rendah dan unit-unit produksi kecil yang menguntungkan bila dibandingkan dengan pembuatan pulp secara kimia penuh.
2.3.3. Pembuatan Pulp 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 Sulfit
3. Proses Sulfat Kraft
1. Proses Soda
Pada 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 ke dalam
prosesnya berupa sodium karbonat. Proses ini sekarang sudah tidak dipakai lagi.
2. Proses Sulfit
Dari segi kimia lindi pemasak pulp sulfit berbeda-beda tergantung pada bentuk- bentuk yang mungkin dari belerang dioksida dalam larutan berair dan macam basa yang
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
ditambahkan pada sistem ini. Reaksi belerang dioksida dengan air pada dasarnya menghasilkan :
- Monosulfit SO
3 2-
- Bisulfit hidrogen sulfit HSO
3 -
- SO3 yang terlarut danatau asam sulfit H
2
SO
3
Dalam pembuatan pulp sulfit komposisi lindi pemasak diberi ciri dengan istilah belerang dioksida bebas, gabungan dan total, yang dinyatakan dengan SO
2
100 ml lindi. Fengel,D, 1995
3. Proses Sulfat Kraft
Dalam proses pembuatan kertas kraft bahan kimia aktif terdiri dari Natrium Hidroksida NaOH dan Natrium Sulfida Na
2
S. Bahan kimia yang paling penting digunakan adalah Natrium Karbonat pada berat zat kimia per berat kayu, bersama dengan
liquor ke wood ratio. Konsentrasi dan residu zat kimia berdasarkan variabel liquor. Waktu dan temperatur berdasarkan variabel operasi. Reaksi kimia terjadi antara alkali aktif dan
alkali efektif berdasarkan jumlah caustic yang ada dan komponen-komponen dari wood tersebut. Semua zat kimia dikonsumsi dengan karbohidrat dan kekuatan pulp ditentukan
dengan tingkat selulosa dan hemiselulosa yang dibuang. Dengan adanya Na
2
S menghasilkan ion hidrosulfida dimana akselerasi lignin yang dihasilkan akan
menghasilkan pulp yang lebih kuat. Sirait, S, 2003
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Keuntungan-keuntungan utama pembuatan pulp secara sulfat, dalam daftar dibawah memberikan karakteristik pertama dari proses dan pulp yang dihasilkan :
- Tuntutan yang rendah terhadap spesies kayu dan kualitas kayu, termasuk
semua tipe kayu lunak dan kayu keras, bahkan dalam campuran, dan toleransi terhadap jumlah ekstraktif yang tinggi maupun bagian kayu lapuk yang besar
dan sisa-sisa kulit. -
Waktu pemasakan yang pendek -
Pengolahan limbah cairan pemasak yang telah mantap, termasuk pemulihan bahan-bahan kimia dalam pembuatan pulp, pembangkitan panas proses, dan
produksi hasil samping yang berharga seperti minyak tall dan terpentin dari spesies pinus.
- Sifat- sifat kekuatan pulp yang baik.
Lindi pemasak dalam pembuatan pulp sulfat mempunyai lebih banyak komponen. Disamping natrium hidroksida dan natrium karbonat, natrium sulfida adalah bahan pokok
pembuatan pulp. Banyaknya alkali yang digunakan dalam pembuatan pulp kraft, yang merupakan faktor penting dalam pembuatan pulp, dapat dinyatakan sebagai alkali aktif
NaOH + Na
2
S atau sebagai alkali efektif NaOH + ½ Na
2
S. Proses pembuatan pulp kraft dan pulp yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa
parameter : -
Bahan baku -
Nisbah lindi pemasak terhadap kayu -
Waktu dan suhu pemasakan
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
- Banyaknya dan konsentrasi bahan kimia pemasak
- Komposisi bahan kimia pemasak
Konsentrasi alkali merupakan parameter utama dari pelarutan lignin dan polisakarida. Dalam periode awal lebih banyak alkali dibutuhkan untuk menetralisasi
asam-asam yang berasal dari polisakarida dan untuk menetralkan rendeman degradasi lignin. Terutama pada akhir prosedur pemasakan harus dicegah konsentrasi alkali yang
terlalu tinggi. Kalau tidak, maka akan terjadi degradasi dan pelarutan poliosa dan selulosa yang sangat berlebihan, yang mengakibatkan rendeman dan sifat-sifat kekuatan pulp
turun. Biasanya kayu lunak membutuhkan jumlah dan konsentrasi alkali yang lebih tinggi daripada kayu keras untuk mencapai derajat delignifikasi yang sebanding.
