Pengaruh Waktu Tinggal Pulp Di Menara EP2 Terhadap Tingkat Brightness Pada Proses Bleaching Di PT.Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea

PENGARUH WAKTU TINGGAL PULP DI MENARA EP2 TERHADAP TINGKAT BRIGHTNESS PADA PROSES BLEACHING

DI PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA

KARYA ILMIAH

GOKMA JAYA

072409027

PROGRAM D-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2010

PENGARUH WAKTU TINGGAL PULP DI MENARA EP2 TERHADAP TINGKAT BRIGHTNESS PADA PROSES BLEACHING

DI PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat untuk mendapat ijazah Ahli Madya pada program Diploma-3 Kimia Industri Fakultas Matematika Dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. GOKMA JAYA

072409027

PROGRAM D-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2010

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH WAKTU TINGGAL PULP DI MENARA

EP2 TERHADAP TINGKAT BRIGHTNESS PADA

PROSES BLEACHING DI PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : GOKMA JAYA

Nomor Induk Mahasiswa : 072409027

Program Studi : DIPLOMA (D-3) KIMIA INDUSTRI

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

(FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di

Medan, juli 2010

Diketahui

Departemen Kimia FMIPA USU

Ketua, Pembimbing,

Dr. Rumondang Bulan, Nst. M.S Juliati Tarigan,S.Si.M.Si

PERNYATAAN

PENGARUH WAKTU TINGGAL PULP DI MENARA EP2 TERHADAP TINGKAT BRIGHTNESS PADA PROSES BLEACHING

DI PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan masing – masing disebutkan sumbernya

Medan, Juli 2010

Gokma Jaya 072409027

PENGHARGAAN

Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan rahmat dan kasihnya, Sehingga Penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dari awal penyusunan hingga selesai. Karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk meraih gelar Ahli Madya pada Program Diploma 3 Kimia Industri di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari kesempurnaan, karena keterbatasan Penulis baik dari segi kemampuan, waktu,dan pengetahuan. Tetapi Penulis berharap karya ilmiah ini dapat berguna bagi penulis dan semua pihak yang membaca, khususnya bagi Lingkungan Universitas Sumatera Utara pada umumnya. Penulis mengucapakan terima kasih atas segala kritik dan saran yang membangun untuk karya ilmiah ini.

Selama penulisan karya ilmiah ini, Penulis mendapat banyak dorongan, bantuan dan petunjuk dari semua pihak. Maka pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati Penulis ingin menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua Orang Tua Saya, Bapak P.Manurung dan Ibu L.Pandiangan yang sangat Penulis sayangi, yang telah memberikan dukungan, doa, kasih sayang dan materi kepada Penulis.

2. Seluruh keluarga besar saya dan seseorang yang spesial (Candra Lumban gaol) yang sangat Penulis sayangi, yang telah memberikan dukungan, doa dan motivasi kepada penulis

3. Ibu Juliati Tarigan, S.Si. M.Si sebagai dosen pembimbing yang sabar dan teliti dalam membimbing dan mengarahkan Penulis

4. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Si, sebagai Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

5. Ibu Dr. Rumondang Bulan, M.S, sebagai Ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

6. Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar,M. Phil, sebagai Ketua Jurusan Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

7. Bapak dan Ibu dosen pengajar di Departemen Kimia yang telah memberikan bimbingan dan arahan selama Penulis mengikuti perkuliahan

8. Bapak Pimpinan (Suhunan Sirait), serta seluruh karyawan dan karyawati PT.Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea.

9. Seluruh rekan-rekan mahasiswa KIN 07 yang turut membantu Penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini

10. Buat teman-teman yang telah mendukung, memberi masukan dan mendoakan Penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini

Akhir kata Penulis mengucapkan terima kasih karena karya ilmiah ini dapat selesai.

Medan, Juli 2010 Penulis,

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuhan ………. iii

Pernyataan ……….. iv

Penghargaan………... v

Abstrak ...vii

Abstract ...viii

Daftar table ...x

Daftar isi ...x

Bab I Pendahuluan ... 1

1.1 Latar belakang ... 1

1.2 Permasalahan ... 2

1.3 Tujuan penulis ... 3

1.4 Manfaat ... 3

Bab 2 Tinjauan Pustaka ... 4

2.1Komposisi dan struktur sel-sel kayu ... 5

2.1.1 Komponen kimia ... 5

2.2 Dasar-dasar teori pada pembuatan pulp ... 7

2.2.1 Bahan-bahan yang terdapat dalam kayu ... 7

2.2.2 pulping proses ... 11

2.3 Uraian proses kraft ... 13

2.4 Pembuatan kraft pulp ... 15

2.4.1 Baha-bahan kimia pemasak dan kesetimbangan ... 15

2.4.3 Aspek-aspek umum delinifikasi ...16

2.5 Kimia dasar proses pembuatan pulp ... 17

2.5.1 Teori pemutihan ... 17

2.5.2 Bahan kimia proses pemutihan ...18

2.6 Tahap proses pemutihan ...19

2.6.1 Tahap khlorinasi ...20

2.6.2 Tahap oksidasi ekstraksi (EO) ... 22

2.6.3 Tahap khlorin dioksida ... 23

3.1 Pengendalian proses ...26

3.1.1 Menara stock unbleached HD ...27

3.1.2 Unbleached blending tank ... 27

3.1.3 Tahap khlorinasi (Tahap DC) ... 27

3.1.4 Tahap EOP ...27

3.1.5 Tahap D1 (tahap pertama khlorin dioksida) ...27

3.1.6 Tahap D2 (tahap kedua khlorin dioksida) ...28

4.1 Parameter pada proses pemutihan ...28

4.1.1 Proses produksi...29

Bab 3 Bahan dan Metodologi ... 30

3.1 Peralatan dan Bahan ... 30

3.2 Metode kerja lapangan ...30

Bab 4 Hasil dan Pembahasan ...32

4.1 Hasil ...32

4.2 Data hasil perhitungan ...32

4.3 Perhitungan ...33

4.4 Pembahasan ...35

Bab 5 Kesimpulan dan Saran ...37

5.1 Kesimpulan ...37

5.2 Saran ...37

Daftar pustaka ...38 Lampiran

ABSTRAK

Proses bleaching pada tahap EP2 ( ekstraksi peroksida ) yaitu sebagian dari

pada tahap proses pemutihan bubur kertas dengan menggunakan bahan kimia H2O2

untuk meningkatkan derajat keputihan bubur kertas. Dengan konsistensi pulp 10 – 12 %, dalam tahap ini waktu yang dibutuhkan tergantung jumlah produksinya dan pemakain zat kimia lainnya secara praktek lapangan data yang diperoleh dengan cara perhitungan, dimana semakin banyak jumlah produksinya maka semakin sedikit waktu yang dibutuhkan bubur kertas berada di dalam menara EP2 dan begitu

sebaliknya, dengan derajat keputihan di tahap EP2 mencapai diatas 88 % ISO.

Salah satu alat yang digunakan PT. Toba Pulp Lestari,Tbk untuk pengguji kecerahan dari pulp adalah dengan menggunakan alat Elektronik Refrakto Photometer (ELREPHO).

The Influence Retation Time Pulp In Tower EP

2

(Extraction

Perokside) To Get Brightness In Bleaching Process In Toba Pulp

Lestari,Tbk Porsea

ABSTRACT

Bleaching process step in EP2 (extraction perokside) is of part the step

brightness process pulp with to use chemical material H2O2 to in crease stage

brightness pulp. With range consestation pulp 10 – 12 %. In step this time needed hunged in stock flow and to use chemical material the other, the method field practice that to get data with calculation, if the more with the stock flow, that the more time in needed and the other way. Where the brightness stage the step EP2 can attain ≥ 88 %

ISO.

