Pengaruh Penambahan Oksigen (O2) Pada Tower EOP Terhadap Jumlah Pemakaian Klorin Dioksida (ClO2) Pada Tower D1 Di Unit Bleaching Di PT. Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea

PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O

2

) PADA TOWER E

OP

TERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO

2

)

PADA TOWER D

1

DI UNIT BLEACHING DI PT. TOBA PULP

LESTARI,Tbk PORSEA.

TUGAS AKHIR

HERDIANUS MANALU

082409002

PROGRAM STUDI DIPLOMA -3 KIMIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2011

PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O

2

) PADA TOWER E

OP

TERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO

2

)

PADA TOWER D

1

DI UNIT BLEACHING DI PT. TOBA PULP

LESTARI,Tbk PORSEA.

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai

gelar Ahli madya

HERDIANUS MANALU

082409002

PROGRAM STUDI DIPLOMA -3 KIMIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2011

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O2)

PADA TOWER EOP TERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO2) PADA TOWER D1 DI UNIT BLEACHING DI PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA.

Kategori : KARYA ILMIAH

Nama : HERDIANUS MANALU

Nomor Induk Mahasiswa : 082409002

Program Studi : DIPLOMA TIGA (D3) KIMIA INDUSTRI

Departeman : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, Juni 2011

Diketahui

Program studi D-3 Kimia Industri FMIPA USU

Ketua Pembimbing

Dra. Emma Zaidar, M.Si Dr. Rumondang Bulan, M.S NIP. 195512181987012001 NIP. 195408301985032001

Diketahui/ disetujui oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua

Dr. Rumondang Bulan, M.S NIP195408301985032001

PERNYATAAN

PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O2) PADA TOWER EOP TERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO2) PADA

TOWER D1 DI UNIT BLEACHING DI PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2011

HERDIANUS MANALU 082409002

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan kasihnya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah ini berjudul PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O2) PADA TOWER EOP TERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO2) PADA TOWER D1 DI UNIT BLEACHING DI PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA.

Adapun tujuan dari penulisan karya ilmiah ini adalah untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Ahli Madya di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Selain itu penulis juga mengharapkan dapat menambah wawasan serta pengetahuan bagi para pembaca khususnya mahasiswa jurusan Kimia Industri.

Dalam kesempatan, ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Sutarman, M.sc selaku dekan fakultas MIPA USU yang telah banyak membantu selama penulis menjalani studi

2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS. Selaku dosen pembimbing sekaligus ketua departemen kimia yang bersedia meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini

3. Ibu Dra.Emma Zaidar, MS. Selaku ketua jurusan D3 kimia industri yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini

4. Teristimewa buat Ayahanda dan Ibunda tercinta, Bapak M. Manalu dan Ibu T. Sitinjak, kakanda, B’Juanda, K’Hotnauli, B’Desman serta adinda, Candi, Sarida, Rahmat. yang penulis sayangi yang telah banyak memberikan dukungan kepada penulis dalam segala hal baik moril maupun materil dalam menyelesaikan karya ilmiah ini

5. Buat rekan-rekan satu tim selama PKL, Bernando,Eka, Rohani, Yenni

6. Buat rekan-rekan seperjuangan di Kimia Industri khususnya KIN stambuk 2008

7. Buat karyawan-karyawan di PT.Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea, Pak Suhunan sirait, B’sefliadi, B’Mestika, B’rikson, B’frans serta bapak-bapak yang tidak tersebutkan namanya yang telah bersedia memberikan ilmunya untuk mengajari penulis selama PKL.

8. Buat teman-teman satu kost, B’chaya dll yang ikut berpartisipasi baik itu membantu ataupun mengganggu penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini 9. Buat orang-orang yang tidak tersebutkan namanya yang mungkin ikut

Penulis menyadari bahwa cara penulisan karya ilmiah ini serta isinya masih jauh dari sempurna. Maka untuk itu penulis dalam hal ini dengan kerendahan hati sangat mengharapkan masukan berupa kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan karya ilmiah ini.

