BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Apabila jumlah kapur yang ditambahkan berkurang maka white liquor yang dihasilkan akan mempunyai aktif alkali NaOH + Na
2
S yang rendah, sebaliknya apabila kapur ditambahkan terlalu banyak maka akan mempersulit
pengendapan dan penyaringan karena CaO banyak terdapat pada lime mud. 2.
Standart kualitas white liquor yang baik adalah sekitar 106 gl. 3.
Jika konsentrasi white liquornya rendah maka proses penghilangan lignin akan menjadi kurang baik dan jika konsentrasi white liquor tinggi maka serat
selulosa juga akan terserang dan rusak yang berakibat pada rendahnya rendemen pada pulp.
5.2. Saran
Sebaiknya dilakukan pemeriksaan terhadap white liquor dengan menggunakan parameter-parameter lain seperti : Total solid, Total Titratable Alkali, Sulfiditas,
Caustic Efisiensi, dan sebagainya untuk mengetahui kualitas dari white liquor.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Komposisi Kayu
Kayu adalah yang dijadikan sebagai bahan baku yang mengandung serat utama untuk pembuatan pulp dikarenakan rendemen seratnya yang tinggi. Kayu
Eucalyptus berserat pendek dan dikelompokkan dalam kayu keras Training and
Development Center, 2002.
Secara kimia kandungan bahan yang terdapat dalam kayu dapat dibagi 4
empat bagian yaitu:
1. Selulosa
2. Hemiselulosa
3. Lignin
4. Zat ekstraktif
Komposisi dan sifat-sifat kimia komponen-komponen ini sangat berperan dalam proses pembuatan pulp. Secara umum kayu keras hard wood
mengandung lebih banyak selulosa, hemiselulosa dan zat ekstraktif dibandingkan dengan kayu lunak soft wood tetapi kandungan ligninnya lebih sedikit.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1. Komposisi antara kayu keras hard wood dan kayu lunak soft woods
Komponen Kayu lunak
Soft Wood Kayu keras
Hard Wood
Selulosa Hemiselulosa
Lignin Ekstraktif
42 ± 2 27 ± 2
27 ± 2 3 ± 2
45± 2 30± 2
20± 2 5± 2
Tim Training dan Development Centre. 2004
2.1.1. Selulosa
Selulosa adalah karbohidrat kompleks dengan rumus empiris C
6
H
10
O
5 n
. Selulosa tidak larut dalam air dan biasanya merupakan pelarut seperti halnya alkohol dan
eter. Selulosa sangat bersifat resisten untuk bereaksi dengan basa tetapi dapat juga memiliki kelarutan yang baik dalam asam kuat Panshin, 1962.
Selulosa merupakan bagian utama yang membentuk dinding sel dari kayu. Selulosa merupakan polimerisasi yang sangat kompleks dari gugus karbohidrat
yang mempunyai komposisi yang mirip dengan pati yaitu glukosa yang terhidrolisa oleh asam Tim Training dan Development Centre. 2004.
2.1.2. Hemiselulosa
Hemiselulosa adalah polimer karbohidrat bercabang dan lebih pendek dibandingkan dengan selulosa. Secara teknis, hemiselulosa tidak larut dalam air,
ikatannya dapat diputus dengan asam encer. Walaupun beberapa dari
Universitas Sumatera Utara
hemiselulosa larut dalam air, dan tidak semuanya diekstraksi dari rantai sel oleh basa. Pada proses pulp kimia, hemiselulosa dihilangkan dari pulp Panshin, 1962.
Hemiselulosa juga merupakan polimer-polimer gula. Berbeda dengan selulosa yang terdiri hanya dari polimer glukosa, hemiselulosa merupakan polimer
dari 5 bentuk gula yang berlainan yaitu glukosa, maltosa, galaktosa, xylosa, dan arabinosa. Rantai hemiselulosa lebih pendek dibandingkan dengan rantai selulosa
karena hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi yang lebih rendah Tim
Training dan Development Centre, 2004.
2.1.3. Lignin
Lignin adalah bagian ketiga kandungan dinding sel kayu yang penting. Komposisinya masih belum diketahui. Pulp akan mempunyai sifat fisik yangbaik
apabila mengandung sedikit lignin. Hal ini disebabkan karena lignin bersifat hidrofobik dan kaku sehingga menyulitkan dalam proses pendinginan. Banyaknya
lignin akan mempengaruhi konsumsi bahan kimia pemasak dan pemutihan Panshin, 1962.