One of the used appliance in PT.Toba Pulp Lestari,Tbk for the examination of brightness of pulp is by using appliance of Electronic Refracto Photometer (ELREPHO).

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi unsur kayu

Tabel 2.2 Komposisi tipical chemical antara hardwoods dan softwoods Tabel 2.6 Kondisi-kondisi proses yang normal diberikan dengan dibawah ini Tabel 4.1 Data pengamatan di ruang DCS (Distribut ion Control System)

Tabel 4.2 Hasil perhitungan dari hasil pengamatan di ruang DCS (Distribution Control System)

ABSTRAK

Proses bleaching pada tahap EP2 ( ekstraksi peroksida ) yaitu sebagian dari

pada tahap proses pemutihan bubur kertas dengan menggunakan bahan kimia H2O2

untuk meningkatkan derajat keputihan bubur kertas. Dengan konsistensi pulp 10 – 12 %, dalam tahap ini waktu yang dibutuhkan tergantung jumlah produksinya dan pemakain zat kimia lainnya secara praktek lapangan data yang diperoleh dengan cara perhitungan, dimana semakin banyak jumlah produksinya maka semakin sedikit waktu yang dibutuhkan bubur kertas berada di dalam menara EP2 dan begitu

sebaliknya, dengan derajat keputihan di tahap EP2 mencapai diatas 88 % ISO.

Salah satu alat yang digunakan PT. Toba Pulp Lestari,Tbk untuk pengguji kecerahan dari pulp adalah dengan menggunakan alat Elektronik Refrakto Photometer (ELREPHO).

The Influence Retation Time Pulp In Tower EP

2

(Extraction

Perokside) To Get Brightness In Bleaching Process In Toba Pulp

Lestari,Tbk Porsea

ABSTRACT

Bleaching process step in EP2 (extraction perokside) is of part the step

brightness process pulp with to use chemical material H2O2 to in crease stage

brightness pulp. With range consestation pulp 10 – 12 %. In step this time needed hunged in stock flow and to use chemical material the other, the method field practice that to get data with calculation, if the more with the stock flow, that the more time in needed and the other way. Where the brightness stage the step EP2 can attain ≥ 88 %

ISO.

One of the used appliance in PT.Toba Pulp Lestari,Tbk for the examination of brightness of pulp is by using appliance of Electronic Refracto Photometer (ELREPHO).

BAB I

PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang

Kayu merupakan hasil dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi. Produksi pulp merupakan teknik yang paling penting untuk mengelolah kayu secara kimia. Kenyataan ini dijelaskan dengan angka – angka mutakhir produksi pulp dan kertas dan pertumbuhan dinamik yang diramalkan hingga tahun 2000, yang menggangap kenaikan setiap tahun antara 2 dan 4 %.Jumlah total kayu yang dibutuhkan saat ini untuk membuat pulp kimia dan mekanik adalah sekitar 85% . Pulp ( Bubur kertas ) merupakan bahan baku untuk pembuatan kertas, komponen kimia bahan selulosa merupakan komponen penyusun utama dalam pembuatan pulp, sedangkan komponen lainnya berikatan dengan selulosa, yakni hemiselulosa, lignin, dan ekstraktif disamping selulosa dan hemiselulosa terdapat senyawa kimia yang lebih kompleks yaitu lignin yang berfungsi sebagai perekat antara komponen selulosa dan senyawa kimia yang bermolekul rendah dan dapat larut dalam air serta pelarut organik. (Dumanauw,J.F.1990)

PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk adalah salah satu pabrik pulp yang mengunakan proses pulp secara kraft. Pada dasarnya semua tanaman berserat dapat dibuat pulp, tetapi harga dan kualitas pulp yang dihasilkan belum tentu ekonomis dan baik sehingga tidak dapat bersaing dipasar. Bahan baku pembuatan pulp lebih baik mengunakan kayu, baik kayu berserat panjang maupun berserat pendek, untuk mendapatkan produk yang berkualitas dan memenuhi standart, pulp diuji dari derajat putihnya. Dalam hal proses yang memegang peranan penting adalah proses

pemutihan ( Bleaching ), dimana pada proses bleaching adalah tahap yang keempat dalam pengelohan pulp, pada tahap tersebut mengunakan bakan kimia antara lain klor dioksida (ClO2), natrium hidroksida (NaOH), dan proses pemutihan dengan hidrogen

peroksida ( H2O2 ) dengan mengunakan ini dapat menaikkan brightness, selain itu

ramah akan lingkungan, sehingga tidak mencemari lingkungan dan tidak merugikan penduduk sekitar dan perusahan. yang dulunya menggunakan Hipoklorin (HOCl) tetapi sekarang sudah menggunakan H2O2 yang ramah terhadap lingkungan. Salah

satu tempat proses bleaching di PT Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea adalah di EP2,

dimana disini akan terjadi proses pemutihan. Berdasarkan uraian diatas maka penulis menganalisis bagaimana Pengaruh Waktu Tinggal Pulp Di Menara EP2 Terhadap

Tingkat Brightness Pada Proses Bleaching Di PT.Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea.

1.2Permasalahan

Salah satu standart ISO untuk menentukan kualitas bubur pulp adalah tingkat

brightness dimana ada beberapa variabel yang mempengaruhi tingkat brigthness,

salah satunya adalah waktu tinggal. Dengan demikian yang menjadi permasalahan adalah bagaimanakah pengaruh waktu tinggal pulp di menara EP2 terhadap tingkat

1.3Tujuan

Untuk mengetahui pengaruh waktu tinggal pulp di EP2 terhadap tingkat

brightness pada proses bleaching di PT. Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea.

1.4Manfaat

Memberikan informasi tentang industri pulp terutama mengenai proses

bleaching / pengelentangan, dan pengaruh waktu tinggal pulp di menara EP2 terhadap

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Sifat - sifat umum kayu

Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat sekaligus, yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pengertian kayu disini ialah sesuatu bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan, yang merupakan bagian dari pohon itu tersebut, setelah diperhitungkan bagian-bagian mana yang lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan. Baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar.

Kayu berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbeda-beda. Bahkan kayu berasal dari satu pohon memiliki sifat agak berbeda,jika dibandingkan bagian ujung dan pangkalnya. Dalam hubungan itu maka ada baiknya jika sifat-sifat kayu tersebut diketahui lebih dahulu, sebelum kayu di gunakan sebagai bahan bangunan, industri kayu dan pembuatan perabotan . Sifat yang dimaksud antara lain adalah sifat-sifat anatomi kayu, sifat-sifat fisik, sifat-sifat mekanik dan sifat-sifat kimianya.

Distribusi komponen kimia tersebut dalam dinding sel 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 diluar dinding sel kayu. (Dumanauw,J.F.1990)

2.1 Komposisi dan Struktur Sel-Sel kayu

Kayu adalah salah satu produk yang paling sederhana, paling mudah digunakan seperti kayu dapat dipotong dan dibentuk dengan mudah, dan mudah di pasang . Pada saat yang sama, kayu adalah salah satu bahan kita yang paling kompleks. Kayu tersusun atas sel-sel masing-masing memiliki struktur lubang-lubang kecil, selaput dan dinding-dinding yang berlapis-lapis. Kemudahan kayu untuk diubah menjadi suatu produk dan dapat lama dipergunakan tergantung pada pengetahuan praktis akan strukturnya.

