Pengaruh PH dan Jumlah Penggunaan Larutan NaOH Pada Proses Pemutihan Pulp Pada Tahap Ekstraksi Oksidasi (Eop) di Unit Pemutihan Fiber Line PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Teori Umum Kayu

Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam dan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi.Pengertian kayu adalah sesuatu bahan yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan yang merupakan bagian-bagian dari pohon tersebut,setelah diperhitungkan bagian-bagian mana yang lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk tujuan sesuatu penggunaan.Baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar. (Dumanauw, J.F,1993)

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

Tabel 2.1 Komposisi Unsur Kayu.

Unsur-unsur penyusunan kayu itu tergabung dalam sejumlah senyawa organik:selulosa,hemiselulosa dan lignin.(Haygreen,1986)

Unsur %Berat Kering

Karbon 49

Hidrogen 6

Oksigen 44

Nitrogen Sedikit

2.1.1. Sifat Kimia Kayu

Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti yang penting,karena menentukan kegunaan sesuatu jenis kayu. Juga dengan mengetahuinya,kita dapat membedakan jenis-jenis kayu. Susunan kimia kayu digunakan sebagai pengenal ketahanan kayu terhadap serangan mahkluk perusak kayu.Pada umumnya,komponen kimia kayu terdiri dari tiga unsur kayu:

1. Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselulosa 2. Unsur non karbohidrat terdiri dari lignin

3. Unsur yang diendapkan dalam kayuselama proses pertumbuhan dinamakan zat ekstraktif

Komposisi unsur-unsur kimia kayu:

1. Karbon 50% 2. Hidrogen 6 %

3. Nitrogen 0,04-0,10 % 4. Abu 0,20-0,50% 5. Sisanya adalah oksigen

2.1.2. Komponen Kimia Kayu. 1. Selulosa.

Selulosa merupakan bahan kristalin untuk membangun dinding sel.Bahan dasar selulosa adalah glukosa dengan rumus kimia C6H12O6.Selulosa juga

merupakan bahan dasar yang penting bagi industri-industri yang memakai selulosa sebagai bahan baku,misalnya pabrik kertas,pabrik sutra tiruan dan sebagainya.(Dumanauw,J.F, 1993)

2. Hemiselulosa.

Hemiselulosa merupakan semacam selulosa berupa persenyawaan dengan molekul-molekul besar yang bersifat karbohidrat.Kayu mengandung hemiselulosa sekitar 15-25%.Hemiselulosa disusun oleh gula yang bermartabat lima, dengan rumus C5H10O5 yang disebut dengan pentosan atau gula bermartabat enam

(C6H12O6) yang disebut hexosan. Zat-zat ini terdapat sebagai bahan bangunan

dinding-dinding sel juga sebagai bahan zat cadangan.

(Dumanauw,J.F,1993)

3. Lignin.

Lignin adalah suatu polimer yang kompeks dengan berat molekul yang tinggi.Lignin sangat stabil,sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang bermacam-macam,karena susunan lignin dalam kayu tidak menentu.Lignin merupakan bagian yang bukan karbohidrat,sebagai persenyawan yang sederhana dan tidak berstruktur.Di dalam kayu,lignin merupakan bahan yang tidak bewarna,apabila lignin bersentuhan dengan udara, terutama dengan adanya sinar matahari,maka lama-kelamaan lignin akan menjadi kuning.Pada kertas Koran yang terbuat dari serat-serat yang diperoleh secara mekanis dengan lignin yang belum dipisahkan,tidak berumur panjang karena kecenderungannya menjadi kuning.Kertas Koran juga kasar dan massanya besar dan kekuatannya rendah karena serat-seratnya yang kaku memiliki ikatan serat yang lemah.

(Haygreen,J.G,1996)

4. Zat Ekstraktif.

Zat ekstraktif memiliki arti yang penting dalam kayu karena :

1. Dapat mempengaruhi sifat keawetan,warna, bau,dan rasa sesuatu jenis kayu.

2. Dapat digunakan untuk mengenal sesuatu jenis kayu 3. Dapat digunakan sebagai bahan industri

4. Dapat menyulitkan dalam pengerjaan dan mengakibatkan kerusakan alat-alat pertukangan

2.1.3. Sifat Fisik Kimia Kayu. 1. Berat jenis kayu

Makin berat kayu itu,umumnya makin kuat pula kayunya.Semakin ringan suatu jenis kayu, akan berkurang pula kekuatannya.Berat jenis ditentukan oleh dinding sel, kecilnya rongga sel yang berbentuk pori-pori.

2. Keawetan alami kayu.

Yang dimaksud keawetan alami ialah ketahanan kayu terhadap serangan kayu dari luar seperti : jamur,rayap,bubuk,cacing laut dan makhluk lainnya yang diukur dengan jangka tahunan.

