Perlakuan Terhadap Pulp

3.3 Perlakuan Terhadap Pulp

Seperti telah dijelaskan pada bab terdahulu, bahwa nilai rataan bilangan kappa hasil dari 40 kali pemasakan dengan ketentuan yang sama didapat nilai rata-ratanya 27,7. Untuk menurunkan nilai bilangan kappa secara ekonomis telah dilakukan dengan berbagai cara yaitu melalui perlakuan terhadap chip kayu, namun semua perlakuan tersebut tidak menunjukkan pertimbangan ekonomi yang menguntungkan.

Pulp tersebut diberi perlakuan dengan beberapa metoda yang antara lain : ekstraksi ulang, pencucian ulang dengan asam asetat dan pemasakan ulang dengan asam asetat. Perlakuan ekstraksi ulang dengan soklet selama 2,5 – 3,5 jam hanya menurunkan bilangan kappa sebesar 0 - 0,3. Perlakuan ini praktis tidak berpengaruh sama sekali. Perlakuan pulp dengan sistem pencucian ulang menggunakan 93% asam asetat panas juga tidak menurunkan bilangan kappa. Hal ini berarti bahwa lignin yang tersisa di dalam pulp sangat sulit untuk diikat kembali dengan asam asetat, upaya selanjutnya adalah mencoba proses pulping ulang atau pemasakan ulang yaitu dengan asam asetat yang ditambah dengan katalisator HCl. Akan tetapi, perlakuan ini juga tidak berhasil menurunkan bilangan kappa.

Sifat kekuatan kertas antara kontrol dengan perlakuan ekstraksi dan pencucian relatif tidak mengalami perubahan, akan tetapi ekstraksi 3,5 jam menurunkan sifat kekuatan kertas. Perlakuan pemasakan ulang menyebabkan penurunan sifat kekuatan kertas relatif tinggi, yang disebabkan oleh terjadinya pemutusan rantai selulosa dan hemiselulosa (Gambar 3-8).

Kekuatan tarik menurun 20 – 30 %, kekuatan jebol dan sobek juga menurun antara 20 – 30 % pada nilai derajat giling yang sama. Hal ini disebabkan bahan kimia asam klorida sangat kuat memutuskan rantai hemiselulosa dan selulosa.

Tabel 3-8. Pengaruh Perlakuan Ekstraksi, Pencucian dan Pemasakan Ulang Di dalam Asam asetat 93% Terhadap Perubahan Bilangan Kappa dan Sifat Kekuatan Kertas (30ºSR)

No. Perlakuan Bilangan Kekuatan Kekuatan Kekuatan

Kappa

Tarik

Jebol Sobek

(km)

(m 2 ) (cN)

MA1. Kontrol

66,3 64,3 A54. Ekstraksi 2,5 jam

70,5 60,0 A55. Ekstraksi 3,5 jam

67,1 53,8 A56. Pencucian ulang dengan asam asetat panas

61,0 61,4 A57. Pemasakan ulang dengan asen asetat + 0,1% HCl, Rasio 1 : 20,

43,1 42,1 A58. Pemasakan ulang dengan asen asetat + 0,15% HCl, Rasio 1 :

1 jam

20, 1 jam

Gambar 3-8. Pengaruh Perlakuan Pulp Di dalam 93% Asam asetat Terhadap Perubahan Sifat Kekuatan Kertas (Ekstraksi, Sistem Pencucian dan Pemasakan Ulang Dengan Asam Asetat + HCl)

3.3.1 Sistem Pencucian Pulp Dengan Pelarut Yang Berbeda

Dengan tidak diperolehnya penurunan bilangan kappa, maka penelitian selanjutnya adalah mencoba sistem pencucian pulp dengan pelarut yang berbeda. Pelarut yang digunakan tersebut antara lain adalah air, campuran antara asam asetat dengan air, campuran antara asam asetat dengan air dilanjutkan dengan campuran antara asam asetat + butilasetat + air, asam asetat + air dan dilanjutkan dengan asam asetat + etilasetat + air seperti tercantum pada Tabel 3-9.

