dari 105, tetapi ia dapat bervariasi dari jejak hingga sampai 40 berat kayu kering. Dalam kayu, zat ekstraktif berfungsi sebagai sumber warna, bau dan daya tahan alam.
Sjostrom, E.1995
2.3 Komposisi Kimia Kayu
Disamping itu, komponen-komponen dinding sel terdapat juga sejumlah zat-zat yang disebut bahan tambahan atau ekstraktif kayu. Zat-zat berat molekul rendah berasal
dari golongan senyawa yang sangat berbeda hinga sukar untuk membuat sistem klasifikasi yang jelas. Klasifikasi yang mudah dapat dibuat denganmembaginya
kedalam zat organik dan anorganik. Bahan organik lazim disebut ekstraktif. Sebagian bahan anorganik secara ringkas disebut abu.
Pengenalan singkat tentang komponen kimia kayu mengikuti bagan umum seperti diketengahkan pada Gambar 2-1.
Gambar 2.3 Bagan Umum Komponen Kimia Kayu Kayu
Senyawa berat molekul kecil Senyawa Makromolekul
Bahan Organik Bahan Anorganik
Polisakarida Lignin
Ekstraktif Abu
Selulosa Poliosa
Universitas Sumatera Utara
2.4 Metode Pembuatan Pulp 2.4.1 Latar Belakang dan Defenisi-defenisi
Pulp adalah produk utama kayu, terutama digunakan untuk pembuatan kertas, tetapi ia juga diproses menjadi berbagai turunan selulosa, seperti sutera rayon dan selofan.
Tujuan utama pembuatan pulp kayu adalah untuk melepaskan serat-serat yang dapat dikerjakan secara mekanik atau dengan kombinasi dua tipe perlakuan tersebut. Pulp-
pulp perdagangan yang umum dapat dikelompokkan menjadi tipe-tipe kimia, semikimia, kimia mekanik dan mekanik. Pembuatan pulp secara kimia adalah proses
dalam mana lignin dihilangkan sama sekali sehingga serat-serat kayu mudah dilepaskan pada pembongkaran dari bejana pemasak digester atau paling tidak setelah perlakuan
mekanik lunak. Hampir semua produksi pulp kimia didunia saat ini masih didasarkan pada proses-proses sulfit dan sulfat kraft, yang terakhir paling banyak. Sjostrom
E.1995
2.4.2 Pembuatan Pulp Secara Mekanik
Salah faktor yang paling penting dalam pembuatan pulp secara mekanik adalah kebutuhan energi. Industri pengasahan dan proses-proses penggilingan semakin banyak
yang ditentukan dengan kriteria tertentu. Tetapi konsumsi energi tidak dapat disebut tanpa memandang kualitas pulp yang dihasilkan, termasuk sifat-sifat optik dan mekanik.
Pada proses pembuatan pulp secara mekanik dilakukan tanpa perlakaun kimia. Proses ini memili keunggulan antara lain memberikan hasil yang tinggi tetapi itu
membutuhkan energi yang lebih besar.
Universitas Sumatera Utara
Pulp-pulp mekanik lebih banyak diproduksi dari kayu-kayu lunak. Pada proses pembuatan secara mekanik ini kandungan lignin dan zat-zat lain masih tinggi.
2.4.3 Pembuatan Pulp Secara Semikimia
Proses-proses pembuatan pulp secara semikimia pada dasarnya ditandai dengan perlakuan kimia yang didahului dengan tahap penggilingan secara mekanik. Proses
semikimia yang penting adalah proses semikimia sulfit netral NSSC yang telah digunakan secara luas di Amerika Serikat sejak 1926, dan didalam 20 tahun terakhir
juga telah digunakan di Eropa dan banyak negara lain diseluruh dunia Cronert1966 ;Marteny 1980.
Keuntungan-keuntungan umum dari proses NSSC atau proses semikimia sulfit netral adalah persyaratan-persyaratan yang rendah mengenai kualitas dan spesies kayu,
rendemen tinggi, pemakaian bahan kimia relatif rendah pada kandungan sisa lignin tertentu, investasi modal yang rendah dan unit-unit produksi kecil yang menguntungkan
bila dibandingkan dengan pembuatan pulp secara kimia penuh. Cara semikimia ini lebih sesuai untuk bahan baku jenis kayu keras, dan hasil pulp yang diperoleh sekitar 60-70
dari berat kering bahan baku.
