Proses Pembuatan Pulp Bilangan Kappa

tidak terbarukan, mengurangi pencemaran lingkungan dan menekan biaya perekat Ruhendi, 2007.

2.1.4 Ekstraktif

Kayu biasanya mengandung berbagai zat-zat dalam jumlah yang tidak banyak yang disebut dengan istilah “ekstraktif”. Zat-zat ini dapat diambil dipisahkan dari kayu apakah dengan memakai pelarut air maupunm pelarut organik seperti eter atau alkohol. Asam-asam lemak, asam-asam resin, lilin, terpentin, dan gugus penol adalah merupakan beberapa grup yang juga merupakan ekstraktif. Kebanyakan dari ekstraktif itu terpisahkan dalam proses pembuatan pulp dengan cara “Kraft Pulping” 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 ekstraktif yang terlarut akan menyebabkan timbulnya getah dalam pembuatan pulp secara kraft dan pada pembuatan kertas. Bentuk ini merupakan gumpalan yang mengotori peralatan seperti halnya screen dan wire PT.TPL, 2002.

2.2 Proses Pembuatan Pulp

Pemisahan serat selulosa dari bahan-bahan yang bukan serat di dalam kayu dapat dilakukan dengan berbagai macam cara proses, yaitu : a. Proses Mekanik Dalam preoses pembuatan pulp secara mekanik, pemisahan serat dilakukan dengan cara menggunakan tenaga mekanik. Proses ini dilakukan dengan menggerinda kayunya menjadi serat pulp dan menghasilkan randemen 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. b. Proses Semikimia Proses semi kimia meliputi pengolahan cara kimia yang diikuti dengan perbaikan secara mekanik dan beroprasi pada randemen yang tingginya di bawah proses mekanik. Biasanya bahan kimia yang digunakan pada proses ini adalah sodium sulphit. c. Proses Kimia 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 randemen yang rendah yaitu 45-55. Proses kimia dibagi menjadi tiga kategori; 1. Proses soda 2. Proses Sulfat 3. Proses Sulfit Dalam proses Soda, kayu dimasak dengan larutan sodium hidroksida. Larutan sisa pemasakan dipekatkan dan kemudian dibakar, yang akan menghasilkan sodium karbonat, dan apabila diolah dengan menambahkan 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 sulfit, larutan pemasak yang dipakai adalah asam-asam yang mengandung sulfur dari logam alkali, atau alkali tanah berupa bisulfit. Proses sulfat adalah proses pembuatan pulp yang paling banyak digunakan saat ini atau disebut juga proses kraft PT.TPL, 2002.

2.3 Uraian Proses Pembuatan Pulp

Pulp terdiri dari komponen senyawa organik, antara lain selulosa, hemiselulosa, lignin dan zat ekstraktif dalam jumlah yang kecil serat selulosa yang berasal dari bahan baku kayu menurut beberapa ahli dibagi dalam 2 bagian yaitu; 1. Kayu berdaun lebar kayu keras 2. Kayu berdaun jarum kayu lunak Kayu berdaun lebar memiliki serat selulosa yang pendek dan kayu berdaun jarum memiliki serat selulosa yang lebih panjang. Contoh kayu berserat pendek yaitu Eucalyptus, kayu dengan serat panjang terdapat pada Pinus Merkussi. Proses pemasakan pulp meliputi; pengisian chip, tahapan prehidrolisis, pengisian larutan pemasak, pemasakan dengan proses kraft, mengeluarkan pulp yang sudah masak dari digester.

2.3.1 Pengisian Chip

Pengisian chip kedalam digester merupakan langkah awal dari proses pemasakan dan merupakan satu pekerjaan yang sangat penting pada proses pembuatan pulp. Digester yang tidak penuh misalnya, akan mengurangi jumlah pulp yang dihasilkan digester, sebaiknya digester yang terlalu penuh akan mengakibatkan kesulitan pada peredaran liquor dan pada saat blow. Jumlah chip dalam digester harus betul-betul sesuai sehingga ada cukup ruang untuk tempat liquor dan carannya. Sebelum pengisian chip dimulai, harus dilaksanakan hal-hal sebagai berikut: 1. Digester harus dalam keadaan kosong dan katup blownya harus sudah tertutup 2. Top cover atau capping valve pada posisi terbuka 3. Telescopic chute harus pada posisi turun 4. Shuttle conveyor harus tepat posisinya pada digester yang akan diisi.