Lignin merupakan zat yang tidak berbentuk yang bersama-sama dengan selulosa membentuk dinding sel pohon kayu yang berfungsi sebagai bahan
perekat atau semen antara sel-sel selulosa yang membuat kayu menjadi kuat Tim Training dan Development Centre, 2004.
Universitas Sumatera Utara
2.1.4. Ekstraktif
Kayu biasanya mengandung berbagai zat-zat dalam jumlah yang tidak banyak yang disebut dengan istilah ekstraktif. Zat-zat ini dapat dipisahkan dari kayu
dengan memakai pelarut air ataupun pelarut organik seperti eter dan alkohol Tim Training dan Development Centre, 2004.
2.2. Proses Pembuatan 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 pembuatan pulp kayu adalah untuk melepaskan serat-serat yang dapat dikerjakan secara kimia atau secara mekanik atau dengan kombinasi
kedua perlakuan tersebut.
2.2.1. Persiapan Bahan Baku Wood Preparation
Wood preparation adalah langkah awal dalam proses pengolahan pulp.
Gelondongan kayu tersebut kemudian ditumpukkan di wood storage. Gelondongan kayu yang telah siap diolah disebut dengan log yang berukuran
sekitar 3 meter. Log dikupas kulitnya dan dibersihkan kotoran-kotorannya dengan
alat yang disebut dengan debarking drum. Di dalam debarking drum kayu dikuliti sehingga pada ujung drum, kulit-kulit kayu telah terlepas. Kemudian log dicuci.
Log yang sudah bersih kemudian masuk ke chipper. Di dalam chipper kayu
kemudian diiris menjadi potongan-potongan kecil yang disebut dengan chip
Training and Development Centre, 2002
Universitas Sumatera Utara
2.2.2. Pemasakan Kayu
Proses pemasakan kayu yang telah diolah menjadi chip dilakukan di digester plant
. Digester adalah sebuah bejana bertekanan yang di dalamnya dilakukan pemasakan chip dengan menggunakn sejumlah tertentu larutan kimia serta dengan
panas dan tekanan untuk memisahkan serat dengan cara melarutkan bagian-bagian yang bukan serat. Proses tersebut dinamakan dengan pemasakan cooking. Chip
dimasak di dalam digester dengan menggunakan panas dan reaksi kimia. Bahan kimia yang digunakan dalam pemasakan adalah NaOH dan Na
2
S campuran ini dinamakan dengan white liquor Training and Development Centre, 2002.
2.2.3. Pencucian dan Penyaringan Washing dan Screening 2.2.3.1. Pencucian Washing
Air pencuci dan aliran bubur kayu atau pulp memiliki arah yang berlawanan yang disebut dengan counter current washing. Air pencuci menggunakan shower atau
spray pada permukaan bubur atau kayu secara terus menerus dan airnya turun ke
tangki filtrated atau dewatered dengan menggunakan vacum.
2.2.3.2. Penyaringan Screening
Bubur kayu yang berwarna coklat disaring dengan menggunakan suatu alat yang
disebut screener. Bubur kayu yang masuk dari bagian atas dengan masuk secara
berputar dan saling bersentuhan. Serat-serat yang banyak tersebut sangat lentur dan melewati lubang-lubang saringan dan dikirim keluar yang disebut dengan
bubur yang diterima atau accept line yang letaknya pada bagian bawah screen, sedangkan yang reject atau serat yang masih kasar dan ukurannya yang masih
Universitas Sumatera Utara
besar tidak dapat melewati lubang-lubang saringan dan akan menuju ke pipa reject
Learning and Development Center, 2003.
2.2.4. Proses Pemutihan Bleaching
Proses pemutihan dapat dianggap sebagai suatu lanjutan dari proses pemasakan yang dimaksudkan untuk memperbaiki brightness dan kemurnian dari pulp. Hal
ini dapat dicapai dengan cara menghilangkan atau memutihkan bahan pewarna yang tersisa pada pulp. Lignin yang tersisa adalah suatu zat yang paling dominan
untuk menghasilkan warna pada pulp oleh karena itu harus dihilangkan atau
diputihkan learning and Development Centre, 2003.