Dari perlakuan tersebut, hasil yang paling jelek adalah perlakuan dengan pencucian air setelah proses pulping selesai, menghasilkan bilangan kappa 61,5. Hal ini disebabkan lignin yang sudah terlarut di dalam asam asetat terikat kembali oleh pulp. Untuk perlakuan lainnya, diperoleh bilangan kappa hingga 22,3 namun secara ekonomis tidak menguntungkan, khususnya campuran antara asam asetat, air dan butilasetat serta campuran antara asam asetat, air dan ethylasetat. Sifat kekuatan kertas secara keseluruhan tidak diuji dan untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada lampiran Tabel 7-5 Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling

30ºSR diperoleh kekuatan tarik 10,650 2 – 11,600 km, kekuatan jebol 66 - 70 m dan kekuatan sobek 62 - 70 cN.

Tabel 3-9. Pengaruh Sistem Pencucian Pulp dan Proses Pulping Acetosolv Jenis Kayu Fichte Terhadap Perubahan Bilangan Kappa.

No. Pelarut

Perbandingan

Metoda Bilangan Kappa

A59 Air

61,5 A60 HOAc : Air

Pencucian

27,3 A61 HOAc : Air

Ekstraksi

Pencucian (panas) 25,5 A62 HOAc : Air

Pencucian (panas) 28,0 A63 HOAc : Air *)

Pencucian (panas) 27,2 A64 HOAc : Air

Pencucian (panas) HOAc : BuAc : Air

Pencucian (dingin) 22,8 A65 HOAc : BuAc : Air

Pencucian (dingin) 25,7 A66 HOAc : Air

Pencucian (panas) HOAc : BuAc : Air

Pencucian (dingin) HOAc : BuAc : Air

Pencucian (dingin) 22,3 A67 HOAc : Air

Pencucian (panas) HOAc : EtAc : Air

Pencucian (dingin) 22,2 A68 HOAc : EtAc : Air

Pencucian (dingin) 22,7

Keterangan :

*) Setelah proses pulping berjalan 2,5 jam, filtrat diambildan diganti, dengan larutan asam asetat 93% + 0,17% HCl dan volume 1 liter (sesuai dengan filtrat yang diambil).

Ketentuan Pemasakan :

Konsentrasi Asam asetat

Konsentrasi Asam klorida : 0,17% (berdasarkan volume larutan) Rasio (kayu : larutan)

Waktun Pemasakan

Jumlah larutan untuk mencuci pulp

: 7 liter/100 gram pulp.

3.3.2 Pengaruh Temperatur Pemasakan

Untuk percobaan ini diteliti berbagai variasi temperatur pada proses pulping terhadap perubahan bilangan kappa. Variasi temperatur yaitu antara 103 - l09ºC dan waktu pemasakan 1 - 6 jam. Pada proses pulping ini digunakan larutan asam asetat 93% dan katalisator asam klorida 0,17%. Selanjutnya, proses yang digunakan adalah pulping sistem tekan tanpa memakai katalisator asam klorida dan temperatur pemasakan 170 – 200 ºC (Tabel 3-10). Da1am proses pulping tanpa tekanan didapat bilangan kappa berkisar antara 17 – 52. Bilangan kappa terendah diperoleh pada temperatur 109ºC dan waktu pemasakan 6 jam. Sedangkan proses pulping dengan tekanan memperoleh kisaran bilangan kappa 12 - 30. Temperatur pemasakan 170ºC tidak menghasilkan bilangan kappa di bawah

20. Hal ini disebabkan asam asetat belum mampu melarutkan sebagian besar ikatan α dan β aryl ether lignin. Temperatur pemasakan 180ºC, akan menghasilkan bilangan kappa di bawah 20 apabila waktu pemasakan dilakukan selama 3 - 4 jam. Temperatur pemasakan 190ºC dalam waktu 1 jam telah dapat menghasilkan bilangan kappa di bawah 15. Hal ini berarti bahwa asam asetat pada temperatur tersebut telah mempu melarutkan sebagian besar ikatan α - dan β - arylether lignin untuk waktu pemasakan 2 - 3 jam, sehingga akan terjadi kenaikan bilangan kappa, yang disebabkan oleh terjadinya reaksi kondensasi. Bilangan kappa terendah tersebut dicapai apabila proses pulping dilakukan temperatur 200ºC dan waktu pemasakan 1 jam. Jika waktu pemasakan ditambah, maka akan terjadi kenaikan bilangan kappa, yang disebabkan oleh terjadinya reaksi kondensasi.