Fengel,D, 1995
2.4. Tahap-Tahap Proses Pembuatan Pulp 2.4.1. Pemasakan Digester
Digester adalah bezana bertemperatur dan bertekanan tinggi dimana chip dimasukkan dengan sejumlah bahan kimia tertentu dengan panas dan tekanan
memisahkan unsur pokok serat kayu dari unsur tidak berserat. Proses ini disebut “COOKING” Pemasakan. Pada tahap ini merupakan tahap yang paling penting, dimana
gelondong kayu yang dibawa ke pabrik dipotong-potong dan dibentuk menjadi chip melalui alat yang bernama chipper. Setelah ini serpihan kayu dibawa ke digester
menggunakan alat yaitu belt conveyor.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Proses digester memiliki beberapa tahap yaitu : a. Chip Filling
Pengisian chip ke digester adalah langkah awal dari proses pemasakan dan merupakan operasi penting untuk produksi pulp dan pengisian chip ke digester di bawah
target yang sudah dipatokkan akan mengurangi hasil pulp sedangkan pengisian chip yang melebihi target akan menyebabkan kesulitan sirkulasi liquor dan blowing. Chip parker
digunakan untuk menaburkan dan bahkan meratakan chip. Chip parker dipasang pada mulut digester. Sebelum pengisian chip dimulai persyaratan-persyaratan berikut harus
diikuti : -
digester harus dalam keadaan kosong dengan blow valve tertutup -
top cover dalam keadaan posisi terbuka -
telescopic chute dalam keadaan posisi turun -
shuttle conveyor harus tepat pada posisi digester yang akan diisi chip.
b. PHK Ramping Merupakan tahapan awal dari proses pemasakan setelah pengisian chip.Dimana
tujuannya untuk mengolah terlebih dahulu serpihan kayu sebelum kayu dimasak dengan alkali. PHK Ramping merupakan proses pemanasan dengan MP Medium pressure
steam hingga temperatur 170 C dan tekanan 7 atm.Proses ini berlangsung kurang lebih 25 menit.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
c. PHK cooking PHK cooking merupakan proses mendiamkan selama 30 menit hingga masak
yang ditandai dengan nilai P-faktor sekitar 280. d. PHK relief
PHK relief merupakan proses menurunkan tekanan dalam digester dengan melepaskan gas dalam digester selama kurang lebih 20 menit. Tujuan dari PHK Relief ini
adalah untuk mencegah keluarnya chip dari dalam digester ketika akan memasukkan cairan pemasak pada tahap berikutnya, sehingga perlu proses menurunkan tekanan
dengan mengeluarkan gas yang ada dalam digester. e. Liquor Filling
Pada proses DKP pengisian liquor dilakukan setelah prehydrolisis, dimana pada proses BKP pengisian liquor dilakukan segera setelah pengisian chip. Larutan pemasak
panas yang dimasukkan ke dalam digester didapat dari relief heat recorvery system dengan temperatur 120
C harus dengan perbandingan yang sesuai sebagaimana dibutuhkan untuk pemasakan dan black liquor penambah sebagai pengencer juga harus
dengan perbandingan yang sesuai. f. Kraft Ramping
Kraft ramping merupakan proses pemanasan liquor hingga temperatur 170 C dengan menggunakan alat penukar panas liquor heater dan disirkulasikan keatas dan
kebawah digester dengan menggunakan pompa sirkulasi agar liquor terdistribusi merata,kurang lebih 50 menit.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
g. Kraft cooking Proses pemasakan secara kraft dilaksanakan setelah penambahan white liquor dan
black liquor ke dalam chip. Kraft cooking merupakan proses mendiamkan selama 110 menit hingga chip yang ada di dalam digester masak yang ditandai dengan nilai H-Faktor
sekitar 1500. h.Blow
Blow merupakan pemindahan hasil pemasakan chip dari dalam bezana digester ke blow tank untuk dicuci kurang lebih 20 menit.