2.1.1 Komponen Kimia

Kayu adalah suatu karbohidrat yang tersusun terutama atas karbon, hydrogen, dan oksigen.

Tabel 2.1.1 Komposisi unsur kayu

Unsur % berat kering

Karbon Hidrogen

Oksigen Nitrogen

Abu

49 6 44 sedikit

Kayu mengandung senyawa anorganik yang tetap tinggal setelah terjadi pembakaran pada suhu tinggi pada kondisi oksigen yang melimpah ; residu semacam ini dikenal sebagai abu. Abu dapat ditelusuri karena adanya senyawa yang tidak terbakar yang mengandung unsur-unsur seperti kalsium, kalium, magnesium, mangan, dan silicon. Kenyataan bahwa kayu-kayu domestik memiliki kandungan abu yang sangat rendah terutama kandungan silikanya, dapat dilihat dari sudut pemanfaatannya ; kayu dengan kandungan silika lebih tinggi dari pada kira-kira 0,3 %

(atas dasar berat kering) akan menyebabkan alat-alat menjadi sangat tumpul. Kandungan silika melebihi 0,5 % secara relatif umum terdapat pada kayu-kayu keras tropika pada sejumlah spesies kandungan ini mungkin lebih dari 2 % dari beratnya.

Struktur Kimia

Kembali pada pohon yang diselubung oleh suatu lapisan kambium yang tipis yang terdiri atas sel-sel yamng mampu untuk membelah berulang-ulang. Sel-sel yang dibentuk ke arah dalam dari selubung ini kemudian menjadi kayu yang baru, sedang yang dibentuk kearah luar menjadi bagian dari kulit.

Sel kayu yang baru dibentuk mempunyai selubung yang tipis seperti selaput, kaya akan pektin dan disebut dinding primer, dan sel tersebut berisi cairan. Pektin adalah zat-zat kolodial yang kompleks dengan berat molekul tinggi yang apabila terhidrolisis umumnya akan menghasilkan asam galakturonat dan sedikit arabinosa dan galaktosa.

Sebelum menjadi bagian dinding sel , molekul-molekul selulosa yang berbentuk seperti rantai panjang membentuk berkas-berkas molekul selulosa yang diletakkan sejajar satu sama lain. Berkas-berkas selulosa kemudian diselubungi oleh hemiselulosa dengan berat molekul rendah untuk membentuk unit yang lebih besar yang disebut mokrofibril.

Hemiselulosa yang berantai pendek dengan berat molekul rendah juga merupakan bagian struktur dinding sel. Nampaknya hemiselulosa merupakan agen penghubung yang menghubungkan atau mengikat mikrofobril besama-sama.

2.1.1 Proses pembuatan

Secara sederhana proses pembuatan kertas melibatkan : 1. Pemecahan kayu menjadi serat penyusunnya (pulp), 2. pelarutan serat didalam air,

3. penggilingan atau penghalusan pulp,

4. pencampuran bahan-bahan tambahan (bahan pengisi, bahan pengelem, bahan pengikat kekuatan basah),

5. pembentukan tikar serat, 6. penguras air, dan

7. pengeringan lembaran untuk banyak tipe kertas, pembentukan lembaran mungkin diikuti oleh perlakuan permukaan. (Haygreen, 1996)

2.2 Dasar – Dasar Teori Pada Pembuatan Pulp

Kayu adalah bahan utama serat selulosa yang dipakai untuk pembuatan pulp dan kertas dikarenakan rendemen seratnya yang tinggi.

2.2.1 Bahan – bahan yang terdapat dalam kayu

Secara kimia, kandungan bahan yang terdapat dalam kayu dapat dibagi menjadi 4 bagian yaitu :

a. selulosa b. Hemiselulosa c. Lignin d. Extractives

Komposisi dan sifat-sifat kimia dari komponen-komponen ini sangat berperan dalam proses pembuatan pulp. Pada setiap pemasakan kita ingin mengambil sebanyak mungkin sellulosa dan hemisellulosa nya; disisi lain lignin dan extracktive tidak dibutuhkan / dipisahkan dari serat kayunya. Komposisi kimia kayu bervariasi untuk setiap spesies.

Secara umum, hard wood mengandung lebih banyak selulosa, hemiselulosa dan

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)

CH2OH

H OH

H

H

OH

CH2OH

H

H

H

OH H

H OH

H H

n

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”.

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

OCH3 _H3CO

OH

(I) (II) (III)

OCH3

CH CH2OH

CH2OH

CH CH2OH

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.

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.

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.

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 [Na2S]. White liquor juga mengandung

bahan kimia yang tidak aktif, seperti misalnya sodium karbonat Na2CO3

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

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

2.4.1 Bahan-bahan Kimia Pemasak dan Keseimbangan

Pembuatan pulp kraft dilakukan dengan larutan yang terdiri atas natrium hidroksida dan natrium sulfide, yang dinamakan lindi putih. Menurut terminologi digunakan defenisi-defenisi berikut, dimana semua bahan kimia dihitung sebagai ekuivalen natrium dan dinyatakan sebagai berat NaOH atau Na2O.

Alkali total Semua garam natrium

Alkali yang dapat dititrasi NaOH + Na2S + Na2CO3

Alkali aktif NaOH + Na2S

Alkali efektif NaOH +

2 1

Efisiensi pengkostikan 100 % 3 2CO Na NaOH NaOH +

Sulfiditas 100 %

2 2 S Na NaOH S Na +

Derajat reduksi 100 %

4 2 2 SO Na NaOH S Na +

Dalam kimia pembuatan pulp modern unit-unit berat NaOH sering diganti denga unit-unit molar, misalnya mol alkali sefektif per liter larutan atau per kilogram kayu.

2.4.2 Impregnasi

Dalam proses kraft impregnasi yang sempurna dari serpih-serpih dengan bahan-bahan kimia pemasak tidak sekritis seperti dalam pembuatan pulp asam sulfit. Difusi bahan-bahan kimia dalam kayu yang jenuh dengan cairan dikendalikan oleh luas penampang-lintang total dari semua kapiler.

2.4.3 Aspek-aspek Umum Delignifikasi

Kebutuhan alkali efektif dalam pemasakan kraft setara sekitar 150 kilogram Natrium hidroksida per ton kayu. Sebagai hasil degradasi alkali terhadap polisakarida, maka sekitar 1,6 ekuivalen asam dibentuk untuk setiap unit monosakarida yang lepas dari rantai. Dari banyaknya alkali yang dimasukan, 60-70% dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam hidroksi tersebut, sedangkan sisanya dibutuhkan untuk

menetralkan asam-asam uronat dan asetat (sekitar 10% alkali) dan produk-produk degradasi lignin (25-30% alkali).

Ion-ion hydrogen sulfide bereaksi dengan lignin, tetapi kebanyakan produk lignin yang mengandung belerang terurai selama tahap-tahap akhir pemasakan dengan pembentukan unsur belerang yang bergabung dengan ion-ion hydrogen sulfide membentuk polisulfida. Namun lignin kraft masih mengandung 2-3% belerang, yaitu setara dengan 20-30% dari pemasukan. (Ero Sjostrom,1995)

2.5 Kimia Dasar Proses Pemutihan Pulp

Proses pemutihan dapat dianggap sebagai suatu lanjutan proses pemasakan yang dimaksudkan untuk memperbaiki brightness dan kemurnian dari 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 harus dihilangkan atau dibutuhkan.