3. Higroskopik

Kelembaban kayu sangat melepaskan air atau kelembaban.dipengaruhi oleh suhu udara. Makin lembab udara

disekitarnya akan makin tinggi pula kelembaban kayu. Sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya.

2.1.4. Sifat Mekanik Kayu

Sifat mekanik kayu dibagi menjadi

1. Kekerasan

Yang dimaksud dengan kekerasan kayu ialah suatu ukuran kekuatan kayu menahan gaya yang membuat takik atau lekukan. Juga dapat diartikan sebagai kemampuan kayu untuk menahan kikisan atau abrasi.

2. Kekakuan Kayu

Kekakuan kayu ialah suatu ukuran kekuatannya untuk mampu menahan perubahan bentuk atau lengkungan.

3. Keuletan Kayu

Keuletan tarik kayu adalah kekuatan kayu untuk menahan muatan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu, dimana kekuatan tarik terbesar pada kayu adalah sejajar arah serat. (Dumanauwe. J,F. 1993)

2.2.Pembagian kayu berdasarkan sumber serat

1. Kayu berserat pendek (hard wood). Kayu jenis ini sering juga disebut kayu berdaun lebar.

a. Kayu Alam (Mix Tropical Hard Wood)

Seperti kayu medang,api-api,martolu,raru,hoting,hau dolok,dan lain sebagainya.

Kayu berdaun lebar ini mempunyai struktur sel kayu yang lebih lengkap.

2. Kayu Berserat panjang (Soft Wood)

Kayu ini disebut dengan kayu berdaun jarum seperti kayu pinus.Kayu berdaun jarum ini tidak mempunyai pori-pori (sel pembuluh),melainkan trakeida,yang merupakan bagian terbesar dari volume kayu.

2.3. a.Caustic Soda (NaOH)

Natrium Hidroksida (NaOH) dikenal sebagai caustic soda, adalah sejenis basa logam caustic.Natrium Hidroksida membentuk larutan alkali yang kuat ketika dilarutkan dalam air. Digunakan diberbagai industri,kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan detergen. Natrium Hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia. Natrium Hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pellet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembab cair dan secara sepontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Sangat larut dalam air dan akan melepas panas ketika dilarutkan. NaOH bila dilarutkan di dalam air akan terionisasi menjadi ion Na+ dan OH-. Larutan ini terdiri dari 3 atom, masing-masing 1 atom Na, O, H. Dimana dalam hal ini O dan H tetap bersatu, oleh karena itu apabila NaOH menjadi ion akan terpecah menjadi ion Na+dan ion OH- yang disebut dengan hidroksil. Adapun sifat-sifat NaOH adalah :

1. Warnanya terang benderang 2. Licin dan berbusa

4. Memiliki molekul 40 g/mol 5. Densitas 1,6 g / ltr

6. Titik leleh 3180C (591 K) 7. Mudah bereaksi dengan asam 8. Tidak mudah terbakar

Penambahan caustic soda berfungsi untuk melarutkan Khlorinat Lignin dan zat ekstraktif lainnya yang terdapat dalam bahan baku, sehingga serat selulosa terlepas dari ikatannya. Pada unit pemasakan NaOH digunakan sebagai cairan pemasak (Lindi Putih / White Liquor). Keuntungan dari pemakaian NaOH yaitu larutannya lebih cepat bereaksi dengan lignin, sehingga waktu yang dibutuhkan oleh proses pemasakan lebih singkat, disamping itu NaOH lebih mudah diperoleh dengan harga relatif murah (anonim dan wikipedia).

b.pH

Derajat keasaman(pH) merupakan ukuran konsentrasi ion hidrogen dan tingkat keasaman atau kebasaan pada suatu skala dengan jangkauan dari 0 sampai dengan 14.Titik netral adalah 7,0 dari 7,0 ke 0 sifat keasaman bertambah dan 7,0 ke 14 sifat kebasaan bertambah.Derajat keasaman (pH) memiliki pengaruh yang besar terhadap proses degradasi kandungan pulp.Pada menara ekstraksi kandungan lignin dan ekstraksi kayu harus dihilangkan semaksimal mungkin. (Suhunan,2003)

2.4. Teori Umum Pulp.

Pulp adalah produk utama kayu,terutama digunakan untuk pembuatan kertas,tetapi juga diproses menjadi berbagai turunan selulosa,seperti sutera rayon dan selofan.

Tujuan utama dari pembuatan pulp kayu adalah untuk melepaskan serat-serat yang dapat dikerjakan secara kimia atau secara mekanik atau dengan kombinasi dua tipe perlakuan tersebut.Pembuatan pulp secara kimia adalah proses dimana lignin dihilangkan sama sekali hingga serat-serat kayu mudah dilepaskan pada pembongkaran dari bejana-bejana pemasak(digester) atau paling tidak setelah perlakuan mekanik lunak.Hampir semua produksi pulp kimia didunia ini berdasarkan proses-proses sulfit atau sulfat(kraft).