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pemasakan ada tiga yaitu : 1.
Kualitas daripada chip 2.
Sifat-sifat daripada white liquor 3.
Pengawasan pada saat pemasakan A.
Kualitas chip Kualitas chip yang akan dipakai bahan baku dalam pemasakan merupakan hal yang
sangat penting untuk diperhatikan operasi keseluruhan pabrik pulp, dimana akan berpengaruh terhadap kualitas pulp yang akan dihasilkan.
Hal yang akan mempengaruhi kualitas chip dapat menjadi : 1. Hal-hal yang berhubungan dengan kayu menyangkut sifat-sifatnya seperti Spesies,
Densitas. a.
Wood Spesies Sebagaimana yang telah diketahui, bahwa kayu dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu
jenis hard wood dan jenis soft wood, kayu jenis soft wood menghasilkan pulp yang lebih
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
kuat dibandingkan dengan jenis hard wood karena serat-seratnya lebih panjang dan lebih lentur dibandingkan dengan serat yang terdapat pada kayu hard wood.
Biasanya kayu jenis soft wood menghasilkan rendemen yang lebih rendah dibandingkan dengan yang dihasilkan dari jenis hard wood bila dimasak pada kondisi
yang sama. Hal ini utamanya disebabkan hemiselulosanya soft wood lebih mudah terlarut dibanding dengan yang terdapat pada hard wood dan juga didalam kayu soft wood
terdapat lebih banyak kandungan lignin dibanding dengan kayu hard wood. b.
Wood Densitas Berat jenis kayu merupakan hal yang sangat penting dalam pembuatan pulp. Dengan
kayu yang lebih padat, kita dapat mengisi lebih berat pada digester dengan volume yang sama dan keadaan ini akan menambah jumlah pulp yang diproduksi.
2.Ha-hal yang berhubungan dengan pemrosesan kayu : a.
Ukuran chip Ketebalan chip merupakan hal yang sangat penting dalam proses pembuatan pulp
sebagaimana diharapkan, larutan pemasak akan meresap kedalam chip dari segala arah dengan kecepatan yang sama. Ketebalan chip yang ideal adalah 3-5 mm.
b. Kandungan air dalam chip
Bila kandungan air dalam chip sangat rendah, akan sulit bagi larutan pemasak untuk meresap kedalam chip. Adalah penting untuk mengetahui seberapa besar kandungan air
dalam chip tersebut, dan memperhitungkan seberapa berat kayu yang sesungguhnya yang telah dimuat ke dalam digester, untuk memperhitungkan jumlah alkali yang dimasukkan
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
dan konsentrasi larutan pada jumlah yang tetap. Kandungan air dalam chip sebesar 40- 50.
c. Bulk density dari chip
Adalah tolak ukur yang sangat penting artinya selama waktu pengisian digester. Ini akan membuktikan seberapa banyak kayu yang dapat dimasukkan kedalam digester, yang
dinyatakan dalam satuan kgcm
3
. d.
Kulit kayu dan bahan-bahan lain yang mengotori kayu Keberadaan kulit kayu akan menambah jumlah pemakaian larutan pemasak sehingga
akan mengurangi kekuatan dari pulp. Bahan pengotor yang lainnya bisa datang dari luar kayunya sendiri seperti pasir, logam-logam,plastik,dll.
B. Sifat-sifat daripada white liquor
White liquor yang adalah sebagai media pemasak, terdiri dari beberapa bahan-bahan kimia yang berupa larutan berair : Natrium Hidroksida, Natrium Sulfida, Natrium
Karbonat. Konsentrasi dari masing-masing zat tersebut akan memainkan peranan yang penting dalam reaksinya dengan kayu yaitu :
1. Natrium Hidroksida NaOH
Natrium Hidroksida merupakan zat padat yang berwarna putih. NaOH bila dilarutkan di dalam air akan terionisasi dan terpecah menjadi ion. Hal ini terjadi karena NaOH
adalah bersifat basa. Pada pembuatan pulp larutan NaOH berfungsi untuk melarutkan
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
lignin dan zat ekstraktif lainnya yang terdapat dalam bahan kayu, sehingga serat selulosa terlepas dari ikatannya.
