Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
11
Arah serat adalah arah umum sel-sel kayu terhadap sumbu batang pohon. Arah serat dapat dibedakan menjadi serat lurus, serat berpadu, serat
berombak, serta terpilin dan serat diagonal serat miring. ♦
Bau dan Rasa Bau dan rasa kayu mudah hilang bila kayu lama tersimpan di udara
terbuka. Beberapa jenis kayu mempunyai bau yang merangsang dan untuk menyatakan bau kayu tersebut.
♦ Higroskopis
Kayu mempunyai sifat dapat menyerap atau melepaskan air. Makin lembab udara disekitarnya makin tinggi pula kelembaban kayu sampai
tercapai keseimbangan ♦
Daya Hantar Panas jelek Daya Hantar Listrik Pada umumnya kayu merupakan bahan hantar yang
jelek untuk aliran listrik.
2.4. Sifat Mekanik Kayu
o Keteguhan Tarik
Keteguhan tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu.
o Keteguhan tekanKompresi
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
12
Keteguhan tekankompresi adalah kekuatan kayu untuk menahan muatanbeban.
2.5. Proses Pemutihan Pulp
Proses pemutih pulp dapat dianggap sebagai suatu lanjutan proses pemasakan yang dimasukkan untuk memperbaiki brightness dan kemurnian pulp.
Hal ini dicapai dengan cara menghilangkan atau memutihkan bahan pewarna yang tersisa pada pulp. Lignin yang tersisa adalah suatu zat yang paling dominan untuk
menghasilkan warna pada pulp, oleh karena itu ini harus dihilangkan atau diputihkan.
Tujuan utuma proses pemutihan secara umum dapat diringkaskan sebagai berikut:
Untuk memperbaiki Brightness.
Untuk memperbaiki kemurnian.
Untuk medegradasi serat selulosa seminimal mungkin.
menjaga kualitas dan kuantitas limbah air.
menjaga kualitas dan kuantitas limbah udara.
2.6. Jenis-jenis Pemutihan
2.6.1. Pemutihan Pulp Mekanik Pemutihan pulp mekanik merupakan persyaratan yang perlu dalam
peningkatan penggunaan spesies-spesies kayu yang tidak lazim atau hasil samping pabrik penggergajian dengan kecerahan awal yang lebih rendah daripada kayu
gelondong “white” spruce tradisional yang dikuliti dengan baik untuk memproduksi kayu asah.
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
13
Hanya pulp dengan kecerahan tinggi yang dapat digunakan sebagai bahan untuk kertas halus berkualitas tinggi. Untuk mempertahankan keuntungan
rendemen tinggi dalam pembuatan pulp mekanik, prosedur pemutihan umumnya adalah tipe perlindungan-lignin, menggunakan bahan kimia oksidatif dan
pereduksi atau gabungan keduanya.
Pemutihan pulp kayu asah kebanyakan dilakukan sebagai pemutihan menara sementara pulp-pulp mekanik dan termodinamik yang digiling dapat juga
diputihkan selama pemisahan serat di dalam tahap pertama pembersihan pemutihan pada pemisahan serat atau dalam tahap kedua penggilingan
pemutihan penggilingan.
2.6.2. Pemutihan Pulp Kimia Tujuan dari pemutihan pulp kimia adalah untuk menghilangkan sisa lignin
setelah proses pemasakan untuk memperoleh yang disebut pulp yang diputihkan penuh dengan kecerahan di atas 90 atau untuk memperoleh kualitas semi
pemutihan dengan kecerahan berkisar 60-70. Dalam kebanyakan proses secara komersial klorinasi masih merupakan
tahap pemutihan pertama, dan juga disebut tahap pemutihan awal. Klor mengubah sisa lignin menjadi hasil-hasil degradasi yang larut dalam air dan alkali dan
biasanya diikuti dengan langkah ekstraktif alkali untuk menghilangkan komponen-komponen tersebut. Karena klorinasi menimbulkan paling banyak
persoalan lingkungan oleh limbah pabrik pemutih, maka banyak usaha telah dilakukan untuk menggantikan klor atau untuk mengurangi jumlah klor yang
digunakan atau produk-produk klor dalam limbah. Ini dapat dikerjakan misalnya dengan menggantikan sebagian klor dengan klor dioksida, hingga menghasilkan
lebih besar produk-produk oksidasi daripada bagian-bagian lignin yang terklorinasi yang sangat beracun. Penggantian klor keseluruhan dengan pemutihan
peroksida atau oksigen memungkinkan pemrosesan limbah dengan sedikit persoalan yang berkaitan dengan perlindungan lingkungan.