Akhir kata penulis ucapkan banyak trimakasih yang tidak ternilai harganya kepada semua pihak yang telah mambantu demi selesainya karya ilmiah ini semoga Tuhan membalas budi yang telah diberikan. Harapan penulis semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juni 2011 Penulis

ABSTRAK

Proses Bleaching di PT. Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea menggunakan ClO2 sebagai zat untuk menghilangkan atau memutihkan bahan pewarna pada pulp. Lignin yang tersisa adalah zat yang paling dominan untuk menghasilkan warna pada pulp, oleh karea itu harus dihilangkan. Semakin banyak jumlah pemakaian ClO2 pada proses bleaching, khususnya D1 stage maka brightness yang dihasilkan semakin tinggi. Pemakaian ClO2 pada pulp harus sesuai dengan lignin yang akan dihilangkan pada pulp tersebut. Konsentrasi ClO2 yang dikonsumsi tidak terlalu tinggi sehingga tidak menimbulkan emisi lingkungan. Maka untuk itu, selain untuk mengurangi emisi lingkungan dan mengurangi jumlah pemakaian ClO2 maka penambahan oksigen perlu dilakukan disamping juga sebagai pelindung daripada serat selulosa pada pulp. Standart derajat keputihan pada pulp di D1 stage adalah 88-90% ISO dan konsentrasi ClO2 pada D1 stage adalah 7-8 gram/liter.

THE INFLUENCE INCREASING OF O2 AT EOP TOWER TO

CONSUMSTION OF KHLORIN DIOKSIDE (ClO

2

) AT D1 TOWER

UNIT BLEACHING PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA.

ABSTRACT

Bleaching Proses in PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea uses ClO2 as material bleaching to disappearing or whitening color substance of pulp. Remained lignine is very dominan substance to make coloring of the pulp, therefore it must be eliminated. If much more ClO2 uses at bleaching process, specifically at D1 stage, it will make much more brightness too. The usage of ClO2 at pulp process be equal to the amount of lignine to be eliminated from the pulp. The concentration is not too high, so it will not show environment emition. Because of, moreover decrease of environment emition and decrease consumstion of ClO2 so, increasing of O2 need protect for sellulosa in pulp. Standart of quality of pulp brightness uses at D1 Stage is 88-90% ISO and ClO2 concentration at D1 stage is 7-8 gram/liter.

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN i

PERNYATAAN ii

PENGHARGAAN iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN ix

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1Latar Belakang 1

1.2Permasalahan 4

1.3Tujuan 4

1.4Manfaat 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 6

2.1 Pengertian Kayu 6

2.2 Warna Kayu 6

2.3 Higroskopis 7

2.4 Kadar Air Kayu 7

2.5 Klasifikasi Tumbuhan Berkayu 8

2.6 Penelitian Komponen Kimia 8

2.6.1 Zat-zat Makromolekul 8

2.6.1.1 Selulosa 9

2.6.1.2 Poliosa 11

2.6.1.3 Lignin 11

2.6.1.4 Senyawa Polimer Minor 12

2.6.2 Zat-zat Berat molekul Rendah 12

2.7 metode Pembuatan Pulp 13

2.7.1 Secara Mekanis 13

2.7.2 Secara Semi Kimia 13

2.7.3 Secara Kimia 14

2.8 Kimia Dasar Proses Pemutihan 16

2.8.1 Khlorin Dioksida (ClO2) 19

2.8.2 Tahap Khlorin Dioksida 19

2.8.3 Variabel-variabel Proses Pada Tahap Khlorin Dioksida 20

BAB 3 BAHAN DAN METODE 27

3.1 Alat 27

3.2 Bahan 27

3.3 Prosedur Percobaan 28

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 30

4.1 Hasil 30

4.2 Perhitungan 31

4.3 Pembahasan 34

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 36

5.1 Kesimpulan 36

5.2 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Kandungan Selulosa Dengan Berbagai Bahan Tumbuhan 10

DAFTAR GAMBAR

Halaman

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1: Tahap Proses Bleaching 39

Lampiran 2: Diagram Aliran Proses Produksi Pulp 40

THE INFLUENCE INCREASING OF O2 AT EOP TOWER TO

CONSUMSTION OF KHLORIN DIOKSIDE (ClO

2

) AT D1 TOWER

UNIT BLEACHING PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA.