Keuntungan menggunakan larutan NaOH yaitu NaOH lebih cepat bereaksi dengan lignin sehingga waktu yang dibutuhkan untuk pemasakan lebih singkat selain itu NaOH
dapat digunakan sebagai larutan pemasak untuk pembuatan pulp dari bahan baku non kayu dan juga karena harganya lebih murah.
2. Natrium Sulfida Na
2
S Natrium sulfida adalah suatu senyawa yang sangat mudah teroksidasi, oleh karena itu
zat ini banyak dimanfaatkan, terutama dalam situasi dimana diperlukan bahan pereduksi yang tidak terlalu kuat, misalnya untuk pembuatan wol.
Natrium Sulfida Na
2
S dalam proses pemasakan chip berfungsi untuk : a.
Mengurangi kerusakan pada karbohidrat dan memberikan hasil yang lebih tinggi serta kekuatan pulp yang lebih tinggi.
b. Mempercepat terjadinya reaksi antara NaOH dengan lignin lewat penurunanenergi
aktivasi.
3. Natrium Karbonat Na
2
CO
3
Pada proses pembuatan pulp, larutan Na
2
CO
3
ini merupakan pengotor pada larutan pemasak white liquor dimana Na
2
CO
3
ini merupakan alkali yang tidak efektif pada proses pemasakan chip. Akan tetapi melalui proses recaustizing Na
2
CO
3
ini dapat digunakan untuk menghasilkan NaOH dengan penambahan CaCO
3
pada pengapuran di
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
lime klin. Dimana NaOH yang dihasilkan ini akan digunakan sebagai larutan pemasak utama untuk proses pemasakan chip selanjutnya.
C. Pengawasan Pada Saat Pemasakan
Hal-hal yang perlu diawasi pada saat pemasakan yaitu : 1.
Waktu dan temperatur Penambahan temperatur sedikit saja sudah berakibat besar terhadap reaksi
penghilangan lignin. Penambahan waktu beberapa menit pada saat proses perembesan liquor kedalam chip tidak berpengaruh banyak terhadap kualitas pulp, tetapi beberapa
menit saja bertambah waktu pada saat pemasakan akan berdampak pada kualitas. Suatu metode yang telah dibuat untuk menghitung hubungan antara waktu dan
temperatur dengan satu nilai numeric tunggal disebut “H-Faktor”. Untuk setiap satu siklus pemasakan yang memberikan nilai H-Faktor yang sama akan menghasilkan pulp dengan
rendemen dan kandungan lignin yang sama bila kondisi-kondisi lainnya juga sama. Temperatur dan waktu pemasakan saling berkaitan. Semakin tinggi temperatur,
semakincepat waktu pemasakan.
2. Jumlah alkali yang dimasukkan
Normal jumlah efektif alkali yang dimasukkan dalam digester berkisar antara 10-18 sebagai Na
2
O terhadap kayu kering tergantung dari jenis kayunya, kondisi pemasakan dan seberapa jauh tingkat penghilangan lignin yang akan dicapai kalau jumlah
alkali yang dimasukkan lebih banyak maka akan mempercepat kecepatan reaksinya. Dengan menambah alkali, kita dapat memasak dengan H-Faktor yang lebih rendah untuk
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
mencapai Bilangan Kappa yang sama. Dengan bertambahnya jumlah alkali yang dimasukkan maka akan mengurangi rendemen pulp karena jumlah hemiselulosa yang
terlarut bertambah. 3.
Perbandingan Liquor dengan Kayu Pada digester yang beroperasi secara “bacth” , dibutuhkan sejumlah volume alkali
efektif yang dimasukkan sebanyak kurang dari jumlah volume yang dibutuhkan untuk membasahi seluruh chip. Weak Black Liquor WBL perlu ditambahkan sebagai
penambah kekurangan liquornya. Kalau WBL yang ditambahkan terlalu banyak maka akan memperbesar nilai perbandingan liquor dengan kayu.
2.4.2. Pencucian Washing
Kategori