2.2.5. Pencetakan Pulp
Proses pengolahan bubur kayu menjadi pulp berbentuk lembaran Sheet
dilakukan sebagai berikut :
1. Penyaringan bubur pulp putih
2. Pengeringan Awal
3. Penekanan
4. Pengeringan Akhir
5. Pemotongan dan Pengemasan
Tim Training, 2003.
Universitas Sumatera Utara
2.2. Proses Recaustisizing
Reaksi pokok yang terjadi dalam sistem recausticizing adalah sangat sederhana. CaO bereaksi dengan air untuk membentuk kalsium hidroksida CaOH
2
dan secara berkesinambungan bereaksi dengan natrium karbonat Na
2
CO
3
yang ada dalam green liquor untuk membentuk natrium hidroksida NaOH dan kalsium
karbonat CaCO
3
. Reaksi keseluruhan nya adalah sebagai berikut : Na
2
CO
3 aq
+ CaO
s
+ H
2
O
l
→ 2NaOH
aq
+ CaCO
3s
reaksi eksoterm Dalam green liquor selain Na
2
CO
3
juga terdapat Na
2
S, dimana Na
2
S ini akan terhidrolisa membentuk NaOH dan NaSH.
Na
2
S
s
+ H
2
O
l
→ NaOH
aq
+ NaSH
s
Dari reaksi caustisizing, untuk menghasilkan 80 kg natrium hidroksida dibutuhkan 50 kg CaO 100. Apabila jumlah kapurnya kurang maka white
liquor yang dihasilkan akan mempunyai aktif alkali NaOH + Na
2
S yang rendah, sebaliknya apabila kapurnya terlalu banyak maka akan mempersulit pengendapan
dan penyaringan karena kalsium hidroksida banyak terdapat dalam lime mud. Pada sistem operasi recaustisizing juga meliputi sistem pemisahan liquor dengan
solid, operasi pemisahan liquor meliputi : 1.
Pemisahan padatan, dreg dari green liquor 2.
Pengeringan dan mendaur ulang soda dari padatan dreg 3.
Pemisahan white liquor dari padatan lime mud 4.
Pengeringan dan mendaur ulang soda dari padatan mud
Universitas Sumatera Utara
2.3.1. Proses Pemurnian Green Liquor Green Liquor Clarification
Proses pemurnian green liquor ini diperlukan untuk memisahkan partikel-partikel dreg
yang halus. Dreg yang terikut ke slaker akan memperlambat pengendapan lime mud
dan berdampak negatif terhadap konsentrasi under flow dan juga dapat memperlambat proses pemurnian white liquor. untuk mengurangi fluktuasi pada
green liquor clarifier , dilakukan hal-hal sebagai berikut :
1. Penambahan polimer
2. Stabilisasi tangki
3. Pengontrolan densiti
Peralatan standart yang dipakai untuk memisahkan dreg adalah alat yang disebut dengan clarifier, dengan sistem internal storage. Biasanya dreg yang mengendap
ke bagian bawah clarifier berkisar 8 - 10 padatan. Liquor yang jernih akan naik kebagian atas storage dan akan dipompakan ke slaker.
2.3.2. Pencucian Dreg Dreg washing
Pencucian dreg dilakukan pada dreg precoat filter, lime mud dipakai sebagai precoat
, dreg akan menempel pada precoat dan dipisahkan dengan cara mengkikis permukaan lime mud precoat yang telah ditempeli dreg. Ketebalan
precoat sekitar 75 - 100 mm yang biasanya cukup untuk operasi selama 8 - 24
jam.
2.3.3. Slaking dan Caustisizing
Operasi slaking dan caustisizing adalah operasi yang paling penting dalam mempersiapkan white liquor. Green liquor dengan perbandingan yang terkontrol
Universitas Sumatera Utara
dimasukkan langsung ke slaker. Hidrasi yang kuat dari lime selama slaking akan menguraikan gumpalan dan lime stone, sehingga diperoleh permukaan area reaksi
yang lebih besar dan membebaskan bahan-bahan inert, bahan yang tidak bereaksi selanjutnya dipisahkan pada bagian clarifier. Caustisizer terdiri dari 4 buah tangki
yang dihubungkan secara seri dan dilengkapi dengan alat pengadukan dengan masing-masing tangki mempunyai waktu tinggal reaksi 30 menit.