ABSTRACT

Bleaching Proses in PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea uses ClO2 as material bleaching to disappearing or whitening color substance of pulp. Remained lignine is very dominan substance to make coloring of the pulp, therefore it must be eliminated. If much more ClO2 uses at bleaching process, specifically at D1 stage, it will make much more brightness too. The usage of ClO2 at pulp process be equal to the amount of lignine to be eliminated from the pulp. The concentration is not too high, so it will not show environment emition. Because of, moreover decrease of environment emition and decrease consumstion of ClO2 so, increasing of O2 need protect for sellulosa in pulp. Standart of quality of pulp brightness uses at D1 Stage is 88-90% ISO and ClO2 concentration at D1 stage is 7-8 gram/liter.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara yang kaya akan sumber daya alam dan sumber daya manusia. Sumber daya alam Indonesia merupakan anugerah Tuhan Yang Maha Esa yang memiliki hutan yang luas dengan beraneka ragam jenis tumbuhan di dalamnya. Semakin berkembangnya teknologi pada saat ini banyak industri-industri yang beroperasi untuk pembangunan ekonomi jangka panjang yang diarahkan untuk menciptakan struktur ekonomi dengan titik berat industri yang maju. Salah satunya adalah industri pulp.

Industri pulp adalah salah satu industri yang memiliki prospek yang cerah dimasa mendatang. Hal ini didukung dengan adanya sumber daya alam dan sumber daya manusia serta tersedianya peluang pasar yang cukup besar baik di dalam maupun luar negeri. Industri pulp dapat dijamin dengan tersedianya bahan baku yang tidak terputus dengan pengolahan hutan yang tepat dan melihat sifat alami hutan dan kayu yang dapat diperbaharui.

Tujuan pembangunan industri pulp di Indonesia adalah untuk memenuhi kebutuhan pulp yang semakin meningkat seiring dengan perkembangan zaman, pertambahan jumlah penduduk, perkembangan dunia pendidikan dan kemajuan taraf hidup. Industri pengolahan komoditas pulp memungkinkan terciptanya mata rantai

pengolahan di dalam negeri. Hal ini diharapkan memberi dampak positif terhadap perluasan kesempatan berusaha disamping menciptakan tambahan lapangan kerja.

PT.Toba Pulp Lestari merupakan sebuah pabrik kraft pulp yang berlokasi di

Porsea kira-kira kurang lebih 200 km dari kota Medan Sumatera Utara, Indonesia. Proses pembuatan pulp di PT.TPL dilakukan dengan proses secara kimia (Kraft) yang

terdiri dari beberapa unit pengolahan. Unit Fiber Line merupakan unit yang sangat

penting dalam proses pembuatan pulp yang dibagi menjadi 4 (empat) bagian, yaitu : 1. Digester

2. Washing/Screening 3. Bleaching

4. Pulp machine

Proses pemutihan (bleaching) dimaksudkan untuk memperbaiki brightness dan Kemurnian dari pulp. Hal ini dicapai dengan cara menghilangkan atau memutihkan bahan pewarna yang tersisa dalam pulp. Lignin yang tersisa adalah suatu zat yang paling dominan untuk menghasilkan warna pada pulp oleh karena itu harus dihilangkan atau diputihkan. Tujuan utama proses pemutihan secara umum dapat diringkas sebagai berikut :

1. Memperbaiki brightness 2. Memperbaiki kemurnian

3. Degredasi serat sellulosa seminimum mungkin

4. Menghilangkan lignin yang masih terkandung di dalam bubur pulp 5. Menjaga kualitas dan kuantitas limbah air

Lignin pada pulp kelihatan dalam berbagai macam bentuk tergantung kepada kondisi-kondisi proses pulp yang berlangsung. Lignin ini sangat reaktif yang berarti bahwa ini mudah dipengaruhi oleh bahan kimia seperti klorin dioksida, peroksida, magnesium sulfat, oksigen dll. Kemudian molekul lignin terurai menjadi partikel-partikel yang lebih kecil, yang larut dalam air, dan dapat dihilangkan dari pulp.