Pada pembuatan pulp kraft sistem pemasakan alkali bertekanan pada suhu tinggi.Menurut metode yang diusulkan oleh C.Watt dan H.Burgess.Larutan Natrium Hidroksida digunakan sebagai lindi pemasak dan lindi bekas yang dihasilkan dipekatkan dengan cara penguapan atau dibakar.Leburan yang terdiri atas Natrium karbonat diubah kembali menjadi natrium hidroksida dan kalsium hidroksida(konstitasi).Karena Natrium karbonat digunakan sebagai imbuhan, maka proses pemasakan dinamakan proses soda.

Pada tahun 1960-an,produksi pulp kraft juga telah naik lebih cepat daripada pulp sulfit karena beberapa faktor seperti pemulihan bahan kimia yang lebih sederhana dan lebih ekonomis dan sifat-sifat pulp yang lebih baik hubungannya dengan kebutuhan pasar.Pengenalan bahan-bahan pengelantang yang efektif,terutama klorin dioksida telah menghapuskan kesukaran terdahulu mengenai pengelantangan pulp-pulp kraft menjadi derajat putih yang tinggi dan pra-hidrolisis kayu telah memungkinkan untuk menghasilkan pulp-pulp pelarutan(dissolving pulp) berkualitas tinggi dengan proses kraft.

Proses kraft ini juga mempunyai sisi kelemahan yang sukar diatasi yaitu gas-gas berbau tidak enak dan kebutuhan bahan kimia pengelantangan yang tinggi pada pulp-pulp kraft kayu lunak.Namun menurut perkembangan terakhir dapat diharapkan bahwa modifikasi baru akan membawa perbaikan-perbaikan dalam hal kebutuhan lingkungan.(Sjostrom,1995)

2.4.1. Metode Pembuatan Pulp

Ada dua macam yaitu secara kimia (chemical pulping) dan proses mekanikal(mechanical pulping).

Kertas yang sering kita gunakan itu umumnya terbuat dari kayu atau lebih tepatnya dari serat kayu dicampur dengan bahan-bahan kimiasebagai pengisi dan penguat kertas.Kayu yang digunakan umumnya jenis akasia.Kayu jenis ini umumnya berserat pendek sehingga kertas menjadi rapuh.Di mesin pembuat kertas(paper machine),serat kayu ini dicampur dengan kayu yang berserat panjang contohnya pinus.Proses pembuatan pulp dimulai dengan penyediaaan bahan baku,dengan cara mengambil dari hutan industri kemudian disimpan dengan tujuan pelapukan dan persediaan bahan baku.

Kayu yang siap diolah ini disebut dengan log.Kemudian log ini dikupas kulitnya dengan alat yang berbentuk drum disebut Drum Barker.Setelah itu log melewati stone trap (alat yang berbentuk silinder berfungsi untuk membuang batu yang menempel pada log),setelah itu log dicuci.Log yang sudah bersih ini kemudian diiris menjadi potongan kecil yang disebut denganchip.Chips kemudian dikirim ke penyaringan.Chip yang bisa dipakai(ukuran standar (25x25x10 mm).Chip yang standar disimpan ditempat penampungan.

Dari tempat penampungan chip dibawa dengan conveyor ke bejana(digester).Steam dimasak dengan beberapa tahap.Pertama di kukus(presteamed),kemudian baru dipanaskan dengan steam di steaming vessel.Chip dimasak dengan cairan pemasak yang disebut dengan cooking liquor.

Tahap selanjutnya setelah bubur kertas siap kemudian dicuci dengan tujuan untuk memisahkan cairan sisa hasil pemasakan dan mengurangi dampak terhadap lingkungan.Proses selanjutnya pulp disaring (screening) agar terbebas dari bahan-bahan pengotor yang dapat mengurangi kualitas pulp.Proses penyaringan ini ada dua tahap,yaitu penyaringan kasar dan penyaringan halus. Proses akhir dari penyaringan berada pada sand removal cyclones untuk memisahkan pasir dari pulp.Kemudian bubur kertas dicampur dengan oksigen(O2)

dan natrium hidroksida(NaOH) di dalam delignifikasi tower sebelum di cuci di washer.Tujuan dari pencampuran ini adalah untuk mengurangi pemakaian bahan-bahan kimia pada tahap pengelantangan (bleaching), mengurangi kandungan lignin.Bubur kertas ini kemudian dikelantang (bleaching) dengan bahan kimia didalam proses bleaching untuk mencapai derajat keputihan sesuai standart ISO.Pulpkemudian disimpan atau dikirim ke paper machine untuk diolah menjadi kertas