2.3.4. Preparasi White Liquor
Perubahan natrium karbonat menjadi natrium hidroksida hanya setengah dari proses caustisizing, sedang setengahnya lagi adalah proses pemisahan padat lime
mud dan cairannya white liquor. Proses pemisahan padatan dan cairan terdiri dari
proses sedimentasi dan proses filtrasi.
2.3.4.1. Proses Sedimentasi
Hal yang berpengaruh pada proses ini adalah kecepatan pengendapan dari pada lime mud dan volume mud itu sendiri. Pada proses sedimentasi ini, juga dilakukan
proses clarifier. White liquor yang masih keruh diumpankan ke pipa pengumpan yang terletak dibagian tengah dari alat clarifier. Mud akan mengendap kebawah
dengan kecepatan putaran yang lambat akan mengarahkan mud ke tangan yang
selanjutnya akan dipompakan keluar untuk pengolahan selanjutnya.
2.3.4.2. Proses Filtrasi
Filtrasi adalah proses untuk memisahkan padatan dari cairannya dengan menggunakan medium penyaring yang mempunyai porositas tertentu dimana
Universitas Sumatera Utara
padatan akan tertahan dan cairan akan melewati medium itu. White liquor dipompakan dari white liquor clarifier kedalam tangki bertekanan yang
didalamnya terdapat peralatan penyaring yang berupa tabung berlubang yang dilapisi bahan penyaring yang disebut stocking.
2.3.5. Pengerjaan Lime Mud Lime Mud Handling
Lime mud yang diperoleh dari white liquor clarifier dan pressure filter masih
mengandung sejumlah white liquor yang tentu saja berupa soda. Soda ini harus dipisahkan dulu dari mudnya sebelum mud ini dibakar di lime kiln. Lime mud
harus dicuci dan dikeringkan terlebih dulu sebelum diumpankan ke lime kiln. Bahan kimia natrium yang dipisahkan dari lime mud berupa bahan yang masih
bernilai dan dikembalikan kedalam sistem sebagai weak white liquor.
2.3.6. Penghilangan Air Lime Mud Lime Mud Dewatering
Tahap pengeringan akhir lime mud dilakukan pada rotari drum filter. Lime mud diencerkan sampai kira-kira 25 sebelum diumpankan ke drum filter. Operasi
penyaringan ini menghasilkan mud dengan solid yang lebih tinggi dan pemisahan soda yang lebih baik Training and Development Centre, 2002.
2.4. Total Aktif Alkali
Pembuatan pulp dilakukan dengan larutan yang terdiri atas natrium hidroksida dan natrium sulfida, yang dinamakan lindi putih. Banyaknya aktif alkali yang
digunakan biasanya 4 - 5 mol atau 16 - 20 dari kayu. Proses pemasakan mulai dengan tahap impregnasi setelah serpih-serpih direndam dalam lindi pemasak
Universitas Sumatera Utara
yang terlarut. Laju penetrasi tergantung pada gradien tekanan dan berlangsung cukup cepat, sedangkan difusi dikendalikan oleh konsentrasi bahan-bahan kimia
pemasak yang terlarut Sjostrom, 1995. Dapat dipulihkannya cairan pemasak berarti bahwa proses tersebut secara
perbandingan bebas dari masalah pembuangan residu. Karena tidak ada proses mekanis yang dibutuhkan untuk pemisahan sel, pulp yang dihasilkan secara kimia
tersusun atas serat-serat halus yang sebagian besar tidak rusak. Lebih lanjut karena proporsi lignin yang tinggi dihilangkan dalam proses tersebut, jadi
menghilangkan kekakuan serat dan komponen penting penyebab warna kuning yang disebabkan karena umur pada kertas jadi yang diputihkan, kualitas pulpnya
adalah tinggi haygreen, 1987 . Dalam pembuatan pulp soda lindi pemasak terutama terdiri atas natrium
hidroksida 80 - 85 dan sejumlah kecil natrium karbonat yang berasal dari
reaksi kaustisasi tak sempurna untuk memperoleh natrium hidroksida. Lindi pemasak dalam pembuatan pulp, sulfat mempunyai lebih banyak komponen.