Secara umum standart mutu pulp biasanya diukur dari brightness dan kekuatan serat pulp tersebut. Brightness yang diinginkan adalah (88-90)% ISO. Untuk mencapai tingkat brightness tersebut, maka penambahan ClO2 merupakan faktor yang sangat penting untuk diperhatikan. Jika penambahan ClO2 kurang maka derajat keputihan dari pulp tersebut tidak mencapai standart sedangkan dengan pemakaian ClO2 yang berlebih akan mengakibatkan pulp menjadi terang, akan tetapi akan menimbulkan kerusakan pada serat (fiber) sellulosa manjadi rapuh dan mudah sobek. Disamping ClO2 sebagai bahan kimia untuk menghilangkan lignin, penambahan oksigen juga perlu dilakukan dimana fungsi daripada penambahan oksigen ini selain sebagai pelindung serat sellulosa, juga dapat membantu ClO2 dalam proses penghilangan lignin sehingga akan mengurangi jumlah pemakaian ClO2.

Berdasarkan pola pemikiran tersebut maka penulis tertarik untuk mengambil judul :

PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O2) PADA TOWER EOP

TERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO2) PADA TOWER D1 DI UNIT BLEACHING DI PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA.

1.2 Permasalahan

ClO2 merupakan gas beracun yang jika dihirup akan menyebabkan pernapasan terganggu, pusing, dan iritasi pada kulit atau organ-organ tubuh yang sangat mudah mengikis (korosive), tetapi untuk memperoleh suatu pulp dengan tingkat keputihan

(brightness) yang tinggi dan stabil serta kekuatan serat yang tinggi, maka lignin harus

dihilangkan sebanyak mungkin dari pulp sehingga perlu pemakian klorin dioksida (ClO2) yang berperan dalam meningkatkan derajat keputihan pulp dengan kekuatan serat yang tinggi.

Di PT. TPL pemakian O2 pada unit bleaching yaitu pada Eop stage sangat mempengaruhi jumlah pemakian ClO2 pada D1 stage selain sebagai pelindung dari serat sellulosa pada pulp juga akan mengurangi jumlah pemakaian ClO2 pada tahap selanjutnya yaitu tahap D1 maka untuk itu perlu diawasi dan diperhatikan pemakaiannya.

1.3 Tujuan

Adapun yang menjadi tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui pengaruh penambahan O2 terhadap jumlah pemakian ClO2 pada proses bleaching

2. Untuk mengetahui jumlah pemakaian ClO2 pada tahap D1 dan pengaruhnya terhadap brightness pulp

1.4 Manfaat

1. Dapat menambah wawasan tentang dunia industri pulp.

2. Dapat mengetahui akibat yang ditimbulkan oleh pemakaian ClO2 yang berlebihan pada lingkungan.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Kayu

Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi. Kayu memiliki sifat sekaligus yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pengertian kayu disini ialah sesuatu bahan yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan yang merupakan bagian dari pohon tersebut setelah diperhitungkan bagian-bagian mana yang paling banyak dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan. Baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar.

2.2 Warna kayu

Ada beraneka macam warna kayu antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat tua, kehitam-hitaman dan lain sebagainya. Hal ini disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda. Warna sesuatu jenis kayu dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut : tempat didalam batang, umur pohon, kelembapan udara. Kayu teras umumnya memiliki warna lebih jelas atau lebih gelap daripada warna bagian kayu yang ada disebelah luar kayu keras, yaitu kayu glubal. Kayu pohon yang lebih tua dapat lebih gelap dari pohon yang lebih muda dari jenis yang sama.