2.4.4 Pembuatan Pulp Secara Kimia
Pembuatan pulp secara kimia adalah proses pembuatan pulp dengan menggunakan bahan kimia sebagai bahan utama untuk melarutkan bagian-bagian kayu yang tidak
diinginkan, sehingga pulp berkadar sellulosa tinggi. Pulp yang dihasilkan mudah
Universitas Sumatera Utara
diputihkan dan umumnya dilakukan untuk menghasilkan jenis kertas tertentu seperti tissue, kertas cetak, dan lain-lain.
Pada proses pembuatan pulp secara kimia digunakan Natrium Hidroksida bahan kimia pemasak utama. Ada tiga macam pembuatan pulp secara kimia, yaitu:
1. Proses Sulfit Pada dasarnya, pembuatan pulp sulfit masih didasarkan pada penemuan-penemuan
tua, meskipun beberapa modifikasi pembaruan dan perbaikan teknik telah dilakukan. Keberhasilan terakhir selama tahun 1950-an dan 1960-an berkenaan dengan
penggunaan yang disebut basa-basa yang larut, yang penggantian kalsium dengan magnesium, natrium atau amonium yang memberikan jauh lebih banyak keluwesan
dalam pengaturan kondisi pemasakan, yang memperluas baik bahan dasar yang digunakan maupun produksi tipe-tipe pulp yang berbeda.
Keuntungan-keuntungan proses sulfit yang telah diketahui terhadap pulp kraft: a. Rendemen yang lebih tinggi pada bilangan kappa tertentu, yang mengakibatkan
kebutuhan kayu lebih rendah. b. Derajat putih pulp yang tidak dikelantang lebih tinggi
c. Keluwesan yang lebih tinggi dari pengelantangan tanpa kalor d. Persoalan pencemaran sedikit
e. Biaya instalasi lebih rendah f. Keluwesan lebih tinggi dalam rendemen dan kualitas pulp.
Universitas Sumatera Utara
1. Proses Soda
Pembuatan pulp pada proses soda digunakan natrium hidroksida sebagai lindi pemasak dan lindi-bekas yang dihasilkan dipekatkan dengan cara penguapan dan
dibakar. Lemburan, yang terdiri atas Natrium Karbonat, diubah kembali menjadi natrium hidroksida dengan kalsium hidroksida kostisisasi. Karena Natrium Karbonat
digunakan untuk imbuhan, maka proses pemasakan dinamakan proses soda. 2.
Proses Sulfat kraft Pembuatan pulp kraft dilakukan dengan larutan yang terdiri atas Natrium Hidroksida
dan natrium sulfida, yang dinamakan “lindi putih”. Menurut terminologi digunakan defenisi-defenisi berikut, dimana semua bahan kimia dihitung sebagai ekuivalen
natrium dan dinyatakan sebagai berat NaOH atau Na
2
O.Sjostrom E.1995 Saat ini proses sulfat tidak hanya merupakan proses pembuatan pulp alkalis yang utama untuk
kayu, tetapi sekaligus juga merupakan proses pulp yang paling penting. Pernyataan pertama terutama didasarkan pada kenyataan bahwa pulp kraf kraft dalam bahasa
Jerman dan Swedia berarti kekuatan atau tenaga diperoleh dalam rendemen yang lebih tinggi dan dengan sifat-sifat yang lebih unggul bila dibandingkan dengan pulp soda.
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. Keuntungan-keuntungan utama pembuatan pulp secara sulfat, yaitu:
a. Tuntutan yang benar terhadap spesies kayu dalam kualitas kayu, termasuk
semua tipe kayu lunak dan kayu keras, bahkan dalam campuran, dan tolenransi
Universitas Sumatera Utara
terhadap jumlah ekstraktif yang tinggi maupun bagian kayu lapuk yang besar dan sisa-sisa kulit
b. Waktu pemasakan yang pendek
c. Pengelolahan limbah cairan pemasak yang telah mantap, termasuk pemulihan
bahan-bahan kimia dalam pembuatan pulp, pembangkit panas proses dan produksi hasil samping yang berharga seperti minyak tall dan terpentin dari
spesies pinus d.