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
14
2.7.Bahan Kimia Proses Pemutih
2.7.1. Sodium Hidroksida NaOH
Pada saat khlorin bereaksi dengan lignin dan resin, sebahagian besar saja yang dihasilkan tersebut larut dalam air. Karena klorinat lignin dan resin sangat
mudah larut dalam larutan alkali menyusul setelah larutan klorinasi, Natrium Hidroksida Caustik soda merupakan salah satu alkali kuat yang ada, Ini
merupakan bahan kimia yang dapat menyebabkan luka bakar pada kulit. Penanganan caustik soda harus memperhatikan seluruh tindakan pencegahan.
Pada proses pemutihan normalnya digunakan alkali encer dengan konsentarsi kira-kira 120 gram per liter.
2.7.2. Oksigen O
2
Gas oksigen digunakan sebagai suatu zat pemutih bersama-sama dengan alkali pada tahap ekstraksi. Gas oksigen merupakan sifat-sifat pulp yang
diputihkan. Hal ini mungkin membuat kurangnya emisi yang mengganggu ke lingkungan.
2.7.3. Natrium Hypoklorit NaOCl
Hypoklorit merupakan persenyawaan klorin yang pertama digunakan untuk proses pemutihan biasanya disebut “HYPO” rumus kimia hypoklorit
adalah NaOCl. Natrium hypoklorit dibuat dari klorin dan natrium hidroksida, senyawa ini merupakan larutan yang sangat kurang stabil dan cenderung terurai
yang meningkat dengan kenaikan konsentrasi dan temperatur serta berkurangnya
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
15
sifat alkali. Hypoklorit bisa dibuat dengan konsentrasi alkali yang berlebih kira- kira 4 gram per liter untuk menjaga kestabilan larutan. Kandungan klorin pada
larutan hypoklorit diperkirakan sebesar 40-44 gram per liter.
Tujuan utama perlakuan dengan menggunakan hypoklorit adalah untuk meningkatkan derajat putih pulp. Ini dicapai dengan tindakan oksidasi dari
hypoklorit pada lignin dan bahan-bahan berwarna yang lain yang terdapat pada pulp dengan cara mengubahnya menjadi tak berwarna. Bagaimana reaksi ini,
sangat serius merusak serat selulosa kecuali bila kondisi-kondisi operasi seperti pH, Temperatur, waktu tinggal dan jumlah hypoklorit yang digunakan
dikendalikan secara hati-hati. Degradasi ini dikendalikan bertujuan untuk mencapai kekuatan pulp yang dikehendaki kendali viskositas
2.7.4. Klorin Diksida ClO
2
Klorin dioksida adalah salah satu bahan kimia yamg bersifat pengoksidasi yang kuat, kerja dari proses pemutihan ini umumnya dengan cara oksidasi
terhadap lignin dan bahan-bahan berwarna yang lainnya. Ini digunakan untuk memutihkan pulp yang berkualitas sebab ini memiliki keunikan yang sanggup
mengoksidasi bahan yang baku selulosa dengan kerusakan pada selulosa yang minimal. Derajat putih pulp yang dihasilkan dengan klorin dioksida adalah stabil.
Pada unit pemutihan Bleaching , klorin dioksida digunakan sebagai suatu larutan gas dalam air.