2.4.2 Bahan kimia dalam proses pemutihan. 1. Sodium Hidroksida(NaOH)

Pada saat klorin dioksida bereaksi dengan lignin dan resin,sebagian besar yang dihasilkan tersebut larut dengan air. Karena klorinat lignin dan resin sangat mudah larut dalam larutan alkali. Perlakuan alkali menyusul setelah

proses klorinasi. Sodium Hidroksida(caustic soda) merupakan salah satu alkali kuat.Ini merupakan bahan kimia yang dapat menyebabkan luka bakar pada kulit. Penanganan caustic soda harus memperhatikan keseluruhan tindakan pencegahan pada proses pemutihan normalnya dipergunakan alkali encer dengan konsentrasi kira-kira 120 g/l.

2. Oksigen

Gas oksigen dipergunakan sebagai salah satu zat pemutih bersama-sama dengan alkali pada tahap ekstraksi. Gas oksigen memperkuat sifat-sifat pulp yang diputihkan. Hal ini mungkin membuat berkurangnya emisi yang dapat mengganggu terhadap lingkungan.

3. Khlorin Dioksida (ClO2)

Klorin dioksida adalah salah satu bahan kimia pengoksidasi kuat,kerja dari proses pemutihan ini umumnya dengan cara oksidasi terhadap lignin.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 klorin dioksida adalah stabil. Pada bleaching plants,klorin dioksida digunakan sebagai suatu larutan gas di dalam air.(Suhunan,2003)

2.5 Proses pembuatan Pulp

2.5.1 Bahan baku

Bahan baku untuk pembuatan pulp adalah : 1. Chips

Kualitas chips yang akan dipakai sebagai bahan baku dalam pemasakan merupakan hal yang sangat penting untuk diperhatikan operasi keseluruhan pabrik pulp,dimana akan berpengaruh terhadap kualitas pulp yang dihasilkan.

Kayu dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu jenis hard wood dan jenis soft wood.Kayu jenis soft wood menghasilkan pulp yang lebih kuat dibandingkan jenis hard wood karena serat-seratnya lebih panjang dan lebih lentur dibandingkan dengan serat yang terdapat pada kayu hard wood.

2. White Liquor.

White Liquor adalah media pemasak yang terdiri dari beberapa bahan-bahan kimia yang berupa larutan berair :

1. Natrium Hidroksida 2. Natrium Sulfida(Na2S)

Konsentrasi dari masing-masing zat tersebut mempunyai peranan yang sangat penting dalam reaksinya dengan kayu yaitu :

1. Pengurangan pada konsentrasi alkali aktif yang berarti menambah jumlah pengencer berakibat pada beban penguapan yang lebih besar. 2. Pengurangan sulfidity akan berakibat pada kualitas pulp(lebih banyak

pemutusan rantai yang terjadi) karena adanya penambahan konsentrasi ion hidroksil

2.5.2 Proses Pemasakan (Digester)

Digester merupakan bejana yang berguna untuk memasak chips dan hasil pemasakan akan menghasilkan bubur pulp.Digester di PT. Toba Pulp

Lestari, tbk ada 14 buah.Chips dimasukkan ke digester melalui conveyor,kemudian chips dimasukkan ke digester masing-masing 75 ton. Dari heater dimasukkan steam (panas) sampai 1700C.Kemudian diturunkan pressure atau tekanan sampai 45 bar dan dimasukkan cairan pemasak berupa white liquor dan black liquor. White liquor mengandung NaOH dan Na₂S,sementara black liquor berasal dari sisa –sisa pemasakan.

Setelah itu ditambahkan lagi steam (panas) sampai 1700C,dan dipompakan ke MD steam. Dari MD steam dialirkan melaui dua jalur yaitu jalur atas dan bawah,setelah itu dipompakan lagi dari awal sampai akhir dan masuk ke blow tank

2.5.3 Pencucian dan Penyaringan (Washing and Screening)

Tahap selanjutnya yaitu pencucian dengan tujuan untuk memisahkan cairan sisa hasil pemasakan dan mengurangi dampak terhadap lingkungan. Washing digunakan untuk memisahkan serat dari kotoran-kotoran,dimana alat pencuci ini terdiri dari saringan yang menutupi silinder yang berputar didalam vat. Prinsip dari pencucian ini adalah dengan menggunakan air sedikit mungkin dengan tingkat kebersihan pulp yang dihasilkan setinggi mungkin. Air pencucimenggunakan shower yang disemprotkan dipermukaan bubur kayu secara terus-menerus dan airnya turun ke tanki filtrat dengan menggunakan vakum. Pulp berwarna coklat dari digester plant selanjutnya dicuci dan disaring dimana pulp dibersihkan dari kayu yang tidak masak(knots) dan dari serat kayu yang tidak terurai (shives).Pulp dicuci dengan air panas untuk memudahkan proses pemutihan untuk tahap

selanjutnya. Proses selanjutnya pulp disaring (screening) untuk memisahkan kotoran-kotoran.