Tujuan utama proses pemutihan secara umum dapat diringkaskan sebagai berikut :

1. Memperbaiki brightness 2. Memperbaiki kemurnian

2.5.1 Teori Pemutihan

Warna pada pulp yang belum diputihkan umumnya disebabkan oleh lignin yang tersisa. Penghilangan lignin dapat lebih banyak pada proses pemasakan, tetapi akan mengurangi hasil yang banyak sekali dan merusak serat, juga menghasilkan kualitas pulp yang rendah. Oleh karena itu, proses pemasakan agar benar-benar cukup dimana proses penghilangan lignin dengan bahan kimia, umumnya memiliki suatu dampak terhadap dekomposisi dari lignin. Pada normalnya proses penghilangan lignin adalah melarutkan pulp kebentuk yang larut dengan air. Penghilangan bentuk-bentuk lignin merupakan kehilangan sebagian dari hasil pada proses pemutihan, yang mana ini adalah antara 5 % - 10 %.

Lignin pada pulp kelihatan dalam berbagai macam bentuk tergantuk pada kondisi-kondisi proses pulp yang berlangsung. Lignin ini sangat reaktif yang berarti bahwa ini mudah dipengaruhi oleh bahan kimia seperti Khlorin, HypoKhlorit, Hidrogen Peroksida.

2.5.2 Bahan Kimia Proses Pemutihan Solodium Hidroksida (NaOH)

Pada saat Khlorin bereaksi dengan lignin dan resin, sebagian besar saja yang dihasilkan tersebut larut dengan air. Karena Khlorinat lignin dan resin sangat mudah larut dalam larutan alkali menyusul setelah proses Khlorinasi. Sodium Hidroksida (Caustik Soda) merupakan salah satu alkali kuat yang ada. Ini merupakan bahan kimia yang menyebabkan luka bakar pada kulit. Penanganan Caustik soda harus

memperhatikan keseluruhan tindakan pencegahan. Pada proses pemutihan normalnya digunakan alkali encer dengan konsentrasi kira-kira 120 gram/liter.

Oksigen (O2)

Gas Oksigen digunakan sebagai suatu zat pemutih bersama-sama dengan alkali pada tahap ekstrasi. Gas Oksigen memperkuat sifat-sifat pulp yang diputihkan. Hal ini mungkin membuat berkurangnya emisi yang dapat menggangu terhadap lingkungan.

Sodium Hypoklorit (NaOCI)

Hypoklorit adalah persenyawaan Khlorin yang pertama digunakan untuk proses pemutihan (biasanya disebut “Hypo”. Rumus kimia Sodium hypokhlorit adalah NaCI. Sodium Hypokhlorit dibuat dari Khorin dan Caustic Soda. Senyawa ini merupakan larutan yang sangat tidak stabil dan cenderung terurai yang meningkat dengan kenaikan konsentrasi dan temperatur serta berkurangnya sifat alkali. Hypokhlorit biasanya dibuat dengan konsentrasi alkali yang berlebihan (kira-kira 4 gram per liter) untuk menjaga kestabilan larutan. Kandungan Khlorin pada larutan Hypokhlorit diperkirakan sebesar 40 – 44 gram per liter. Tujuan utama perlakuan dengan menggunakan Hypokhlorit adalah untuk meningkatkan brightness pada pulp. Ini dicapai dengan tindakan oksidasi dari Hypokhlorit pada lignin dan bahan-bahan berwarana yang lain yang terdapat pada pulp dengan cara mengubahnya menjadi tak berwarna. Bagaimanapun reaksi ini, sangat sering merusak serat selulosa kecuali bila kondisi-kondisi operasi seperti pH, temperatur, waktu tinggal, dan jumlah Hypokhlorit

yang digunakan secara hati-hati. Degredasi ini dikendalikan bertujuan untuk mencapai kekuatan pulp yang dikehendaki (kendali viskositas).

Khlorin Dioksida (CIO2)

Khlorin dioksida adalah salah satu bahan kimia pengoksidasi kuat, kerja dari proses pemutihan ini umunya 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 bukan Selulosa dengan kerusakan pada Selulosa yang minimum. Brightness tinggi dihasilkan dengan Khlorin Dioksida adalah stabil. Pada Bleaching plant, Khlorin Dioksida digunakan sebagai suatu larutan gas dalam air. ( Anonim,washing and screening PT.TPL. 2001 )

2.6 Tahapan Proses Pemutihan

Pemutihan yang sudah modern biasanya dilaksanakan secara bertahap dengan memanfaatkan bahan – bahan kimia dan kondisi – kondisi yang berbeda-beda pada setiap tahap. Pada umumnya digunakan perlakuan kimia dan secara singkat ditunjukkan dengan urutan sebagai berikut :

• Khlorinasi (C) Reaksi dengan elemen Khlorin dalam suatu media asam.

• Ekstrasi Alkali (E) Pemisahaan hasil reaksi dengan Caustic.

• Ekstrasi Oksidasi (E/O) Ekstrasi Oksidasi yang diperkuat dengan Peroksida.

• Hypoklhorit (H) Reaksi dengan Hypokhlorit dalam suasana alkali.

• Khlorin Dioksida (D) Reaksi dengan khlorin Dioksida dalam suasana asam

• Oksigen (O) Reaksi dengan elemen O2 yang bertekanan

dalam suasana alkali.

2.6.1 Tahap Khlorinasi

Reaksi Khlorin – Air

Pada proses khlorinasi terhadap pulp, gas khlorin harus larut dan bereaksi secara menyebar terhadap serat pulp. Reaksi lignin / khlorin adalah sangat cepat. Dispersi khlorin yang tepat dan pengadukan adalah sangat penting untuk memperoleh operasi yang optimal.

Reaksi – Reaksi Khlorin – Lignin

Khlorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan subtitusi. Reaksi – reaksi ini mengeluarkan lignin dan oleh karena itu, beberapa akan terlarut dalam tahap khlorinasi.

Substitusi :

Kebanyakan lignin yang terkhlorinasi dan teroksidasi akan larut di dalam tahap ekstraksi selanjutnya setelah hidrolisa dengan pembentukan Sodium Phenolat.

Reaksi Klorin – Karbohidrat

Karbohidrat juga bereaksi pada kondisi – kondisi tahap Khlorinasi. Khlorin mengoksidasi dan menguraikan polimer – polimer selulosa dan hemiselulosa.

Reaksi – reaksi ini dapat menimbulkan kehilangan kekuatan dan hasil terhadap pulp. Khlorin bereaksi dengan mekanisme sebuah radikal bebas untuk memutuskan molekul selulosa. (sirait,suhunan.2003)

Ringkasan Tahap Khlorinasi

Khlorin sangat cepat bereaksi terhadap lignin yang terdapat pada pulp yang belum diputihkan. Sebagian besar reaksi terjadi pada beberapa menit pertama. Pada proses Khlorinasi, lignin sebagian terlarut didalam air dan lebih mantap lagi larut pada tahap perlakuan dengan menggunakan alkali.

Reaksi – reaksi kimia proses khlorinasi adalah sebagian besar reaksi – reaksi secara substitusi dimana khlorin mensubstitusi sebuah atom pada lignin, dan sebagian oksidasi, dimana persenyawaan khlorin melepaskan oksigen yang berikatan dengan atom – atom pada lignin.

Variabel Proses Pada Tahap Khlorinasi

2. Temperatur

Kenaikan temperatur pada proses khlorinasi akan meningkatkan pengembalian filtrat. Reaksi berlangsung sangat cepat pada temperatur yang lebih tinggi dan lambat pada temperatur yang rendah. Kenaikan temperatur tidak meningkatkan kerusakan terhadap pulp itu sendiri. Ini mempercepat pemakaian Khlorin Dioksida, jikalau jumlah konsumsi tidak dikendalikan, hal ini akan menyebabkan kerusakan bertambah.