Kayu yang lama berada diluar dapat lebih gelap, dapat juga lebih pucat daripada kayu yang segar dan kering udara. Pada pengenalan kayu, warna kayu yang

dipakai adalah warna kayu terasnya. Pada umumnya warna sesuatu jenis kayu bukanlah warna yang murni, tetapi warna campuran dari beberapa jenis warna. Kadangkala terdapat satu warna menyolok dengan kombinasi warna-warna lain yang sukar dipisahkan, contoh kayu yang berwarna putih misalnya kempas renghas. Dan lain sebagainya.

2.3 Higroskopis

Kayu mempunyai sifat higroskopis, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air atau kelembaban. Suatu petunjuk bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh kelembaban dan suhu udara pada suatu saat. Makin lembab udara disekitarnya akan makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkunganya. Kandungan air pada kayu serupa ini dinamakan kandungan air kesetimbangan (EMC = Equilibrium Moisture Content). Dengan masuknya air

kedalam kayu maka berat kayu akan bertambah. Selanjutnya masuk dan keluarnya air dari kayu menyebabkan kayu itu basah atau kering. Akibatnya kayu itu akan mengembang atau menyusut.

2.4 Kadar air Kayu

Kayu bersifat higroskopis artinya kayu memiliki daya tarik terhadap air, baik dalam

bentuk uap maupun cairan. Kemampuan kayu untuk menghisap atau mengeluarkan air tergantung pada suhu dan kelembaban udara sekelilingnya. Sehingga banyaknya air dalam kayu selalu berubah-ubah menurut keadaan udara /atmosfer sekelilingnya.

Semua sifat fisika kayu sangat dipengaruhi oleh perubahan kadar air kayu. Oleh karena itu dalam penggunaan kayu sebagai bahan baku bangunan, perabot dan lain sebgainya perlu diketahui kandungan kadar air, letak air dalam kayu dan bagaimana air itu bergerak di dalam kayu ( Dumanauw,J.F.1990).

2.5 Klasifikasi Tumbuhan Berkayu

Kayu dan pohon yang menghasilkannya dibagi kedalam dua kategori kayu keras dan kayu lunak. Kayu lunak dan kayu keras tidak hanya berbeda dalam hal kenampakan luarnya saja, tetapi kayu yang dibentuknya juga berbeda dalam struktur dan morfologinya. Tipe sel jumlah relatif dan penyusunannya berbeda dan perbedaan pokok adalah bahwa kayu keras mempunyai tipe yang disebut unsur pembuluh. Tipe sel ini terdapat pada semua kayu keras dan tidak terdapat pada kayu lunak. Secara insidentil tidak semua kayu keras menghasilkan kayu yang keras dan padat. Meskipun ada implikasi nama kayu keras dan lunak, banyak kayu lunak menghasilkan lebih banyak kayu yang lebih keras dan padat daripada kayu yang dihasilkan oleh sebagian kayu keras. Kayu balsa misalnya kayu teringan di dunia adalah spesies kayu keras (Haygreen,J.G.1987).

2.6 Penelitian Komponen Kimia

2.6.1 Zat-zat Makromolekul

Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara komponen-komponen makromolekul utama dinding sel sellulosa, poliosa

(hemisellulosa) dan lignin,yang terdapat pada semua kayu dan komponen-komponen miror berat molekul kecil (ekstraktif dan zat-zat mineral) yang biasanya lebih berkaitan dengan jelas kayu tertentu dalam jenis dan jumlahnya. Perbandingannya dan komposisi kimia lignin dan poliosa berbeda pada kayu keras dan kayu lunak, sedangkan sellulosa merupakan komponen yang seragam pada semua kayu.