2.3.2 Tahap Prehydrolysis

Prehydrolysis merupakan tahapan awal dari proses pemasakan setelah pengisian chip. Untuk membuat serat rayon dibutuhkan pulp dengan kemurnian yang sangat tinggi, prehydrolysis dimaksudkan untuk mengolah terlebih dahulu serpihan kayu sebelum dimasak dengan alkali, pada proses ini, kandungan-kandungan yang bukan selulosa yang terdapat dalam kayu, seperti selulosa yang terpotong-potong dan karbohidrat rantai pendek yang disebut hemiselulosa akan dikeluarkan dari dalam serpihan kayu. Pada proses pemasakan alkali di tahap berikutnya akan diperoleh pulp dengan kemurnian yang lebih tinggi. Proses prehydrolysis dilakukan dalam fase uap memakai steam. Dengan menginjeksikan langsung steam melalui bagian bawah digester sehingga mencapai temperatur 125 o C. proses prehydrolysis dipertahankan pada temperature 165 o C dan tekanan 6,0 kgcm 2 gauge selama 60 menit. Setelah itu dilakukan pengeluaran gas selama 15-20 menit sampai tekanan dalam digester turun menjadi 1.0 kgcm 2 gauge.

2.3.3 Pengisian Liquor

Pengisian liquor dilakukan setelah prehydrolisis. Larutan pemasak panas yang dimasukkan ke pengisian liquor dilakukan segera setelah pengisian chip. Larutan pemasak panas yang dimasukkan ke dalam digester didapat dari relief heat recorvery system dengan temperatur 120 o C harus dengan perbandingan yang sesuai sebagaimana dibutuhkan untuk pemasakan dan black liquor penambah sebagai pengencer juga harus dengan perbandingan yang sesuai. Penambahan white liquor didasarkan pada persentase bahan kimia yang dibutuhkan untuk memasak dengan berat kering kayu yang dimasukkan. Persentase ini juga tergantung dari seberapa jauh kita akan mengurangi kandungan lignin dari dalam kayu. Misalnya untuk memproduksi pulp dengan kemurnian tinggi, alkali yang dimasukkan per berat kering kayu=19 alkali aktif. Alkali aktif yang dimasukkan dalam digester adalah untuk melarutkan komponen kotoran bukan selulosa yang ada dalam kayu. Bertambahnya jumlah alkali yang dimasukkan akan melarutkan lebih banyak lagi komponen-komponen itu sebaliknya berkurangnya jumlah alkali yang dimasukkan akan menyebabkan kayunya tidak masak yang mengakibatkan banyaknya kayu yang bakal terbuang berupa reject atau serpihan kayu yang hanya sebagaian saja yang masak. Kekuatan konsentrasi dan suldifitas daripada white liquor juga merupakan hal yang sangat penting. Konsentrasi dinyatakan sebagai gram per liter gpl dari alkali aktif NaOH + Na 2 S sebagai Na 2 O. kalau konsentrasi white liquornya rendah maka proses penghilangan lignin akan menjadi kurang baik sehingga menghasilkan banyak reject serpihan kayu yang tidak masak, sebaliknya jika konsentrasi white liquornya tinggi maka serat selulosa juga akan terserang dan rusak yang berakibat pada rendahnya konsentrasi edan randemen pada pulp. Besar kecilnya persentase suldifitas dalam white liquor akan mempengaruhi kecepatan reaksi penghilangan lignin.

2.3.4 Pemasakan Dengan Proses Kraft

Proses pemasakan secara kraft dilaksanakan setelah penambahan white liquor dan black liquor kedalam chip. Digester yang berisi chip dan larutan pemasak dipanaskan hingga temperature 170 o C dan tekanan mencapai 7 kgcm 2 gauge. Waktu dan temperatur selama pemasakan sangatlah berpengaruh terhadap kwalitas pulp, jika chip dimasak dalam jangka waktu yang terlalu lama, maka akan dihasilkan pulp dengan kualitas rendah dan dengan randemen yang rendah pula. Temperatur yang optimum untuk reaksi pencernaan pemasakan adalah 170 o C dan temperatur ini harus dikontrol secara seksama. Temperatur dibawah 170 o C tidak berpengaruh apa-apa terhadap kwalitas dan randemenya, tetapi diatas 180 o C akan mulai terjadi pemutusan rantai dan serat-serat selulosa, dan pada temperatur 200 o C akan sangat jelas pengaruhnya, jadi temperatur yang diinginkan pada pemasakan adalah 170 o C.