2.5.4 Pengelantangan (Bleaching)

Proses bleaching merupakan kelanjutan dari proses pembuatan pulp. Warna pada pulp yang belum diputihkan umumnya disebabkan oleh lignin yang tersisa.Lignin yang tersisa adalah suatu zat yang paling dominan untuk menghasilkan warna pulp,oleh karena itu harus dihilangkan atau diputihkan. Bahan kimia yang digunakan pada proses bleaching yaitu Natrium Hidroksida(NaOH),Oksigen(O2),Klorin Dioksida (ClO2) dan Hidrogen

Peroksida (H2O2)

2.5.5 Mesin Pencetak (Pulp Machine)

Pulp Machine merupakan integrasi dari bagian operasi pabrik pulp. Dimana pulp machine(peralatan mesin) yang digunakan untuk mengubah bubur pulp dari area bleaching menjadi lembaran pulp dengan kekeringan lebih kurang 10%.Pulp machine merupakan tahap akhir pada proses produksi pulp. Pulp machine dirancang yang mempunyai fungsi utama memisahkan air dari bubur pulp dengan cara sangat effisien tanpa merusak struktur serat. Pulp machine dibagi menjadi 6 bagian :

1. Bleach Screening yaitu untuk memisahkan pulp dari kotoran-kotoran 2. Wire fourdrinier yaitu untuk mencetak bubur pulp menjadi lembaran pulp 3. Press Section yaitu untuk memadatkan lembaran pulp dengan cara di press 4. Dryer yaitu untuk mengeringkan lembaran pulp

5. Cutter Layboy yaitu untuk proses pemotongan lembaran pulp dengan

6. Bailing Line yaitu untuk penataan lembaran pulp menjadi bate dan unit setelah lembaran pulp dibungkus dan diikat pakai kawat selanjutnya dikirim ke pelanggan.

2.6 Tahapan Proses Pemutihan

Proses ini dapat dianggap sebagai lanjutan proses pemasakan yang dimaksudkan untuk memperbaiki tingkat keputihan dan kemurnian pada 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 pulp oleh karena itu,harus dihilangkan atau diputihkan.

Pengurangan kandungan resin didalam pulp juga merupakan faktor lain yang penting dalam proses pemutihan.Warna pada pulp yang belum diputihkanumumnya disebabkan oleh lignin yang tersisa.Penghilangan lignin lebih banyak pada proses pemasakan,tetapi akan mengurangi hasil yang banyak sekali dan merusak serat sehingga menghasilkan kualitas pulp yang rendah.

Pada normalnya proses penghilangan lignin adalah melarutkan pulp kebentuk yang larut dengan air. Penghilangan bentuk-bentuk lignin merupakan kehilangan sebagian dari hasil proses pemutihan,yang mana ini adalah diantara 5% sampai dengan 10%(dihitung dari mulai pulp yang telah selesai dimasak),tergantung pada metoda pemasakan dan sasaran tingkat keputihan pada pulp.

Lignin pada pulp kelihatan pada berbagai macam bentuk tergantung pada kondisi-kondisi proses pulp yang berlangsung. Lignin ini sangat reaktif yang berarti bahwa ini mudah dipengaruhi oleh bahan kimia seperti klorin,hidrogen peroksida dan NaOH, kemudian molekul terurai menjadi partikel-partikel yang lebih kecil yang larut dalam air dan dapat dihilangkan dari pulp.Tahap pemutihan dengan klorin dioksida menghasilkan tingkat keputihan pulp (brightness) yang tinggi. Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida dapat menghancurkan lignin tanpa merusak selulosa.

2.6.1. Tahap Klorinasi (Do)

Pada tahap klorinasi,lignin diklorinasi menjadi klorilignin(yang akan menjadi terlarut pada tahap ekstraksi),sehingga proses delignifikasi terjadi. Peningkatan brightness setelah melalui tahap-tahap Klorinasi Ekstraksi Alkali sangatlah kecil. Oksigen juga dipergunakan pada tahap ekstraksi dan terutama digunakan pada proses delignifikasi.

Tahap pemutihan dengan klorindioksida menghasilkan tingkat keputihan pulp yang tinggi. Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida menghancurkan lignin tanpa merusak selulosa.Klorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan substitusi. Reaksi ini mengeluarkan lignin dan oleh karena itu,beberapa akan terlarut dalam tahap klorinasi.

Subsitusi :Cl2+( Lignin)→(Lignin)−��+���

Selanjutnya dicuci dan disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari pulp selanjutnya pulp dikirim ke tahap pengelantangan berikutnya.