2.6.1.1 Sellulosa

Selulosa merupakan komponen yang terbesar yang ada pada kayu lunak dan kayu keras jumlahnya mencapai hampir setengahnya. Selulosa merupakan polimer linear dengan berat molekul tinggi yang tersusun seluruhnya atas β- D- glukosa. Karena sifat-sifat kimia dan fisiknya maupun struktur supramolekulnya maka ia dapat memenuhi fungsinya sebagai komponen struktur utama dinding sel tumbuhan. Selulosa merupakan struktur dasar sel-sel tanaman oleh karena itu merupakan bahan alami yang paling penting yang dibuat oleh organisme hidup. Di dalam kayu selulosa tidak hanya disertai dengan poliosa dan lignin tetapi juga terikat erat dengannya dan pemisahannya memerlukan perlakuan kimia yang intensif. Selulosa yang diisolasi tetap tidak murni. Untuk tujuan-tujuan analitik cukup menetukan α-selulosa. Untuk

memperoleh selulosa murni 100% dari kayu, α-selulosa harus mengalami perlakuan intensif lebih lanjut, seperti hidrolisis parsial, pelarutan dan pengendapan dan produk yang dihasilkan terdiri atas rantai molekul yang pendek. Selulosa merupakan bahan dasar dari banyak produk teknologi (kertas, film, serat, aditif dan sebagainya) dan karena itu diisolasi terutama dari kayu dengan proses pembuatan pulp dalam skala besar.

Dengan menggunakan berbagai bahan kimia dalam pembuatan pulp, dalam keadaan asam, netral atau alkalis dan tekanan diperoleh pulp dengan sifat-sifat yang berbeda. Untuk beberapa tujuan pulp harus dimurnikan dengan proses tambahan pengelantangan. Untuk pembuatan film, serat, dan turunan selulosa dibutuhkan dengan derajat kemurnian yang tinggi.

Tabel 2.1 adalah menunjukkan kandungan selulosa dengan berbagai bahan tumbuhan

Bahan Tanaman Selulosa (%)

Kapas 95-99

Rami 80-90

Bambu 40-50

Kayu 40-50

Kulit kayu 20-30

Lumut 25-30

Ekor kuda 20-25

Bakteria 20-30

Selulosa terdiri atas unit-unit anhidroglukopiranosa yang bersambung

membentuk rantai molekul. Karena itu selulosa dapat dinyatakan sebagai polimer glukan dengan struktur rantai yang seragam. Unit-unit terikat dengan ikatan glikosidik-β. Dua unit glukosa yang berdekatan bersatu dengan mengeliminasi satu molekul air diantara gugus hidroksil mereka pada karbon 1 dan karbon 4. Kedudukan

β dari gugus OH pada C1 membutuhkan pemutaran unit glukosa berikutnya melalui sumbu C1-C4 cincin piranosa.

Gambar.2.1 Struktur sellulosa

2.6.1.2 Poliosa (Hemiselulosa)

Poliosa (hemiselulosa) sangat dekat asosiasinya dengan selulosa dan dinding sel. Lima gula netral, yaitu heksosa-heksosa glukosa, manosa, galaktosa, dan pentosa-pentosa xilosa dan aribinosa merupakan kunstituen utama poliosa. Sejumlah poliosa mengandung senyawa tambahan asam uronat. Rantai molekulnya jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan selulosa, dan dalam beberapa senyawa mempunyai rantai cabang. Kandungan poliosa dalam kayu keras lebih besar daripada dalam kayu lunak dan komposisi gulanya

2.6.1.3 Lignin

Lignin merupakan komponen makromolekul kayu ketiga. Struktur molekul lignin sangat berbeda bila dibandingkan dengan polisakarida karena terdiri atas sistem aromatikyang tersusun atas unit-unit fenilpropana. Dalam kayu lunak kandungan lignin lebih banyak bila dibandingkan dengan kayu keras dan juga terdapat beberapa perbedaan struktur lignin dalam kayu lunak dan kayu keras. Dari segi morfologi lignin merupakan senyawa amorf yang terdapat dalam lamela tengah majemuk ataupun dalam dinding sekunder. Selama perkembangan sel, lignin dimasukkan sebagai

komponen terakhir didalam dinding sel, menembus diantara fibril-fibril sehingga memperkuat dinding sel.