2.8.Tahapan Proses Pemutihan
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
16
Pemutihan yang modren biasanya dilakukan secara bertahap dengan memanfaatkan bahan-bahan kimia dan kondisi-kondisi yang berbeda-beda setiap
tahap. Pada umumnya digunakan perlakuan kimia dengan secara singkat ditunjukan dengan urutan sebagai berikut:
a Klorinasi C
: Reaksi dengan elemen klorin dalam suatu media asam
b Ekstraksi Alkali E
: Pemisahan hasil reaksi dengan caustik c
Ekstraksi oksidasi EOP : Ekstraksi oksidasi yang diperkuat dengan
peroksida d
Hyplorit H : Reaksi dengan hypoklorit dalam
suasana alkali e
Klorin Dioksida D : Reaksi dengan klorin dioksida dalam
suasana alkali
f Oksigen O
: Reaksi dengan elemen oksida O
2
Yang bertekanan dalam suasana alkali
Tabel 2.3. Kondisi-kondisi proses normal diberikan dengan data dibawah ini
Parameter DO
EOP D1
D2 Kekentalan pulp
4,5 12
12 12
Temperatur stock
o
C 45-60
70 5080
80 pH
16-2,2 10,8-11 10,5-3,5
3,5-4
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
17
Waktu tinggal di menara menit 27
60 210
147
Keterangan Tabel:
DO : Tahap klorinasi
EOP : Tahap ekstraksi oksidasi Ekstraksi alkali
D1 : Tahap reaksi klorin dioksida pertama
D2 : Tahap reaksi dengan klorin dioksida yang kedua
Pada tahap klorinasi, lignin diklorinasi menjadi klorolignin akan menjadi terlarut pada tahap ekstraksi, sehingga proses eliminasi lignin terjadi.
Peningkatan derajat putih pulp setelah melalui tahap klorinasi dengan ekstraksi yang kecil. Oksigen juga dipergunakan pada tahap ekstraksi dan terutama akan
digunakan pada proses eliminasi lignin. Untuk mencapai derajat putih pulp yang penuh pada tingkat 89-90 ISO,
proses pemutihan dilakukan dengan lima tahap, menggunakan tahap CEHED atau CEDED. Pada pemutih dengan menggunakan hypoklorit, kelompok khlomoporik
lignin hancur. Derajat putih pulp meningkat sangat tinggi pada tahap ini. Kalsium dan natrium hypoklorit kemungkinan bisa dipergunakan. Salah satu kerugian pada
perlakuan ini adalah bahwa selulosa juga diserang oleh hypoklorit, oleh karena itu kondisi-kondisi operasi selama perlakuan ini harus diperhatikan dengan seksama
untuk mencegah terjadinya kerusakan terhadap selulosa.
1. Tahap Klorinasi DO
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
18
Pada pemutih dengan klorin dioksida menghasilkan derajat pemutih pulp brightness yang tinggi, Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa klorin
dioksida menghancurkan lignin tanpa merusak selulosa. Pemakaian klorin dioksida memiliki banyak keuntungan, antara lain: Pemakaian bahan kimia
sedikit, biaya lebih rendah, kekuatan pulp lebih baik, zat pengotor sedikit, brightness lebih stabil.
Pada proses klorinasi terhadap pulp, gas klorin harus larut dan bereaksi secara menyebar terhadap serat pulp, reaksi klorin dengan lignin adalah sangat
cepat. Klorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan subsitusi. Reaksi-reaksi ini mengeluarkan lignin dan oleh itu, beberapa akan terlarut dalam tahap klorinasi.