Tabel 3-10. Pengaruh Temperatur dan Waktu Pemasakan Pada Proses Pulping Acetosolv Terhadap Perubahan Bilangan Kappa *)

No. Temperatur

Waktu

Rasio

HOAc- HCl- Bilangan

kappa (⁰C)

Pemasakan

(kayu : larutan)

*) Penelitian ini dilakukan oleh Sukaton (1989) dan Lee (1989)

Gambar 3-9a. Pengaruh Temperatur Terhadap Bilangan Kappa Pada Proses Pulping Acetosolv Dengan Katalisator HCl

Gambar 3-9b. Pengaruh Temperatur Terhadap Bilangan Kappa Pada Proses Pulping Acetosolv Dengan Sistem Tekanan dan Tanpa Katalisator.

3.3.3 Pengaruh Rasio (Perbandingan Antara Kayu Dengan Larutan)

Perbandingan antara chip kayu dengan larutan pemasak juga berpengaruh terhadap perubahan bilangan kappa dan rendemen (Tabel 3-11). Rasio 1 : 4 menghasilkan bilangan kappa 29,0 dan rendemen 52%. Penyebab tingginya nilai bilangan kappa adalah pada waktu proses pulping berjalan (tahapan awal), sebagian chip kayu tidak terendam di dalam larutan asam asetat. Sebagai akibatnya lignin lignin yang tertinggal di dalam pulp masih relatif besar. Penyebab lainnya adalah konsentrasi asam kloridanya relatif sedikit jika dibandingkan dengan rasio yang lebih tinggi, sehingga reaksi kimia yang terjadi kurang sempurna. Dengan perubahan rasio dari 1 : 4 menjadi 1 : 7, ternyata bilangan kappa dapat menurun dari 29,0 menjadi 18,8. Pada rasio 1 : 8, akan terjadi kenaikan bilangan kappa dari nilai optimal 18,8 menjadi 19,3, walaupun perubahan tersebut relatif tidak besar. Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling 30ºSR menunjukkan kekuatan tarik relatif yang seragam, berkisar antara 11410 - 11720 km, kekuatan jebol antara 60 - 70 m 2 , kekuatan sobek antara 63 -

65 cN dan derajat putih kertas antara 6,6 – 7,7% ISO. Untuk melihat perubahan sifat kekuatan kertas yang didasarkan pada nilai derajat giling, secara lengkap dapat dilihat pada lampiran No 7-6. Jika kita bahas lebih lanjut dari lampiran Tabel 7-6, sifat kekuatan kertas yang paling baik adalah pada rasio 1 : 7. Rasio tersebut cukup ideal, karena pada proses pulping, chip kayu sudah terendam sejak awal semua di dalam asam asetat. Namun kelemahannya adalah bahwa sifat kekuatan sobek pulp Acetosolv lebih rendah dibanding pulp ASAM dan sulfat, dan hal ini telah menjadi ciri secara umum.

Tabel 3-11. Pengaruh Rasio Terhadap Perubahan Bilangan Kappa, Rendemen dan Sifat Kekuatan Kertas (30ºSR).

Derajat Bilangan

No. Ratio Kappa

Jebol (m 2 )

Kekuatan Putih

(Km)

Tarik (cN) (%

Keterangan : Konsentrasi Asam asetat

Konsentrasi Asam klorida : 0,17% (berdasarkan volume larutan) Waktu Pemasakan

: 5 jam