2.3.5 Pengeluaran Pulp dari Digester Pulp Blowing

Tujuan utama pada pengoprasian blowing adalah untuk mengeluarkan atau blow semua isi digester ke dalam blow tank. Dan tiga jalur blow utama yang akan mengalirkan pulp ke dalam blow tank. Sangatlah dimungkinkan untuk memblow suatu digester ke blow tank yang dikehendaki dengan cara mengoprasikan memilih katup-katup mana yang dibuka, sedang yang lainnya dalam posisi tertutup. Hanya satu digester yang dapat diblow ke satu blow tank pada satu waktu tertentu, hal yang penting untuk diperhatikan agar dipastikan bahwa ada cukup ruang dalam blow tank untuk menampung pulp yang akan diblow. Apabila blow tank dalam keadaan kosong, isi dahulu blow tank dengan black liquor sampai batas agitator agar supaya tidak terjadi hentakan beban agiator karena masuknya pulp kedalam blow tank. Hal penting lainnya yang dibutuhkan adalah memastikan bahwa system daur ulang panas sewaktu blow sudah siap untuk beroprasi untuk menampung uap yang dihasilkan blow dan mengembunkannya PT.TPL, 2002.

2.4 Pengendalian Proses

Agar supaya tujuan proses pemutihan dapat tercapai dengan mempertemukan kepentingan terhadap produksi dan kualitas yang bersifat ekonomi, sangatlah penting untuk mengendalikan proses pada setiap tahap secara akurat. Pengendalian tahap yang bervariasi secara otomatis pada pengoprasiannya adalah melalui sebuah mikroprosesor berdasarkan system kendali yang terdistribusi.

2.4.1 Unbleached Blending Tank

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 dengan menggunakan filtrate yang sama dari waser vakum melalui penyemprot dielusi. Untuk menghasilkan suatu dosis bahan kimia yang sesuai, aliran pulp yang melewati proses setiap satuan waktu, harus dikendalikan dengan baik. Oleh karena itu, konsistensi pulp harus dikendalikan menuju 3 pada titik pengeluaran Unbleached Blending Tank. Setelah pengendalian konsistensi aliran diukur oleh pengukur aliran dan dikendalikan menuju suatu jumlah yang tertentu.

2.4.2 Tahap Khlorinisasi

Proses Khlorinasi adalah tahap pertama di dalam proses pemutihan. Fungsi dari pada tahap ini adalah untuk mengeluarkan lignion dari pulp yang cenderung menimbulkan warna coklat pada pulp . Tahap ini memiliki bagian yang sangat penting di dalam proses pemutihan. Jika pulp tidak menerima jumlah aktif Khlorin yang memadai ini akan sangat sulit untuk mengelantang pulp menuju brightness yang lebih tinggi dan pada saat yang bersamaaan menjaga viskositasnya. Oleh karena itu, pengendalian tertutup selama tahap khlorinasi memiliki suatu pengaruh yang menentukan terhadap keberhasilan proses pemutihan. Tahap khlorinisasi menggunakan Khlorin Dioksida ClO 2 untuk memurnikan pulp dengan menghancurkan lignin, membentuk komponen Khloriolignin. Penggunaan ClO 2 memiliki dampak negative yang sedikit terhadap lingkungan. Faktor yang paling penting dalam menentukan kebutuhan aktif khlorin adalah kandungan lignin dari pada pulp yang menuju tahap khlorinasi. Beberapa variabel yang mempengaruhi proses pada tahap khlorinasi; 1. Temperatur Kenaikan temperatur pada proses khlorinasi akan meningkatkan pengembalian fitrat. Reaksi berlangsung santat 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. 2. Waktu Pada temperatur yang lebih tinggi, 95 Khlorin akan bereaksi pada beberapa menit yang pertama dan sisanya akan segera terbuang. Ini perlu dicatat bahwa ortho- kuinon dalam filtrate 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 dengan mengekstraksi sisa klorin dari filtrat dengan menggunakan Karbon Tetrakhlorida. Ada suatu keuntungan memiliki waktu tinggal 60 menit pada menara Khlorinasi. Keseluruhan khlorin akan dikonsumsikan pada suatu kondisi-kondisi yang terganggu, seperti pada goncangan yang kuat, kehilangan kendali, dll. Ini adalah keuntungan dari menjaga sisa khlorin nil. Tidak ada dampak kerugian dari perpanjangan waktu proses khlorinasi melampaui pelepasan residu. 3. 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 diputihklan dan demikian pula pH proses khlorinasi. pH memiliki pengaruh yang kecil pada proses delignifikasi yang lain dari pada substitusi selesai oksidasi yang relatif naik pada pH rendah. 4. Pengadukan Tujuan pengadukan adalah untuk mendistribusikan khlorin dioksida dan khlorin secara merata. Pengadukan yang baik adalah sangat penting pada pelaksanaan tahap khlorinasi yang menggunakan kendali pendeteksi terpasang dijalur tersebut. Pengadukan yang tidak baik dapat menghasilkan brightness pulp yang tidak seragam, kehilangan pada kekuatan pulp dan suatu sisa khlorin yang menetap.