Sifat-sifat kekuatan pulp yang sangat baik . Fengel,D.1995
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Bagan alir yang disederhanakan dari proses karft
Bejana pemasak
Tangki- penghembus
Pembersih mata kayu
pencuci Air pencuci
Mata kayu Pemulihan
bahan kimia
Wadah pulp
Pemrosesan lebih lanjut Penyaringan
pembersihan Kotoran
Bahan baku serpih
pengentalan
Universitas Sumatera Utara
2.5 Proses Produksi Pulp 2.5.1 Unit Persiapan Kayu
Operasi persiapan kayu Wood Handling and Preparation Plant, yaitu kayu dibawa ke lokasi pabrik dengan menggunakan truk-truk pengangkut kayu, kayu-kayu
tersebut berasal dari kosesi hutan yang dikelolah oleh perusahan kemudian kayu tersebut dibongkar dengan menggunakan Goliath Crane yang besar di Wood Yard,
selanjutnya mengumpankan gelondongan-gelondongan kayu tersebut ke Wood Room atas dasar “pertama datang pertama digunakan”. Gelondongan-gelondongan kayu
tersebut selanjutnya dikuliti, dipotong-potong, disaring dan disimpan pada tumpukan serpihan kayu yang disebut dengan chips, dipisahkan antara kayu yang berserat pendek
dengan kayu berserat panjang. Sebuah alat pengelolah kayu yang baru dengan kapasitas 250 m
3
jam. Sirait S.2003
2.5.2 Pemasakan
Dari tempat penampungan, chip dibawa dengan konveyor ke bejana pemasak digester. Steam dimasak dengan beberapa tahap. Chip di masak dengan cairan
pemasak yang disebut dengan cooking liquor. Larutan dan proses masak ini akan melembutkan dan akhirnya memisahkan serat kayu yang diinginkan dari “lignin” yaitu
unsur kayu semacam lem yang menahan serat kayu bersatu. Dalam proses pulping secara kimiawi ditambahkan panas dan zat kimia pada
serpihan kayu yang dimasukkan ke dalam tabung bertekanan yang disebut digester. Pembuatan pulp dengan proses kraft menggunakan larutan putih white liquor, yaitu
Universitas Sumatera Utara
larutan campuran Sodium Hidroksida NaOH dan Sodium Sulfida Na
2
S yang secara selektif akan melarutkan lignin dan membuatnya lebih larut dalam cairan pengolah.
Setelah 2-4 jam, campuran antara pulp, sisa zat kimia dan limbah kayu dikeluarkan dari digester.
Hasil pemasakan merupakan serat yang masih berwarna coklat dan mengandung sisa cairan pemasak aktif. Serat ini masih mengandung mata kayu dan serat-serat yang
tidak dikehendaki reject. Sisa cairan pemasak dalam serat dibersihkan dengan menggunakan washer, sedangkan pemisahan kayu dan reject dipakai screen.
Pada proses pemasakan yang perlu diperhatikan antara lain : a. Pemanasan harus bertahap
b. Tekanan vakum c. Tekanan uap dari uap penekan Open steam tidak terlalu besar
d. Suhu pemanasan. http:www.digester.comintro.overview.html
Proses pemasakan dibagi atas beberapa tahap yaitu: 1.
Chip Filling Chip diangkut ke digester dari tempat penyimpanan dengan menggunakan conveyor.
Pengisian chip didalam digester merupakan langkah awal dari proses pemasakan dan merupakan satu pekerjaan yang sangat penting pada proses pembuatan pulp.
2. Liquor Filling
Pada proses BKP pengisian liquor dilakukan segera setelah pengisian chip. Penambahan white liquor didasarkan pada persentase bahan kimia yang dibutuhkan
Universitas Sumatera Utara
untuk memasak dengan berat kering kayu yang dimasukkan. Persentase ini juga tergantung dari seberapa jauh kita akan mengurangi lignin dari dalam kayu.
3. Kraft Cook Proses pemasakan secara kraft dilakukan setelah penambahan white liquor dan black
liquor kedalam chip. Digester yang berisi chip dan larutan pemasak dipanaskan hingga temperatur 170
C dan tekanan mencapai 7 kgcm
2
gauge. Waktu dan temperatur selama pemasakan sangat berpegaruh terhadap kwalitas daripada pulp. Jika chip dimasak dalam
jangka yang terlalu lama maka akan dihasilkan kwalitas yang rendah dan rendemen yang rendah pula.
3. Pulp Blowing
Tujuan utama pada pengoperasian blowing adalah untuk mengeluarkan isi digester kedalam blow tank. Blow tank adalah tangki penampung bubur pulp yang sudah siap
dimasak dari digester dan dilengkapi alat pengaduk.