2.6.2. Tahap Oksidasi Ekstraksi (Eop)

Tahap kedua pada bleaching plant dengan banyak tahapan ini merupakan tahap pemurnian dari tahap klorinasi.Tujuan utama dari penambahan alkali (NaOH) pada tahap ekstraksi adalah melarutkan komponen-komponen penyebab warna yang kemungkinan besar larut dalam larutan alkali (NaOH). Kelarutan klorinat dan lignin yang teroksidasi,dan komponen-komponen warna lain yang meningkatkan tingkat keputihan dalam tahap pemutihan selanjutnya.

Proses oksidasi kimia seperti klorin dioksida, peroksida,yang digunakan setelah tahap ekstraksi,merupakan bahan-bahan kimia yang mahal. Konsumsi bahan kimia tersebut akan menjadi tinggi jika tidak ada tahap ekstraksi yang mengeluarkan lignin dan beberapa hemiselulosa dari pulp. Klorilignin yang tidak larut dalam air panas dan media asam larut dalam larutan alkali (NaOH) pada temperatur yang rendah.Pada temperatur yang lebih tinggi,hemiselulosa (pentosan) larut,sehingga menyebabkan kehilangan produksi pulp untuk golongan kertas.Parameter-parameter proses pada oksidasi ekstraksi yaitu temperatur, pH, brightness dan viscosity.

Pengujian viskositas dilakukan untuk menentukan kekuatan yang dimiliki oleh pulp, pengujian mengevaluasi derajat polimerisasi dari pada selulosa atau dengan kata lain degradasi serat selulosa. Tingkat keputihan yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap pemutihan/oksidasi berikutnya dan ekstraksi kappa lebih

rendah dapat dicapai jika temperatur ekstraksi dijaga pada suhu 800C.Tingkat keputihan juga harus mencapai 80-85% sesuai standart ISO dan akan bekerja secara maksimal pada pH 10-11.

2.6.3. Tahap Klorin Dioksida(D1)

Proses pemutihan tahap III dimana pulp dari tahap II diputihkan kembali untuk mendapat tingkat keputihan yang diinginkan, dengan menggunakan bahan kimia ClO2 yang direaksikan pada temperatur 800C. Selanjutnya dicuci dan

disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari pulp nya.

Klorin dioksida adalah suatu bahan pemutih yang akan berpengaruh terhadap lignin dan memberikan tingkat putih yang tinggi pada pulp tanpa memperlemah kekuatannya.

2.6.4 Tahap Klorin Dioksida(D2)

Proses pemutihan tahap keempat dimana prosesnya sama dengan tahap ketiga dimana pulp dari tahap klorin dioksida diputihkan kembali supaya mencapai derajat brightness yang lebih tinggi dari tahap III dan bahan kimia yang digunakan adalah ClO2 pada temperatur 800C selanjutnya dicuci dan disaring

untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari pulp nya.

Temperatur yang optimum untuk pemutihan tahap ini adalah 800C,jika temperatur lebih rendah daripada ini,klorin yang dikonsumsikan tidak mencukupi untuk mencapai brightness lebih dari 800C sesuai standart ISO. Jika temperatur dinaikkan lebih tinggi secara substansial,reaksi sangat cepat dapat terjadi tetapi ada suatu resiko terhadap semua pemakaian klorin dioksida sebelum reaksi berakhir yang disertai dengan pengembalian warna.

2.7.Variabel-varibel Proses Pada Oksidasi Ekstraksi 1. Kekentalan

Keefektifan proses ekstraksi tergantung pada 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 untuk menaikan temperatur.

2. Temperatur

Brightness yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap pemutihan / oksidasi berikutnya dan ekstraksi kappa lebih rendah dapat dicapai jika temperatur ekstraksi dijaga pada suhu 65 – 700C. Temperatur diatas 700C tidak menunjukan adanya hasil-hasil yang menguntungkan.

3. Waktu Reaksi

Bilangan kappa berkurang dengan suatu kenaikan terhadap waktu reaksi pada saat parameter- parameter lainnya dijaga ketat. Hal ini secara terus menerus berkurang setelah suatu reaksi dengan waktu yang sangat lama.Ada 2 bentuk reaksi untuk menghilangkan lignin, sebuah tahap awal delignifikasi yang sangat cepat diikuti dengan 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.