2.4.3 Tahap EOP Ekstraksi

Caustic NaOH, Oksigen O 2 , dan Hidrogen Peroksida digunakan untuk memurnikan pulp di dalam tahap E0 untuk melarutkan komponen Khlorinat Lignin. Segala sesuatu larut, komponen Khlorinat Lignin mudah dicuci dari pulp. Variabel-variabel proses pada oksidasi ekstraksi ; 1. Konsistensi Keefektifan proses ekstraksi tergantung kepada konsentrasi alkali yang digunakan. Suatu pulp dengan konsistensi yang tinggi maka akan diberikan konsentrasi alkali yang lebih tinggi pada penerapan bahan kimia yang diberikan. Pada konsistensi yang lebih tinggi sedikit uap air yang dibutuhkan untuk memanaskan pulp dan menaikkan temperatur. 2. Temperatur Brightness yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap penutihanoksidasi berikutnya dan ekstraksi kappa lebih rendah dapat dicapai jika temperatur ekstraksi dijaga pada 65- 70 o C. temperatur diatas 70 o C tidak menunjukkan adanya hasil-hasil yang menguntungkan. 3. Waktu Reaksi Bilangan kappa berkurang dengan suatu kenaikan terhadap waktu reaksi pada saat parameter-parameter yang lainnya dijaga tetap. Hal ini secara terus menerus berkurang setelah suatu reaksi dengan waktu yang 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 lignin.

2.4.4 Tahap D

1 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.

2.4.5 Tahap D

2 Tahap Khlorin Dioksida Kedua Tahap Khlorin Dioksida kedua adalah tahapan keempat pada proses pemutihan. Khlorin Dioksida ClO 2 digunakan untuk memurnikan pulp di dalam tahap D 2 . Tahap ini memutihkan brightness pulp dengan cara mengelantang lebih lanjut zat-zat pengotor tang tersisa di dalam pulp tersebut.

2.4.6 Menara Stock Bleached Density

Stock yang kluar dari washer D 2 dengan konsistensi kira-kira 12 dipompakan dengan pompa MC PC-214 menuju menara bleached stock density. Pengendalian secara otomatis pada pemompaan stock sama dengan penjelasan pada pompa pada tahap sebelumnya Sirait, 2003.

2.5 Bilangan Kappa

Bilangan kappa merupakan pengujian kimia yang diperlakukan terhadap pulp untuk menentukan tingkat delignifikasi, kekuatan relatip dari pulp dan kesanggupannya untuk diputihkan. Pengujian ini mengindikasikan kandungan lignin dan kemampuan pulp tersebut untu diputihkan. Pengujian didasarkan pada reaksi dengan Potansium Permanganat KmNO 4 . Normalnya pulp coklat dan pulp setelah melewati tahap proses alkali ekstraksi diperiksa bilangan kappanya di laboratorium Sirait, 2003. Penggunaan oksigen di langkah pertama delignifikasi menyebabkan suatu penurunan sifat ekstrim dimana 50 residu lignin merekat di dalam pulp yang tidak dikelantang dan tidak bisa dipindahkan. Jika penggunaan di dalam dua langkah terakhir tidak dipindahkan lignin dalam pulp dibutuhkan perawatan dengan konsentrasi H 2 SO 4 dan waktu cucian tidak akan memberikan suatu penurunan yang tinggi pada bilangan kappa, begitu juga lignin yang terdapat dalam pulp. Penurunan bilangan kappa, juga menunjukkan suatu jumlah pengurangan residu lignin dalam pulp. Ini mempengaruhi berat pulp dan ini menyebabkan hasil pulp berkurang. Penurunan hasil juga dipengaruhi oleh daya larut dari hemiselulosa Muladi, 2005.

2.6 Brightness