Banyak studi dengan karbon (14C) radioaktif menegaskan bahwa P-Hidroksisinamil alkohol p-kuomaril alkohol (I), koniferil (II), dan sinapsil alkohol(III), merupakan senyawa induk (prekursor) primer dan merupakan unit pembentuk lignin.

2.6.1.4 Senyawa Polimer Minor

Senyawa polimer minor terdapat dalam jumlah yang sedikit sebagai pati dan senyawa pektin. Sel parenkim kayu mengandung protein sekitar 1%, tetapi terutama terdapat dalam bagian batang bukan kayu, yaitu kambium dan kulit bagian dalam.

2.6.2 Berat Molekul Rendah

Disamping komponen-komponen dinding sel terdapat sejumlah zat-zat yang disebut bahan tambahan atau ekstraktif kayu. Zat-zat berat molekul rendah berasal dari golongan senyawa kimia yang sangat berbeda sehingga sukar untuk membuat sistem klasifikasi yang jelas tetapi komprehensif. Klasifikasi yang mudah dapat dibuat dengan membaginya kedalam zat organik dan anorganik. Bahan organik lazim disebut ekstraktif, sebagian bahan anorganik secara ringkas disebut abu (Fengel,D. 1995).

2.7 Metode Pembuatan Pulp

2.7.1 Secara Mekanis

Pulp dapat dibuat dari kayu dengan pengolahan secara mekanis tanpa perlakuan kimia. Proses ini memiliki keunggulaan antara lain memberikan hasil yang tinggi tetapi itu membutuhkan energi yang lebih besar. Pulp-pulp mekanik lebih banyak diproduksi dari kayu-kayu lunak . pada proses ini kandungan lignin dan zat-zat lain masih tinggi.

2.7.2 Secara Semi Kimia

Pembuatan pulp secara semi kimia merupakan proses dua tahap yaitu, tahap pertama serpihan kayu diolah dengan bahan kimia yang tidak terlalu banyak untuk memutus ikatan intraseluler dengan menghilangkan sebagian hemiselulosa dan lignin, selanjutnya mengalami perlakuan mekanis untuk memisahkan serat-seratnya. Cara pembuatan pulp secara semi kimia dilakukan untuk mendapatkan hasil pulp yang lebih baik, disamping untuk mempertahankan keunggulan sifat pulp yang diperoleh dengan cara kimia maupun dengan cara mekanis.

Hasil dan kualitas pulp yang diperoleh dengan cara semi kimia terletak diantara hasil sifat pulp yang diperoleh dengan cara kimia maupun mekanis. Cara semi kimia ini lebih sesuai untuk bahan baku jenis kayu keras. Hasil pulp yang diperoleh sekitar 60-70% dari berat kering bahan kayu.

2.7.3 Secara Kimia

Pembuatan pulp secara kimia adalah proses pembuatan pulp dengan menggunakan bahan kimia sebagai bahan utama untuk melarutkan bagian-bagian kayu yang tidak diinginkan, sehingga pulp berkadar selulosa tinggi. Pulp yang dihasilkan mudah diputihkan dan pada umumnya dilakukan untuk menghasilkan jenis kertas tertentu seperti tissue, kertas cetak, dan lain-lain.

Ada tiga macam pembuatan pulp secara kimia, yaitu :

1. Proses sulfit

Pembuatan pulp secara proses sulfit menggunakan larutan garam seperti kalsium sulfit, magnesium sulfit, natrium sulfit dan amonium sulfit sebagai larutan pemasak. Tahap-tahap yang dilakukan pada proses ini adalah tahap pemasakan, dimana terjadi pemutusan rantai lignin dan selulosa. Tahap pencucian, dimana terjadi proses pencucian larutan pemasak yang dibawa dari proses pemasakan.