3. Waktu

Pada temperatur yang tinggi, 95% Khlorin akan bereaksi pada beberapa menit yang pertama dan sisanya akan segera terbuang. Ini perlu dicatat bahwa ortho – kuinon dalam filtrat proses khlorinasi akan dititrasi sebagai khlorin pada pengujian khlorin yang tersisa, yang ditunjukkan dengan suatu sisa yang tidak terdeteksi. Pengukuran yang benar terhadap sisa khlorin dilakukan denga mengekstraksi sisa khlorin dari filtrat dengan menggunakan Karbon Tetrakhlorida.

4. pH

Ketika pulp yang telah dicuci di khlorinasi, pH dengan cepat turun lebih rendah dari dua sebagai akibat pemakaian khlorin dan dihasilkannya HCl. Cairan lindi hitam yang terbawa menaikkan pH pulp yang belum diputihkan dan demikian pula pH proses khlorinasi. pH memiliki pebgaruh yang kecil pada proses delignifikasi yang lain dari pada substitusi selesai oksidasi yang relatif naik pada pH yang lebih rendah. Bagaimanapun, degredasi terhadap sellulosa meningkat pada suatu pH akhir lebih besar dari 2.

2.6.2 Tahap Oksidasi Ekstraksi (EO)

Tahap kedua pada bleaching plant dengan banyak tahapan dan ini merupakan tahap pemurnian dari tahap khlorinasi. Tujuan utama dari alkali ekstraksi adalah melarutkan komponen-komponen penyebab warna yang kemungkinan besar larut dalam larutan alkali yang hanya berdasarkan kerja dari bahan-bahan kimia yang digunakan terhadap sebagian proses pemutihan. Kelarutan khlorinasi dan lignin yang

teroksidasi, dan komponen-komponen warna lainnya meningkatkan tingkat keputihan dalam tahap pemutihan berikutnya. (sirait,suhunan.2003)

Variabel-variabel Proses Pada Oksidasi Ekstraksi

1. Konsistensi

Keefektifan proses ekstraksi tergantung kepada konsentrasi alkali yang digunakan. Suatu pulp dengan kosistensi yang tinggi maka akan diberikan konsentrasi alkali yang lebih tinggi pada penerapan bahan kimia yang diberikan. Pada kosistensi yang lebih tinggi sedikit uap air yang dibutuhkan untuk memanaskan pulp untuk menaikkan temperatur.

2. Temperatur

Brightness yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap pemutihan/oksidasi berikutnya

dan ekstraksi kappa lebih rendah dan dapat dicapai jika temperatur ekstraksi dijaga pada 65-700 C. Temperatur diatas 700 C tidak menunjukkan adanya hasil-hasil yang menguntungkan.

3. Waktu Reaksi

Bilangan kappa berkurang dengan suatu kenaikkan terhadap waktu reaksi pada saat parameter yang lainya dijaga ketat. Hal ini terus-menerus berkurang setelah suatu reaksi dengan waktu yang sangat lama. Ada dua bentuk reaksi untuk menghilangkan lignin ; (a). Sebuah tahap awal delignifikasi yang sangat cepat diikuti dengan (b). sebuah akhir delignifikasi yang lambat. Masing-masing mereka disebut eliminasi lignin yang bersifat mudah dan eliminasi lignin dengan cara lambat.

4. Brightness

Ketika lignin sudah dikeluarkan dari pulp pada proses pemutihan dengan oksigen, brightness meningkat. Hal ini umumnya disebabkan oleh delignifikasi dan bukan proses penghilangan.

2.6.3 Tahap Khlorin Dioksida

Pada saat pulp diberikan perlakuan dengan khlorin dioksida, ini bereaksi dengan air dan komponen-komponen pulp, umumnya lignin dan resin melengkapi reaksi. Khlorin dioksida bereaksi dengan air sesuai dengan persamaan reaksi berikut : 2ClO2 + H2O → HClO3 + HClO2

Reaksi ini lambat pada kondisi asam, agak baik pada temperatur tinggi, akan tetapi kecepatan reaksi meningkat dengan suatu kenaikkan terhadap pH. Asam khlorida yang dihasilkan tidak reaktif diatas pH 1. Asam khlorus tidak reaktif diatas pH 6, akan tetapi ini menjadi suatu zat pemutih yang efektif seperti berkurangnya pH dan sangat reaktif dibawah pH 3.

Variabel-Variabel Proses Pada Tahap Khlorin Dioksida

1. Pengaruh Temperatur

Khlorin dioksida bereaksi sangat cepat pada temperatur rendah terhadap pulp yang mengandung sejumlah lignin. Bagaimanapun pada saat sebagian besar lignin telah dioksidasi, lignin yang tersisa adalah lebih sulit dihilangkan. Untuk mengoksidasi sebagian kecil lignin tersebut dicapai pada tahap berikutnya, suatu temperatur yang tinggi harus dipergunakan untuk memperoleh tingkat brightness yang maksimum dengan jumlah khlorin dioksida yang sedikit. Temperatur yang lebih

tinggi, brightnessnya lebih tinggi. Selama penambahan khlorin dioksida yang ditambahkan tidak semuanya dikonsumsi. Pada batas pertengahan tingkat brightbness 60-75, kenaikan brightness setiap satuan konsumsi khlorin adalah hampir tetap, akan tetapi jumlah khlorin dioksida yang dikonsumsi lebih besar dalam memproduksi suatu penambahan satuan brightness seperti pencapaian brightness pada tingkat yang lebih tinggi. Dengan dua tahap khlorin dioksida, 89-90 brightness ISO yang dicapai adalah lebih ekonomis. Jika suatu kenaikan terhadap brightness dikehendaki lebih lanjut lagi, bukan hanya jumlah khlorin dioksida yang dibutuhkan lebih tinggi, akan tetapi temperatur juga harus dinaikan menjadi 80-900 C supaya jumlah khlorin dioksida yang dipakai lebih besar.

2. Pengembalian Warna

Salah satu kondisi ysng penting selama proses pemutihan dengan khlorin dioksida adalah sisa khlorin dioksida positif pada saat reaksi telah berakhir. Hal ini dibutuhkan bukan hanya menghilangkan shive akan tetapi juga untuk menghindari pengembalian warna. Jika kondisi ini tidak dijaga, pulp berwarna kuning akan terjadi. Temperatur yang optimum untuk tahap khlorin dioksida adalah 700 C. Jika temperaturnya lebih rendah dari pada ini, khlorin yang dikonsumsi tidak mencukupi untuk mencapai brightness 89-90 ISO. Jika temperatur dinaikan lebih tinggi secara substansial, reaksi yang sangat cepat dapat terjadi bahwa ada suatu resiko terhadap pemakaian semua khlorin dioksida sebelum rekasi berakhir, yang disertai dengan pengembalian warna.

3. Pemutihan Shive

Untuk memaksimumkan proses pemutihan shive yang lolos dari proses penyaringan dan pencucian pada sistem pembersihan pulp coklat, suatu sisa bahan kimia dijaga delama reaksi pada semua tahap. Jika dikehendaki brightness yang rendah, temperatur harus lebih rendah untuk mengurangi kecepatan pemakaian bahan kimia dan menjaga sisa bahan kimia.

