Waktu dan suhu pemasakan sangat erat hubungannya. Pada dasarnya waktu pemasakan dapat dikurangi beberapa saat dengan menaikkan suhu pemasakan , namun
dalam kisaran suhu pembuatan pulp normal antara 160 dan 180
o
C tidak ada pengaruh yang jelas pada laju pembuatan pulp. Biasanya pada suhu tinggi rendemen dan kaualitas
pulp turun. Jumlah bahan kimia yang digunakan dalam pembuatan pulp dinyatakan sebagai
banyaknya alkali yang efektif dan tergantung pada faktor-faktor seperti spesies kayu, kondisi pemasakan dan sisa lignin yang diperlukan dalam pulp. Banyaknya alkali efektif
berkisar antara 11 didasarkan ada kayu yang kering tanur untuk kualitas kasar tidak dikelantang dan 17 untuk kualitas kertas yang dapat dikelantang, dan lebih tinggi untuk
kualitas pulp pelarut. Konsentrasi alkali merupakan parameter utama dari pelarutan lignin dan
polisakarida. Konsentrasi natrium hidroksida pada pemulaan pemasakan sangat bervariasi dari 20 hingga 80 gl.
Komposisi lindi pemasak dalam pembuatan pulp sulfat dinyatakan dengan yang disebut sulfiditas, yang menyatakan nisbah Na
2
S terhadap alkali aktif, keduanya dinyatakan sebagai Na
2
O. Sulfiditas yang digunakan bervariasi menurut perubahan banyaknya alkali, suhu pemasakan dan sejumlah faktor lain. Biasanya banyaknya sulfida
untuk kayu keras lebih rendah 15-20 daripada untuk kayu lunak 25-35.
2.5. Pembuatan pulp kraft
Pembuatan pulp kraft dilakukan dengan larutan yang terdiri dari natrium hidroksida dan natrium sulfida, yang dinamakan lindi putih. Menurut terminologi digunakan definisi-
Universitas Sumatera Utara
definisi berikut, dimana semua bahan kimia dihitung sebagai ekuivalen natrium dan dinyatakan sebagai berat NaOH dan Na
2
O. Alkali total
Semua garam natrium Alkali yang dapat dititrasi
NaOH + Na
2
S + Na
2
CO
3
Alkali aktif NaOH + Na
2
S Alkali efektif
NaOH + ½Na
2
S Sulfiditas adalah persentase perbandingan dari Na
2
S dan alkali aktif dinyatakan sebagai Na
2
O. Na
2
S X 100
NaOH + Na
2
S kaustik adalah persentase perbandingan NaOH dengan alkali aktif yang dinyatakan
sebagai Na
2
O NaOH
X 100 NaOH + Na
2
S
Kraft berarti kuat dalam bahasa Jerman. Kraft pulping menghasilkan serat pulp yang kuat dalam proses pemasakan dengan menggunakan bahan kimia yang merupakan campuran
dari NaOH dan Na
2
S lindi putih. Tujuan dari pengolahan kraft sulfat pulp adalah untuk memisahkan serat dalam kayu secara kimia dan melarutkan sebagian besar lignin
yang terdapat dalam dinding serat atau untuk memasak serpihan kayu sesuai dengan target bilangan kappa. Pemisahan serat terjadi dengan melarutkan lignin yang terdapat di
dalam lamela tengah yang berfungsi menyatukan antar serat. Bahan kimia dalam larutan pemasak juga melakukan penetrasi ke dalam dinding serat dan melarutkan lignin yang
terdapat di situ. Keuntungan proses kraft :
Universitas Sumatera Utara
- semua spesies kayu dapat digunakan sebagai bahan baku
- prosesnya relatif tidak sensitif terhadap kulit kayu
- waktu pemasakan relatif singkat
- masalah pitch dalam pulp relatif kecil
- pulp lebih kuat
- efisien dalam penggunaan kembali bahan kimia dan energi
- memiliki hasil samping seperti turpentine dan tall oil yang cukup bernilai
Bahan kimia pemasak yang digunakan adalah lindi putih. Lindi putih memiliki pH 13-14.
Dalam jumlah yang kecil juga terdapat NaCl, garam potasium, silika, dan kalsium. Bahan kimia yang aktif dalam reaksi pengolahan pulp hanya NaOH dan Na
2
S alkali aktif. Komponen yang aktif dalam lindi putih adalah ion hidroksil OH
-
dan ion hidrosulfida SH
-
yang terbentuk menurut reaksi berikut. NaOH
Na
+
+ OH
-
Na
2
S + H
2
O NaOH + NaSH
Na
2
S 2Na
+
+ S
2-
S
2-
+ H
2
O SH
-
+ OH
-
Na
2
CO
3
+ H
2
O 2Na
+
+ CO
3 2-
+ H
2
O CO
3 2-
+ H
2
O CO
3 -
+ OH
-
OH
-
+ lignin lignin terdegradasi
SH
-
+ lignin lignin terdegradasi
Dengan adanya Na
2
S yang menghasilkan ion SH
-
akan meningkatkan penghilangan lignin dan menghasilkan pulp yang lebih kuat.