5. PH

Ketika pulp yang dicuci diklorinasi, pH dengan cepat turun lebih rendah dari 2 sebagai akibat pemakaian klorin yang dihasilkan HCl. pH memiliki pengaruh yang besar proses eliminasi lignin secara khusus terhadap degrasi kandungan pulp. Pulp dengan pH 2 keluar dari menara klorinasi masuk ke menara ekstraksi oksidasi. Di menara ekstrasi kandungan lignin dan ekstraktif kayu harus dihilangkan semaksimal mungkin.Dengan penambahan caustic soda (NaOH) pH 2 dinaikan hingga pH berkisar antara 10-11. Penghilangan lignin dan ekstraktif tidak akan sempurna dengan pH dibawah 10, akan tetapi dengan pH lebih besar dari 11 akan mendegrasi serat selulosa.

6. Pengadukan

Ketika lignin sudah dikeluarkan dari pulp pada proses pemutihan dengan oksigen,tingkat keputihan meningkat. Hal ini umumnya disebabkan oleh delignifikasi, dan bukan proses penghilangan lignin. Tujuan dari pengadukan ini adalah untuk mendistribusikan bahan-bahan kimia yang ditambahkan secara merata. Pengadukan yang tidak baik dapat menghasilkan tingkat keputihan yang tidak seragam. (Suhunan, 2003)

6. Bailing Line yaitu untuk penataan lembaran pulp menjadi bate dan unit

setelah lembaran pulp dibungkus dan diikat pakai kawat selanjutnya dikirim ke pelanggan.

2.6 Tahapan Proses Pemutihan

Proses ini dapat dianggap sebagai lanjutan proses pemasakan yang dimaksudkan untuk memperbaiki tingkat keputihan dan kemurnian pada 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 pulp oleh karena itu,harus dihilangkan atau diputihkan.

Pengurangan kandungan resin didalam pulp juga merupakan faktor lain yang penting dalam proses pemutihan.Warna pada pulp yang belum diputihkanumumnya disebabkan oleh lignin yang tersisa.Penghilangan lignin lebih banyak pada proses pemasakan,tetapi akan mengurangi hasil yang banyak sekali dan merusak serat sehingga menghasilkan kualitas pulp yang rendah.

Pada normalnya proses penghilangan lignin adalah melarutkan pulp kebentuk yang larut dengan air. Penghilangan bentuk-bentuk lignin merupakan kehilangan sebagian dari hasil proses pemutihan,yang mana ini adalah diantara 5% sampai dengan 10%(dihitung dari mulai pulp yang telah selesai dimasak),tergantung pada metoda pemasakan dan sasaran tingkat keputihan pada pulp.

Lignin pada pulp kelihatan pada berbagai macam bentuk tergantung pada kondisi-kondisi proses pulp yang berlangsung. Lignin ini sangat reaktif yang berarti bahwa ini mudah dipengaruhi oleh bahan kimia seperti klorin,hidrogen peroksida dan NaOH, kemudian molekul terurai menjadi partikel-partikel yang lebih kecil yang larut dalam air dan dapat dihilangkan dari pulp.Tahap pemutihan dengan klorin dioksida menghasilkan tingkat keputihan pulp (brightness) yang tinggi. Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida dapat menghancurkan lignin tanpa merusak selulosa.

2.6.1. Tahap Klorinasi (Do)

Pada tahap klorinasi,lignin diklorinasi menjadi klorilignin(yang akan menjadi terlarut pada tahap ekstraksi),sehingga proses delignifikasi terjadi. Peningkatan brightness setelah melalui tahap-tahap Klorinasi Ekstraksi Alkali sangatlah kecil. Oksigen juga dipergunakan pada tahap ekstraksi dan terutama digunakan pada proses delignifikasi.

Tahap pemutihan dengan klorindioksida menghasilkan tingkat keputihan pulp yang tinggi. Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida menghancurkan lignin tanpa merusak selulosa.Klorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan substitusi. Reaksi ini mengeluarkan lignin dan oleh karena itu,beberapa akan terlarut dalam tahap klorinasi.

Subsitusi :Cl2+( Lignin)→(Lignin)−��+���

Selanjutnya dicuci dan disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari pulp selanjutnya pulp dikirim ke tahap pengelantangan berikutnya.

2.6.2. Tahap Oksidasi Ekstraksi (Eop)

Tahap kedua pada bleaching plant dengan banyak tahapan ini merupakan tahap pemurnian dari tahap klorinasi.Tujuan utama dari penambahan alkali (NaOH) pada tahap ekstraksi adalah melarutkan komponen-komponen penyebab warna yang kemungkinan besar larut dalam larutan alkali (NaOH). Kelarutan klorinat dan lignin yang teroksidasi,dan komponen-komponen warna lain yang meningkatkan tingkat keputihan dalam tahap pemutihan selanjutnya.