4. Pengaruh Konsistensi

Pengaruh konsistensi terhadap efisiensi proses pemutihan dengan khlorin dioksida adalah kecil. Akan tetapi biaya bahan pemanasan air dari pulp menjadi 700 C membuatkan setingggi mungkin. Konsistensi yang optimum proses pemutihan untuk pencampuran khlorin dioksida adalah 10-12%.

5. Waktu Tinggal

Reaksi berlangsung cepat pada mulanya dan kemudian menurun perlahan akan tetapi penambahan brightness adalah kira-kira 4 jam. Suatu waktu tinggal yang lebih singkat membutuhkan khlorin dioksida yang banyak yang mana ini tidak baik untuk shive.

Dasar Operasi Bleaching Plant

Bleaching Plant dirancang untuk menghasilkan pulp untuk kertas (BKP)

sebanyak 750.0 Ton Kering setiap hari atau Dissolving Pulp (DKP) sebanyak 550.0 ADt/ day. Pulp tersebut diputihkan pada empat tahap berurutan. Pulp mengalir mulai

dari menara penyimpanan pulp coklat HD dan setelah melewatu tahap akhir proses pemutihan, pulp disimpan di dalam menara Bleached High Density.

Tahapan proses pemutihan digambarkan dengan kombinasi huruf DC-EOP-D1-D2

C = Khlorin (CL2)

D = Khlorin Dioksida (CIO2)

E = Caustic Ekstrasi dengan larutan Sodium Hidroksida (NaOH) O = Oksigen (O2)

P = Hidrogen Peoksida (H2O2)

Kondisi – kondisi Proses yang normal diberikan dibawah ini:

DC EOP D1 D2

Konsisten pulp [%] 3.5 12 12 12

Temperatur Stock [0C] 45 to 60 70 50/80 80

pH 1.6-2.2 10.8-11.0 10.5/3.5 3.5-5.0

Watu tinggal di

menara[menit] 27 60 210 147

3.1 Pengendalian Proses

Agar supaya tujuan proses pemutihan dapat tercapai dengan mempertemukan kepentingan terhadap produksi dan kualitas yang bersifat ekonomi, sangat penting untuk mengendalikan proses pada setiap tahap secara akurat. Pengendalian tahap yang bervariasi secara otomatis pada pengoperasiannya adalah melalui sebuah mikroprosesor berdasarkan sistem kendali yang terdistribusi (DCS). Semua proses dipantau dan dikendalikan dari ruang kendali. Pentingnya pengendalian pengoperasian

pada tahap yang bervariasi secara singkat dijelaskan dibawah. Nomor yang disebutkan mengacu kepada nomor tag di DCS seperti yang diberikan pada lembar aliran untuk

Bleaching Plant.

3.1.1 Menara Stock Unbleached HD

Level di menara secara terus-menerus dipantau dan direkam oleh LR-205. Indikasi level tinggi dan rendah ditentukan. Stock pulp dengan konsistensi sebesar 12% diencerkan pada bagian bawah menara menjadi konsisteni kira-kira 5.0% dengan menggunakan filtrat yang berasal dari washer vakum #1 melalui penyemprotan dilusi.

3.1.2 Unbleached Blending Tank

Level di dalam menara secara terus-menerus dipantau dan direkam oleh LR-355. Indikasi alarm level tinggi dan rendah ditentukan. Stock pulp dengan konsistensi sebesar 4.5% diencerkan pada bagian bawah menara menjadi konsistensi kira-kira sebesar 4.0% dengan menggunakan filtrat yang sama dari washer vakum #1 melalui penyemprotan dilusi.. Untuk mengahasilkan suatu dosis bahan kimia yang sesuai, aliran pulp yang melewati proses setiap satuan waktu, harus dikendalikan dengan baik.

3.1.3 Tahap Khlorinisai (Tahap DC)

Proses Khlorinasi adalah tahap pertama di dalam proses pemutihan. Fungsi dari pada tahap DC adalah untuk mengeluarkan lignin dari pulp (yang cenderung menimbulkan warna coklat pada pulp).

3.1.4 Tahap EOP (Ekstrasi)

Caustic (NaOH), Oksigen (O2), dan hydrogen Peroksida digunakan untuk

memurnikan pulp di dalam tahap EO untuk melarutkan komponen Khlorinat Lignin. Segera sesudah larut, komponen Khlorinat Lignin mudah dicuci dari pulp.

3.1.5 Tahap D1 (Tahap Pertama Khlorin Dioksida)

Tahap Khlorin Dioksida adalah merupakan tahap yang ketiga dalam tahapan proses pemutihan. Khlorin Dioksida adalah suatu bahan pemutihan yang unik memurnikan pulp dan memberikan brightness tinggi tanpa memberikan pengaruh terhadap sifat – sifat kekuatannya, Dosis Khlorin Dioksida tergantung kepada kualitas pulp yang masuk dan brightness akhir yang dikehendaki.

3.1.6 Tahap D2 (Tahap Khlorin Dioksida kedua)

Tahap Khlorin Dioksida kedua adalah tahapan keempat pada proses pemutihan. Khlorin Dioksida (CIO2) digunakan untuk memurnikan pulp di dalam

tahap D2. Tahap ini memutihkan bubur kertas (brightness pulp) dengan cara

pengelantangan lebih lanjut zat–zat pengotor yang tersisa didalam pulp tersebut. (sirait,suhunan.2003)

4.1 Mengenai Zat Hidrogen Peroksida

Hidrogen peroksida bisa digunakan sebagai zat pengelantang atau bleaching

agent pada industri pulp, kertas, dan testil. Senyawa ini juga dapat dipakai pada proses

pengolahan limbah cair, industri kimia, pembuatan deterjen,dll

Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Sebagai contoh dalam industri kertas dan pulp, pengunaan hidrogen peroksida biasanya dikombinasikan dengan NaOH dan soda api. Semakin basa maka laju dekomposisi hidrogen peroksida pun semakin tinggi. Kebutuhan industri akan hidrogen peroksida terus meningkat dari tahun ketahun. Walaupun di saat ini Indonesia sudah terdapat beberapa pabrik penghasil hidrogen peroksida seperti PT.Peroksida indonesia Pratama. (http//www. H2O2. Com/intro/overview.html)

4.1.1 Proses produksi

Proses pembuatan kertas yang akan di bahas dalam makalah ini adalah pembuatan kertas dari pulp dengan proses kimia (kraft process). Disebut kraft karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan yang lebih tinggi dari pada proses mekanis dan semikimia. kraft pulping menghasilkan pulp kurang dari 50% dari bahan baku kayu, sisanya menjadi sampah yang akhirnya akan dibakar, disebarkan ketanah atau dibuang dengan sistem landfill. Kelebihan dari kraft pulping ini adalah dihasilkannya serat yang kuat ( Jerman : “kraft” berarti kuat ) kraft pulp biasanya berwarna gelap dan umumnya diputihkan dengan senyawa klorin dan sekarang menggunakan hidrogen peroksida yang ramah lingkungan.

BAB 3

BAHAN DAN METODOLOGI

3. Peralatan dan bahan

Materi atau bahan kerja praktek yang berhubungan dengan pelaksanaan keberlangsungan kerja praktek terdiri dari peralatan pengolahan,bahan olahan dan bahan penunjang keberlangsungan proses.