Universitas Sumatera Utara
Bahan kimia yang lainnya tidak mempunyai pengaruh langsung dalam pengolahan pulp yang disebut bahan kimia yang tidak aktif. Na
2
SO
4
terbentuk karena reduksi yang tidak sempurna dalam tungku pada recovery boiler. Na
2
CO
3
terbentuk karena proses kaustisasi yang tidak sempurna dan Na
2
S
2
O
3
terbentuk karena sulfida yang teroksidasi. Meskipun bahan kimia tidak aktif ini tidak berperan dalam pengolahan pulp,
tetapi jumlah yang tinggi dalam lindi putih tidak diharapkan karena dapat menimbulkan kerak di digester dan khususnya di evaporator dan juga meningkatkan buangan dari
tungku recovery boiler. Selama reaksi pemasakan di digester 85-95 lignin, 50 hemiselulosa, dan 10
selulosa akan larut. Reaksi-reaksi yang terjadi selama proses pemasakan 2.5.1. Reaksi dengan lignin
Reaksi lignin yang terjadi dalam kraft pulping sangat kompleks. Kehadiran ion SH
-
meningkatkan kelarutan lignin tanpa meningkatkan kelarutan dari selulosa. Efek keseluruhan dari semua reaksi antara lignin, ion SH
-
, dan ion OH
-
adalah polimer lignin diputus menjadi molekul yang lebih kecil. Molekul yang kecil ini tidak lagi berfungsi
sebagai perekat dan tertinggal dalam struktur kayu dan akan terlarut dalam larutan pemasak dan terpisah dari serat kayu.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2. Reaksi-reaksi utama struktur β aril eter fenol selama pembuatan pulp
alkali dan kraft. 2.5.2 Reaksi dengan karbohidrat
Idealnya, hanya lignin yang larut dalam kraft pulping tetapi hal itu tidak terjadi. Selulosa dan hemiselulosa bereaksi dengan ion OH
-
selama pemasakan. Reaksi ini tidak diinginkan karena degradasi karbohidrat menjadi molekul yang lebih kecil dan dapar
terlarut akan menurunkan yield rendemen. Lebih dari 20 selulosa dan hemiselulosa akan hilang. Hemiselulosa terdegradasi
lebih cepat dan lebih banyak daripada selulosa karena hemiselulosa memiliki molekul lebih kecil dan bercabang dan juga terdapat dalam kadar yang lebih tinggi dalam stuktur
kayu. Satu reaksi yang terjadi selama pemasakan disebut peeling. Dalam reaksi peeling,
unit gula pada bagian akhir rantai selulosa atau hemiselulosa dipisahkan satu demi satu. Reaksi yang lain disebut stopping dimana pada reaksi ini bagian akhir dari rantai
distabilkan sehingga tidak terjadi lagi reaksi peeling. Reaksi yang terjadi di atas suhu
Universitas Sumatera Utara
170 C adalah hidrolisis alkali. Dalam reaksi ini, rantai selulosa dipotong menjadi dua
bagian, membentuk gugus akhir baru yang dapat melangsungkan peeling. Reaksi ini tidak bagus karena akan melarutkan selulosa lebih banyak dan menurunkan yield.
2.5.3 Reaksi dengan ekstraktif Selama pembuatan pulp kraft ester-ester asam lemak terhidrolisis hampir
sempurna meskipun lilin jauh lebih stabil dari pada lemak. Asam-asam lemak larut bersama-sama dengan asam-asam resin sebagai garam-garam natrium dalam lindi
pemasak. Terutama sabun-sabun asam resin nerupakan bahan-bahan pelarut yang efektif yang mempermuda h penghilangan sebagian senyawa – senyawa netral yang sedikit larut
seperti sitosterol dalam kayu pinus dan betulanol dan betulaprenol dalam birch. Karena kayu keras tidak mengandung sam-asam resin, maka sabun tall biasanya ditambahkan
pada pemasakan untuk mengurangi kandungan ekstraktif dalam pulp akhir sampai tingkat yang cukup rendah sehingga ”persoalan pengkerakan” dapat dicegah.
Ekstraktif bereaksi dan mengkonsumsi cukup banyak larutan pemasak. Kebanyakan ektraktif dilarutkan selama pemasakan. Beberapa ektraktif yang terlarut
dapat diolah sebagai hasil samping dari proses kraft. ”minyak tall” dan ”turpentine” adalah beberapa contoh produk. Beberapa material dari ekstraktif yang sangat sulit
dilarutkan dan tersisa dalam pulp disebut material yang tidak disabunkan non saponifiables. Tumpukan pitch getah dalam alat proses juga menimbulkan masalah
kerusakan pada alat.
2.6. Komposisi Lindi Hitam