Disamping natrium hidroksida dan natrium karbonat, natrium sulfida adalah bahan kimia pokok pembuatan pulp. Banyaknya alkali yang digunakan dalam
pembuatan pulp kraft, yang merupakan faktor penting dalam pembuatan pulp, yang dinyatakan sebagai aktif alkali NaOH + Na
2
S. Impregnasi serpih yang baik, meripakan persyaratan pokok yang penting untuk delignifikasi kayu secara
homogen. Karena larutan alkali menembus ke dalam kayu lebih baik dari pada larutan asam, maka waktu pemanasan untuk mencapai suhu maksimum dalam
pembuatan pulp lebih pendek dari pada dalam pembuatan pulp dalam suasana asam. Delignifikasi berlangsung dalam tiga tahap karena reaksi bersifat heterogen.
Universitas Sumatera Utara
Delignifikasi awal berlangsung dibawah 140
C, sementara delignifikasi utama berjalan pada suhu diatas 140
C hingga sekitar 90 lignin terlarut. Tahap akhir penghilangan lignin disebut delignifikasi sisa. Proses pembuatan pulp yang
dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa parameter : -
Bahan baku -
Nisbah lindi pemasak terhadap kayu -
Waktu dan suhu pemasakan -
Banyaknya dan konsentrasi bahan kimia pemasak -
Komposisi bahan kimia pemasak Pada umumnya, nisbah lindi pemasak terhadap kayu lebih tinggi menghasilkan
impregnasi yang baik. Waktu pemasakan sangat erat hubungannya dengan suhu pemasakan. Biasanya pada suhu tinggi kualitas pulp menurun. Jumlah bahan
kimia yang digunakan dalam pembuatan pulp dapat dinyatakan sebagai banyaknya alkali yang efektif dan tergantung pada faktor-faktor seperti spesies
kayu, kondisi pemasakan dan sisa lignin yang diperlukan dalam pulp. Konsentrasi alkali merupakan parameter utama dari pelarutan lignin dan polisakarida.
Konsentrasi natrium hidroksida pada permulaan pemasakan sangat bervariasi 20 hingga 80 gl Fengel,1995.
Alkali yang dimasukkan dalam digester adalah untuk melarutkan komponen atau kotoran yang bukan selulosa yang terdapat dalam kayu.
Bertambahnya jumlah alkali yang dimasukkan akan melarutkan lebih banyak lagi komponen-komponen itu sebaliknya berkurangnya jumlah alkali yang
dimasukkan akan menyebabkan kayu tidak masak yang berakibat banyaknya kayu yang bakal terbuang. Harus diingat bahwa untuk penambahan alkali yang terlalu
Universitas Sumatera Utara
tinggi, disertai dengan pemasakan pada temperatur tinggi maka dalam digester proses penghilangan lignin tidak henti-hentinya sehingga bahan kimia pemasak
tadi juga akan menyerang serat selulosa, hal ini akan berakibat lemah dan rendahnya rendemen pemasakan.
Konsentrasi di white liquor juga merupakan hal yang sangat penting. Konsentrasi dinyatakan sebagai gram per liter gl dari aktif alkali sebagai Na
2
O. Jika konsentrasi white liquor rendah maka proses penghilangan lignin akan
menjadi kurang baik dan jika konsentrasi white liquor tinggi maka serat selulosa juga akan terserang dan rusak yang berakibat pada rendahnya rendemen pada
pulp. Normal jumlah aktif alkali yang dimasukkan dalam digester berkisar antara 10 - 18 sebagai Na
2
O, tergantung dari jenis kayunya, kondisi pemasakan dan seberapa jauh tingkat penghilangan lignin yang akan dicapai. Untuk
menyelesaikan suatu proses pemasakan pada waktu relatif singkat, biasanya ditambahkan larutan pemasak atau alkali yang jumlahnya sedikit berlebih.
Kelebihan alkali ini juga bermanfaat untuk menjaga pH dalam digester tidak turun dibawah yang diizinkan dimana lignin yang terlarut akan meresap atau
menggumpal masuk kembali kedalam serat. Kalau jumlah alkali yang dimasukkan lebih banyak maka akan mempercepat kecepatan reaksinya. Dengan
bertambahnya jumlah alkali yang dimasukkan maka akan mengurangi rendemen pulp karena jumlah hemiselulosa yang terlarut bertambah Training and
Development Centre, 2002.
Universitas Sumatera Utara
2.5. Analisis Titrimetri
Kategori