3.1 Metode Kerja di Lapangan

1) Unbleach tower : untuk menampung bubur pulp coklat yang berasal dari unit

washing

2) Unbleach bleanding : untuk mengaduk bubur pulp agar tidak bergumpal –

gumpal

3) Mixer ClO₂ : untuk mencampur ClO2 dengan pulp yang belum dikelantang

4) Chlorination ( DO ) : untuk mereaksikan bubur pulp coklat dengan ClO2

sehingga bubur pulp akan lebih putih

5) DO-washer : mencuci bubur pulp yang berasal dari Dо-tower sehingga bubur pulp yang telah bercampur dengan ClO2 akan tercuci dan bahan kimianya

dapat larut

6) DO filtrate tank : sebuah tangki untuk menampung air yang digunakan untuk

mengencerkan bubur pulp yang ada di DO washer, Do tower, unleach tower, dan unbleach blending tank

7) Extraction oksidation ( EO) Tower : untuk mereaksikan bubur pulp coklat

dengan bahan-bahan kimia NaOH,O2, H2O2 sehingga bubur pulp coklat akan

menjadi lebih putih dengan adanya reaksi kimia tersebut 8) O₂ mixer : untuk mencampur oksigen dengan pulp

9) Washer II (EO Washer) : untuk mencuci pulp yang berasal dari EO tower agar

bahan kimia yang ditambahkan dapat larut

10)EO filtrate tank : untuk menampung air yang digunakan untuk mengencerkan

pulp yang ada di EO washer dan EO tower

11)MC pump (Medium consistency pump) : untuk memompakan bubur pulp

dengan kekentalan 10-12 %

12)Dı dan D2 reactio tower : untuk mereaksikan bubur pulp dengan bahan kimia

ClO2 dan H2O2

13)Dı dan D2 washer : mencuci bubur pulp yang telah bercampur dengan ClO2

dan H2O2 bahan kimia tersebut larut dalam air pencuci

14)Blech tank : tangki penampungan bubur pulp yang telah diblending siap

dikirim ke unit pulping atau ke tahap selanjutnya yaitu pulp machine

15) Sampel yang diamati hanya di menara EP2 dengan menggunakan parameter

H2O2 yang dapat menaikkan brightness. Data yang diambil hanya di menara

3.2 Bahan yang digunakan :

a. Di lapangan 1. Bubur pulp

2. NaOH (Natrium Hidroksida) 3. ClO2

4. H2O2

5. Enzim 6. O2 (oksigen

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Hasil pengamatan data yang diperoleh pada penentuan brightness pada tahap EP2 yang dilakukan pada unit Bleaching pada PT. Toba Pulp Lestari, Tbk pada tanggal 26 -28 Januari 2010 dalam variasi 4 jam, diperoleh data-data sebagai berikut :

Tabel 4.1. Data pengamatan di ruang DCS (Distribution Control System)

NO Stock flow (Ton/Jam) Brightness (%)

1 9.9 85.5

2 10 86.6

3 10.3 87.2

4 10.4 87.3

5 11.7 87.9

6 11.8 88

Tabel 4.2 Data hasil perhitungan

Hasil perhitungan dari ruang DCS (Distribution Control System) terdapat pada tabel 4.2 dibawa ini.

NO Stock flow (Ton/day) Jumlah produksi (m³/min) Jumlah aliran stock(m³/min) Volume D2 tube(min) Volume D2 tower(min) Total Waktu

EP2(min)

Brightness (%)

1 9.9 641 4.45 43.32 111 154 85.5

2 10 648 4.5 42.88 110 152 86.6

3 10.3 667 4.63 41.63 106 148 87.2

4 10.4 673 4.68 41.23 105 147 87.7

5 10.7 693 4.81 40.08 102 142 87.9

4.3 Perhitungan

Untuk menentukan waktu tinggal pulp di EP2 pada proses bleaching.

Contoh perhitungan dari tabel 4.1 dengan no1.

A. Menghitung jumlah produksi dari stock flow dengan : konsistensi stock : 4.5 %

waktu satu hari dalam menit : 24 x 60 = 1440 = 100 5 , 4 1440 9 ,

9 x x

= 100

52 . 641

= 641.52 m³/min

• Menghitung jumlah aliran stock di EP2

Konsistensi EP2: 10 %

Jumlah aliran stock =

10 60 24 100 x x x produksi jumlah = 10 1440 100 641 x x = 14400 64100

= 4.45 m³/min • Waktu di V tube dengan kapasitas 193 m³

min / 45 . 4 193 3 3 m m =

= 43.37 min

• Di V tower EP2 dengan kapasitas 495 m³

min / 45 . 4 495 3 3 m m =

Total waktu tinggal pulp dimenara EP2

= waktu di volume tube + waktu volume di EP2 tower

= 43.37 min + 111.23 min = 154 menit

Maka waktu tinggal di Menara EP2 adalah waktu di volume tube

ditambahkan dengan waktu volume tower EP2 sehingga diperoleh waktu

tinggal dimenara EP2 selama 154 min dengan jumlah produksi 641 m³/min

diperoleh tingkat brightness 85.5.

Untuk penyelesaian dari tabel 4.1 dengan no 2,3,4,,,,6 dilakukan hal yang sama.

4.4 Pembahasan

Salah satu bagian yang penting dalam pembuatan pulp adalah unit pemutihan

(Bleaching Unit).proses pemutihan pulp dilakukan setelah melewati proses pencucian (Washing Unit). Tujuan utama proses pemutihan secara umum adalah memperbaiki

kecerahan warna, kemurnian, dan degradasi serat selulosa seminimum mungkin serta pengurangan resin di dalam pulp. Pada proses pemutihan digunakan ClO2, NaOH, dan

H2O2 tujuannya untuk meningkatkan kecerahan pulp (Brightness),sehingga diperoleh

kecerahan warna yang diinginkan sesuai standart ISO, salah satu variabel untuk menentukan tingkat brightness adalah waktu tinggal. Apabila pulp terlalu lama berada di dalam menara maka akan mempengaruhi kualitas pulp/ kertas yang dihasilkan yang Sdapat menyebabkan serat-serat kertas tersebut mudah sobek sehingga tidak dapat bersaing dipasaran untuk itu perlu diperhatikan waktu tinggal dan pemakaian zat pendukung lainnya. Untuk meningkatkan kualitas dan mutu pulp.

Berdasarkan pengamatan dilapangan dan analisis data menunjukkan bahwa semakin sedikit waktu tinggal pulpdi dalam menara EP2 maka tingkat brightnessnya

semakin meningkat, hal ini kemungkinan disebabkan oleh semakin sedikitnya gugus kromofor atau lignin yang terikat pada bubur pulp tersebut. Adapun reaksi yang terjadi pada proses bleaching dengan menggunakan H2O2 adalah sebagai berikut:

Mula-mula hidrogen peroksida terurai seperti persamaan reaksi berikut :

H2O2→ H2O + On

Adapun mekanisme reaksi hidrogen peroksida adalah (othmer,1992)

H2O2→ 2OH*

H2O2 + OH* → OOH* + H2O

OOH* + OH* → H2O + 2On

Zat reaktif, On yang terbentuk dari peruraian hidrogen peroksida akan

mendifusi kedalam serat, didalam serat akan terjadi reaksi oksidasi gugus kromofor oleh On. Adanya reaksi ini, akan mengakibatkan pengurangan gugus kromofor.

pertambahan derajat putih pulp. Kromofor dalam pulp adalah gugus-gugus fungsional yang terdapat pada lignin antara lain gugus hidrofil fenol dan ikatan rangkap.

Berbagai gugus kromofor yang ada dalam lignin dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Berdasarkan pengamatan dilapangan dan analisis data menunjukkan bahwa semakin sedikit waktu tinggal pulpdi dalam menara EP2 maka tingkat brightnessnya

semakin meningkat, hal ini kemungkinan disebabkan oleh semakin sedikitnya gugus kromofor atau lignin yang terikat pada bubur pulp tersebut.