Subsitusi: Cl
2
+ lignin lignin Cl + HCl
Oksidasi: Cl
2
+ lignin lignin teroksidasi + 2HCl
2. Tahap Oksidasi Ekstraksi EOP
Tahap kedua pada bleaching plant dengan banyak tahapan dan ini merupakan tahap pemurnian dari tahap klorinasi. Tujuan dari proses alkali
ekstraksi adalah melarutkan komponen-komponen penyebab warna yang kemungkinan besar larut dalam larutan alkali yang hangat berdasarkan kerja dari
bahan-bahan kimia yang teroksidasi, dan komponen-komponen lainnya meningkatkan tingkat keputihan dalam tahap pemutihan berikutnya. Proses
oksidasi kimia seperti klorin dioksida, peroksida, dan hypo, yang digunakan setelah tahap ekstraksi, merupakan bahan-bahan kimia yang mahal. Konsumsi
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
19
bahan kimia tersebut akan menjadi tinggi jika tidak ada tahap ekstraksi yang mengeluarkan lignin dan beberapa hemiselulosa dari pulp. Klorolignin yang tidak
larut dalam air panas dan media asam terlarut dalam caustik soda pada temperatur rendah. Pada temperatur tinggi, hemiselulosa Pentosa larut, yang menyebabkan
kehilangan produksi pulp untuk golongan kertas Pada tahap ekstraksi pulp sulfat dilakukan pada suhu 60- 70
o
C dan waktu ekstraksi berkisar antara 30 menit sampai 60 menit zat kimia yang digunakan
pada tahap ini adalah sodium hidroksida dan hidrogen peroksida. Sodium hidroksida larutan 10 digunakan untuk menguraikan hasil reaksi dari proses
klorinasi. NaOH berfungsi untuk memisahkan ClO
2
dengan lignin, sehingga lignin dapat kembali direaksikan dengan menggunakan hidrogen peroksida. Zat
H
2
O
2
berfungsi mengikat kembali lignin yang masih terkandung di dalam pulp. Penggunaan hidrogen peroksida adalah sekitar 16-17 kgton pulp kering dan akan
bekerja secara maksimal pada pH antara 10-11, sehingga mampu menghasilkan brightness hingga 80-84 ISO. Penambahan sodium hidroksida dan hidrogen
peroksida harus pada jumlah tertentu agar dapat mempertahankan viskositas pulp 10 hingga 12 , semua proses ini berlangsung pada menara ekstraksi.
Pulp yang melalui proses ekstraksi ini dialirkan melalui menara ekstraksi tangki pencuci guna menghilangkan zat kimia. Proses pencuci kedua ini sama
dengan pencuci yang pertama. Pulp yang telah dicuci kemudian dipompakan ke menara klorin dioksida.
3. Tahap Klorin dioksida D2
Proses pemutihan klorin dioksida secara kimia
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
20
Pada saat pulp diberikan perlakuan dengan klorin dioksida, ini bereaksi dengan air dan komponen-komponen pulp, umumnya resin dan lignin melengkapi reaksi.
Klorin dioksida bereaksi dengan air sesuai dengan persamaan berikut ini: 2ClO
2
+ H
2
O HClO
3
+ HClO
2
Reaksi ini lambat pada kondisi asam, agak baik pada temperatur tinggi, akan tetapi kecepatan reaksi meningkat dengan suatu kenaikan terhadap pH.
Bagaimanpun, kecepatan reaksi antara klorin dioksida dan komponen-komponen pulp adalah lebih cepat. Langka pertama adalah satu elektron memindahkan klorin
dioksida yang tereduksi menjadi sebuah ion khlorit dan mengoksidasi lignin dan pulp.
ClO
2
+ e
-
ClO
2 -
Klorin dioksida adalah suatu bahan pemutih bersifat lembut yang hanya akan mempengaruhi terhadap lignin dan memberikan derajat putih pulp yang
tinggi tanpa memperlemah kekuatannya.
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
21
Bagan Alir Proses Produksi Pulp
Serpihan kayu Chipper
Unit pemasak Digester
Wood yard tempat penimbangan kayu
Unit pencuci Washing
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
22
Lembaran pulp Pulping
Unit pengelantangan Bleaching
Unit penyaring Screening
Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo
2
Untuk Meningkatkan Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea, 2008.
USU Repository © 2009
BAB 3
BAHAN DAN METODOLOGI
3.1 Peralatan dan bahan
