit pencucian merupakan lanjutan dari proses pemasakan, dimana bubur kayu dari blow tank selanjutnya mengalami proses pencucian pada unit washing, perbandingan antara cairan dan padatan dari bubur pulp sekitar 3-4 . Temperatur saat terjadi pencucian ±120 o C. Bubur kayu yang sudah bersih dimasukkan ke tangki yang disebut unbleach tower dan dilanjutkan pada unit penyaringan dan diteruskan pada unit pemutihan. Pada unit pemutihan biasanya dilakukan secara bertahap dengan cara memanfaatkan bahan-bahan kimia dan kondisi berbeda pada setiap tahap yang bertujuan Sampe Tulus P. Manalu : Penentuan Kadar Soda Yang Hilang Di Tahap Pencucian IV Pada Proses Pembuatan Pulp Di PT. Toba Pulp Lestari TPL, 2008. USU Repository © 2009 untuk menghilangkan lignin sehingga diperoleh derajat keputihan brightness yang tinggi.

2.4. Washing