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Semakin sedikit waktu tinggal di menara EP2 maka tingkat brightness semakin

tinggi, dimana tingkat brightness di menara EP2 rata-rata diatas 88% ISO.

5.2 Saran

1. Pemakain zat-zat kimia pada tahap bleaching sangat perlu diperhatikan karena sangat berpengaruh terhadap kualitas pulp. Pemakain zat kimia harus sesuai dengan target-target yang sudah ditetapkan. Karena bila pemakainnya berlebih maka akan merusak serat-serat kertas dan jika kurang dari ketentuan maka akan mengurangi derajat keputihan pulp (Brightness).

2. Penentuan waktu terhadap tingkat brightness yang tepat, merupakan faktor yang harus diperhatikan. Karena jika waktu yang terlalu lama, maka tidak akan tercapainya target waktu produksi pulp yang efisien. Sebaliknya bila waktu yang sedikit,akan berpengaruh terhadap tingkat kecerahan pulp yang menurun.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2001. Digester Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari.

Anonim. 2001. Washing And Screening Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari. Dumanau, J.F. 1990. Mengenal Kayu. SMTIK – PIKA, Semarang : Kanisius Eera Sjostrom. 1995. Kimia Kayu. Edisi Kedua. Yogyakarta : Gadjah Mada

University Press.

Haygreen, John.G. 1996. Hasil Hutan Dan Ilmu Kayu. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Sastrohamidjojo,H. 1995. Kimia Kayu, Dasar – Dasar Dan Pengunaan. Yogjakarta : UGM Press.

Sirait, Suhunan. 2003. Module Bleaching Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari. http//www. H2O2. Com/intro/overview.html akses 21 april 2010.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2001. Digester Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari.

Anonim. 2001. Washing And Screening Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari. Dumanau, J.F. 1990. Mengenal Kayu. SMTIK – PIKA, Semarang : Kanisius Eera Sjostrom. 1995. Kimia Kayu. Edisi Kedua. Yogyakarta : Gadjah Mada

University Press.

Haygreen, John.G. 1996. Hasil Hutan Dan Ilmu Kayu. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Sastrohamidjojo,H. 1995. Kimia Kayu, Dasar – Dasar Dan Pengunaan. Yogjakarta : UGM Press.

Sirait, Suhunan. 2003. Module Bleaching Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari. http//www. H2O2. Com/intro/overview.html akses 21 april 2010.

4.4 Pembahasan

Salah satu bagian yang penting dalam pembuatan pulp adalah unit pemutihan

(Bleaching Unit).proses pemutihan pulp dilakukan setelah melewati proses pencucian (Washing Unit). Tujuan utama proses pemutihan secara umum adalah memperbaiki

kecerahan warna, kemurnian, dan degradasi serat selulosa seminimum mungkin serta pengurangan resin di dalam pulp. Pada proses pemutihan digunakan ClO2, NaOH, dan

H2O2 tujuannya untuk meningkatkan kecerahan pulp (Brightness),sehingga diperoleh

kecerahan warna yang diinginkan sesuai standart ISO, salah satu variabel untuk menentukan tingkat brightness adalah waktu tinggal. Apabila pulp terlalu lama berada di dalam menara maka akan mempengaruhi kualitas pulp/ kertas yang dihasilkan yang Sdapat menyebabkan serat-serat kertas tersebut mudah sobek sehingga tidak dapat bersaing dipasaran untuk itu perlu diperhatikan waktu tinggal dan pemakaian zat pendukung lainnya. Untuk meningkatkan kualitas dan mutu pulp.

Berdasarkan pengamatan dilapangan dan analisis data menunjukkan bahwa semakin sedikit waktu tinggal pulpdi dalam menara EP2 maka tingkat brightnessnya

semakin meningkat, hal ini kemungkinan disebabkan oleh semakin sedikitnya gugus kromofor atau lignin yang terikat pada bubur pulp tersebut. Adapun reaksi yang terjadi pada proses bleaching dengan menggunakan H2O2 adalah sebagai berikut:

Mula-mula hidrogen peroksida terurai seperti persamaan reaksi berikut :

H2O2→ H2O + On

Adapun mekanisme reaksi hidrogen peroksida adalah (othmer,1992)

H2O2→ 2OH*

H2O2 + OH* → OOH* + H2O

OOH* + OH* → H2O + 2On

Zat reaktif, On yang terbentuk dari peruraian hidrogen peroksida akan

mendifusi kedalam serat, didalam serat akan terjadi reaksi oksidasi gugus kromofor oleh On. Adanya reaksi ini, akan mengakibatkan pengurangan gugus kromofor.

yang terdapat pada lignin antara lain gugus hidrofil fenol dan ikatan rangkap.

Berbagai gugus kromofor yang ada dalam lignin dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Berdasarkan pengamatan dilapangan dan analisis data menunjukkan bahwa semakin sedikit waktu tinggal pulpdi dalam menara EP2 maka tingkat brightnessnya

semakin meningkat, hal ini kemungkinan disebabkan oleh semakin sedikitnya gugus kromofor atau lignin yang terikat pada bubur pulp tersebut.

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Semakin sedikit waktu tinggal di menara EP2 maka tingkat brightness semakin

tinggi, dimana tingkat brightness di menara EP2 rata-rata diatas 88% ISO.

5.2 Saran

1. Pemakain zat-zat kimia pada tahap bleaching sangat perlu diperhatikan karena sangat berpengaruh terhadap kualitas pulp. Pemakain zat kimia harus sesuai dengan target-target yang sudah ditetapkan. Karena bila pemakainnya berlebih maka akan merusak serat-serat kertas dan jika kurang dari ketentuan maka akan mengurangi derajat keputihan pulp (Brightness).

2. Penentuan waktu terhadap tingkat brightness yang tepat, merupakan faktor yang harus diperhatikan. Karena jika waktu yang terlalu lama, maka tidak akan tercapainya target waktu produksi pulp yang efisien. Sebaliknya bila waktu yang sedikit,akan berpengaruh terhadap tingkat kecerahan pulp yang menurun.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2001. Digester Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari.

Anonim. 2001. Washing And Screening Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari. Dumanau, J.F. 1990. Mengenal Kayu. SMTIK – PIKA, Semarang : Kanisius Eera Sjostrom. 1995. Kimia Kayu. Edisi Kedua. Yogyakarta : Gadjah Mada

University Press.

Haygreen, John.G. 1996. Hasil Hutan Dan Ilmu Kayu. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Sastrohamidjojo,H. 1995. Kimia Kayu, Dasar – Dasar Dan Pengunaan. Yogjakarta : UGM Press.

Sirait, Suhunan. 2003. Module Bleaching Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari. http//www. H2O2. Com/intro/overview.html akses 21 april 2010.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2001. Digester Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari.

Anonim. 2001. Washing And Screening Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari. Dumanau, J.F. 1990. Mengenal Kayu. SMTIK – PIKA, Semarang : Kanisius Eera Sjostrom. 1995. Kimia Kayu. Edisi Kedua. Yogyakarta : Gadjah Mada

University Press.

Haygreen, John.G. 1996. Hasil Hutan Dan Ilmu Kayu. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Sastrohamidjojo,H. 1995. Kimia Kayu, Dasar – Dasar Dan Pengunaan. Yogjakarta : UGM Press.

Sirait, Suhunan. 2003. Module Bleaching Plant. Porsea : PT. Toba Pulp Lestari. http//www. H2O2. Com/intro/overview.html akses 21 april 2010.