2.5.3 WashingScreening
Washing dan screening berfungsi untuk memisahkan Black liquor yang terkandung dalam pulp dengan menggunakan air pencuci seminimum mungkin. Setalah
washing, bubur pulp kemudian masuk ke washer stock selanjutnya dimasukkan ke unit screening. Tujuannya adalah untuk mendapatkan pulp yang benar-benar bersih.
Anonim,2001
Universitas Sumatera Utara
2.5.4 Pemutihan Bleaching
Tujuan pengelantangan adalah untuk meningkatkan kebersihan pulp dengan penghilangan ekstraktif-ekstraktif dan pengotor-pengotor lain yang meliputi kotoran-
kotoran anorganik dan sisa kulit serta menghilangkan sisa lignin setelah proses pemasakan untuk memperoleh yang disebut pulp yang dikelantang penuh dengan
derajat keputihan yang memperoleh kwalitas. Sjostrom E.1995
2.5.5. Pulp Machine
Pulp machine adalah peralatan mesin yang digunakan untuk mengubah bubur pulp dari area bleaching plant menjadi lembaran pulp dengan kekeringan lebih kurang
10. Pulp machine dirancang dengan fungsi utamanya adalah memisahkan air dari buburan pulp dengan cara sangat efesien tanpa merusak struktur serat, berat dasar dan
formasi pulp yang dihasilkan memiliki kekuatan lembaran yang maksimum. Pulp machine merupakan tahapan terakhir dari proses produksi pulp. Anonim,2003
2.6 Proses Pemutihan Pulp 2.6.1 Teori Pemutihan
Tujuan utama pengelantangan pulp adalah untuk menaikkan derajat putih. 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 warna 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.
Universitas Sumatera Utara
Tujuan utama proses pemutihan secara umum dapat diringkaskan sebagai berikut: 1.
Memperbaiki brightness 2.
Memperbaiki kemurnian 3.
Degradasi serat selulosa seminimum mungkin. 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, jadi menghasilkan kualitas
pulp yang rendah. Lignin ini sangat reaktif terhadap bahan kimia seperti: khlorin, hypo khlorin, khlorin dioksin, hirogen peroksida. Variabel-variabel dasar pada proses
pemutihan adalah bahan kimia, kekuatan, waktu, temperatur dan pH.
2.6.2 Bahan Kimia Proses Pemutihan
a. Khlorin 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 sangat penting untuk memperoleh operasi yang
optimal. b. 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 merupakan bahan pemutih yang sangat efektif. Sirait,S.2003 c. Hidrogen Peroksida H
2
O
2
Universitas Sumatera Utara
Hidrogen Peroksida merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. H
2
O
2
larut sangat baik dalam air. Dalam kondisi normal hidrogen peroksida sangat stabil, dengan laju dekomposisi yang sangat rendah. Salah satu
keunggulan hirogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan, tidak meninggalkan residu yang berbahaya.
http:Sifat-sifat H
2
O
2.
com2009hidrogen peroksida.html
2.7 Tahapan Proses Pemutihan
Operasi pemutihan Bleaching terdiri dari 4 tahap,yaitu: 1.
Khlorinasi DO : Reaksi dengan elemen Khlorin dalam suasana
Asam 2.
Ekstraksi Oksidasi EO : Ekstraksi Oksidasi yang diperkuat dengan hidrogen peroksida
3. Khlorin Dioksida D1
: Reaksi dengan Khlorin Dioksida dalam suasana asam
4. Hidrogen Peroksida EP2 : Reaksi dengan Hidrogen Peroksida yang
diperkuat dengan kaustik soda dalam suasana basa.
2.7.1 Tahap Khlorinasi
Bubur pulp yang belum diputihkan diencerkan dengan air hingga konsistensinya menjadi 3,5-4 dalam storage tank. Kemudian dari tangki ini bubur pulp dipindahkan
Universitas Sumatera Utara
ke menara DO. Pada saat pemindahan maka ditambahkan CLO
2
sebanyak 14-20 literton bubur pulp, dan diaduk dengan chlorinizing mixer.
Bila konsistensinya tinggi maka ditambahkan airdilusi. Lamanya pecampuran berkisar 27-30 menit dengan temperatur 60-65
o
C dan pH 2,2 dan konsistensi 2,3-5. Selanjutnya bubur pulp dicuci dalam chlorination washer I, cara kerjanya sama
dengan washer yang digunakan sebelum memasuki screening. Sebagai pencuci digunakan air sekaligus sebagai pengencer larutan untuk mengurangi konsistensi. Sisa
air pencuci ditampung dalam filtrate tank dan bubur pulp yang sudah dicuci dilewatkan
ke proses ekstraksi.