Proses oksidasi kimia seperti klorin dioksida, peroksida,yang digunakan setelah tahap ekstraksi,merupakan bahan-bahan kimia yang mahal. Konsumsi bahan kimia tersebut akan menjadi tinggi jika tidak ada tahap ekstraksi yang mengeluarkan lignin dan beberapa hemiselulosa dari pulp. Klorilignin yang tidak larut dalam air panas dan media asam larut dalam larutan alkali (NaOH) pada temperatur yang rendah.Pada temperatur yang lebih tinggi,hemiselulosa (pentosan) larut,sehingga menyebabkan kehilangan produksi pulp untuk golongan kertas.Parameter-parameter proses pada oksidasi ekstraksi yaitu temperatur, pH,

brightness dan viscosity.

Pengujian viskositas dilakukan untuk menentukan kekuatan yang dimiliki oleh pulp, pengujian mengevaluasi derajat polimerisasi dari pada selulosa atau dengan kata lain degradasi serat selulosa. Tingkat keputihan yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap pemutihan/oksidasi berikutnya dan ekstraksi kappa lebih

rendah dapat dicapai jika temperatur ekstraksi dijaga pada suhu 800C.Tingkat keputihan juga harus mencapai 80-85% sesuai standart ISO dan akan bekerja secara maksimal pada pH 10-11.

2.6.3. Tahap Klorin Dioksida(D1)

Proses pemutihan tahap III dimana pulp dari tahap II diputihkan kembali untuk mendapat tingkat keputihan yang diinginkan, dengan menggunakan bahan kimia ClO2 yang direaksikan pada temperatur 800C. Selanjutnya dicuci dan disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari pulp nya.

Klorin dioksida adalah suatu bahan pemutih yang akan berpengaruh terhadap lignin dan memberikan tingkat putih yang tinggi pada pulp tanpa memperlemah kekuatannya.

2.6.4 Tahap Klorin Dioksida(D2)

Proses pemutihan tahap keempat dimana prosesnya sama dengan tahap ketiga dimana pulp dari tahap klorin dioksida diputihkan kembali supaya mencapai derajat brightness yang lebih tinggi dari tahap III dan bahan kimia yang digunakan adalah ClO2 pada temperatur 800C selanjutnya dicuci dan disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari pulp nya.

Temperatur yang optimum untuk pemutihan tahap ini adalah 800C,jika temperatur lebih rendah daripada ini,klorin yang dikonsumsikan tidak mencukupi untuk mencapai brightness lebih dari 800C sesuai standart ISO. Jika temperatur dinaikkan lebih tinggi secara substansial,reaksi sangat cepat dapat terjadi tetapi ada suatu resiko terhadap semua pemakaian klorin dioksida sebelum reaksi berakhir yang disertai dengan pengembalian warna.

2.7.Variabel-varibel Proses Pada Oksidasi Ekstraksi 1. Kekentalan

Keefektifan proses ekstraksi tergantung pada 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 untuk menaikan temperatur.

2. Temperatur

Brightness yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap pemutihan /

oksidasi berikutnya dan ekstraksi kappa lebih rendah dapat dicapai jika temperatur ekstraksi dijaga pada suhu 65 – 700C. Temperatur diatas 700C tidak menunjukan adanya hasil-hasil yang menguntungkan.

3. Waktu Reaksi

Bilangan kappa berkurang dengan suatu kenaikan terhadap waktu reaksi pada saat parameter- parameter lainnya dijaga ketat. Hal ini secara terus menerus berkurang setelah suatu reaksi dengan waktu yang sangat lama.Ada 2 bentuk reaksi untuk menghilangkan lignin, sebuah tahap awal delignifikasi yang sangat cepat diikuti dengan 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.

5. PH

Ketika pulp yang dicuci diklorinasi, pH dengan cepat turun lebih rendah dari 2 sebagai akibat pemakaian klorin yang dihasilkan HCl. pH memiliki pengaruh yang besar proses eliminasi lignin secara khusus terhadap degrasi kandungan pulp. Pulp dengan pH 2 keluar dari menara klorinasi masuk ke menara ekstraksi oksidasi. Di menara ekstrasi kandungan lignin dan ekstraktif kayu harus dihilangkan semaksimal mungkin.Dengan penambahan caustic soda (NaOH) pH 2 dinaikan hingga pH berkisar antara 10-11. Penghilangan lignin dan ekstraktif tidak akan sempurna dengan pH dibawah 10, akan tetapi dengan pH lebih besar dari 11 akan mendegrasi serat selulosa.

6. Pengadukan

Ketika lignin sudah dikeluarkan dari pulp pada proses pemutihan dengan oksigen,tingkat keputihan meningkat. Hal ini umumnya disebabkan oleh delignifikasi, dan bukan proses penghilangan lignin. Tujuan dari pengadukan ini adalah untuk mendistribusikan bahan-bahan kimia yang ditambahkan secara merata. Pengadukan yang tidak baik dapat menghasilkan tingkat keputihan yang tidak seragam. (Suhunan, 2003)