2..7.2 Tahap Ekstraksi
Tujuan utama dari alkali ekstrasi adalah melarutkan komponen-komponen penyebab warna yang memungkinkan besar larut dalam larutan alkali yang hangat.
Kelarutan klorinat dan lignin yang teroksidasi, dan kompoenen lainnya meningkatkan tingkat keputihan dalam tahap pemutihan berikutnya.
2.7.3 Tahap D1
Pulp berasal dari tahap ekstrasi selanjutnya dilakukan proses pemutihan dengan menggunakan CLO
2
. reaksi ini berlangsung pada menara D1, dan suhu yang harus dijaga adalah 75-80
o
C , konsistensi 10 dan pH 3,5-4, dengan sistem kerja bahwa yang pertama masuk akan pertama keluar.
Universitas Sumatera Utara
2.7.4 Tahap EP2
Tahap ini menggunakan CLO
2
, yang merupakan tahap penyempurnaan dari proses pemutihan dimana target brightness yang ingin dicapai adalah sekitar 88 ISO.
Reaksi ini berlangsung pada pH 10,3-10,5, pada temperatur 82-85
O
C . Bahan kimia yang digunakan pada tahap ini adalah NaOH dan Hidrogen peroksida H
2
O
2
. NaOH berfungsi untuk memisahkan CLO
2
dengan lignin, sehingga lignin dapat kembali direaksikan dengan menggunakan hidrogen peroksida. H
2
O
2
berfungsi mengikat kembali lignin yang masih terkandung didalam pulp. Penambahan hidrogen peroksida
dan sodium hidroksida harus pada jumlah tertentu agar dapat mempertahankan konsistensi pulp 10-12 semua proses ini berlangsung pada menara ekstraksi.
Selanjutnya pulp dicuci dan diencerkan pada washing dan filtratnya ditampung untuk diteruskan ketahap D1. Variabel-variabel pada proses ekstraksi adalah konsistensi,
temperatur, waktu retensi, dan brightness.
2.8 Sifat-sifat Hidrogen Peroksida
Hidrogen Peroksida dengan rumus kimia H
2
O
2
ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki
sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen H
2
dan gas oksigen O
2
. H
2
O
2
tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut
dengan baik dalam air.
Mayoritas pengunaan Hidrogen Peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen. Pada tahap
produksi hidrogen peroksida, bahan stabilizer kimia biasanya ditambahkan dengan
Universitas Sumatera Utara
maksud untuk menghambat laju dekomposisinya. Termasuk dekomposisi yang terjadi selama produk hidrogen peroksida dalam penyimpanan. Selain menghasilkan oksigen,
reaksi dekomposisi hidrogen peroksida juga menghasilkan air H
2
O dan panas.
Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah:
1. Bahan organik tertentu, seperti alkohol dan bensin 2. Katalis, seperti Pd, Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn
3. Temperatur, laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida naik sebesar 2.2 x setiap kenaikan 10
o
C dalam range temperatur 20-100
o
C 4. Permukaan container yang tidak rata active surface
5. Padatan yang tersuspensi, seperti partikel debu atau pengotor lainnya 6. Makin tinggi pH makin basa laju dekomposisi semakin tinggi
7. Radiasi, terutama radiasi dari sinar dengan panjang gelombang yang pendek
Hidrogen peroksida bisa digunakan sebagai zat pengelantang atau bleaching agent pada industri pulp, kertas, dan tekstil. Senyawa ini juga biasa dipakai pada proses
pengolahan limbah cair, industri kimia, pembuatan deterjen, makanan dan minuman, medis, serta industri elektronika.
Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang
berbahaya. Kekuatan oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Sebagai
Universitas Sumatera Utara
contoh dalam industri pulp dan kertas, penggunaan hidrogen peroksida biasanya dikombinasikan dengan NaOH atau soda api. Semakin basa, maka laju dekomposisi
hidrogen peroksida pun semakin tinggi. Kebutuhan industri akan hidrogen peroksida
terus meningkat dari tahun ke tahun. http:aneka ilmu. Blogsport.com200704.
Universitas Sumatera Utara
BAB III
BAHAN DAN METODE
3.1 Alat