Tahap Bleaching, dimana terjadi proses pemutihan bubur, untuk meningkatkan kemurnian dari bubur pulp dan tahap penyaringan adalah untuk membentuk bubur pulp menjadi lembaran. Dengan proses sulfit bahan baku dapat diputihkan dengan lebih mudah sehingga dihasilkan kertas berwarna lebih putih dibandingkan dengan proses kraft.

2. Proses Soda

Proses soda mengunakan NaOH sebagai bahan kimia aktif, dimana larutan NaOH berfungsi untuk melarutkan lignin, karbohidrat, asam-asam organik, renin, dan lain-lain , sehingga selulosa terlepas dari ikatannya. Proses ini cocok untuk bahan baku yang berserat pendek seperti merang, jerami dan lain-lain. Selama proses ini tidak menggunakan proses sulfur, polusinya tidak akan terlalu besar dan perlu pembuatan kembali bahan kimia dari buangannya. Pulp yang dihasilkan dari proses ini kurang kuat, ukurannya pendek dan berwarna coklat tetapi mudah diputihkan. Lama pemasaknnya sama dengan proses sulfit.

3. Proses Sulfat

Proses sulfat juga dikenal dengan proses kraft. Dalam pemasakan kayu pada proses

sulfat (kraft), digunakan larutan pemasak alkali yaitu, NaOH, Na2S, dan Na2CO3.

Selama proses pemasakan, berat larutan akan hilang dan digantikan oleh larutan Na2SO4. Kombinasi penggunaan bahan kimia pemasak ini menghasilkan sifat pulp yang berbeda dari proses sulfit dan proses soda. Setelah terjadi pemasakan akan terjadi pelepasan serat-serat kayu. Serat-serat kayu serta kotoran-kotoran serta komponen lainnya akan dipisahkan dengan pencucian dan penyaringan. Cairan pemasak bebas dari serat yang lazim disebut black liquor ( lindi hitam), dipekatkan

dengan penguapan dan dibakar pada unit pengambilan bahan kimia yang diperoleh kembali dan akan digunakan lagi sebagai cairan pemasak (Sjostrom, E. 1995).

2.8 Kimia Dasar Proses Pemutihan

Proses pemutihan dapat dianggap sebagai suatu lanjutan 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.

Lignin pada pulp kelihatan dalam berbagai macam bentuk tergantung kepada kondisi-kondisi proses pulp yang berlangsung. Lignin ini sangat reaktif yang berarti bahwa lignin mudah dipengaruhi oleh bahan kimia seperti Khlorin Dioksida, Peroksida, Magnesium Sulfat, dll. Kemudian molekul lignin terurai menjadi pertikel-partikel yang lebih kecil, yang larut dalam air, dan dapat dihilangkan dari pulp. Variabel-variabel dasar pada proses pemutihan adalah bahan kimia, kekuatan, waktu, temperatur, dan pH.

Dalam proses pemutihan pulp terdiri dari 4 (empat) tahapan yaitu :

a. Klorinasi (Do stage), reaksi dengan klorin dioksida (ClO2) dalam suasana asam

b. Ekstraksi Oksidasi (Eop) ekstraksi oksidasi yang diperkuat dengan penambahan hidrogen peroksida (H2O2)

c. Khlorin Dioksida (D1 stage), reaksi dengan klorin dioksida (ClO2) dalam suasana asam.

d. Hidrogen Peroksida (D2 stage), reaksi dengan hidrogen peroksida (H2O2) dalam suasana asam

a. Tahap Klorinasi

Bubur pulp yang belum diputihkan diencerkan dengan air hingga konsistensinya menjadi 3,5-4 % dalam storage tank. Kemudian dari tanki ini bubur pulp dipindahkan ke menara Do. Pada saat pemindahan maka ditambahkan ClO2 sebanyak 14-20 liter/ton pulp. Bila konsistensinya lebih tinggi, harus ditambahkan air/dilusi. Penambahan pengencer dikontrol dengan menara paralel meter yang didasarkan atas residu klorin. Lamanya pencampuran berkisar 40-45 menit dengan temperatur 65-70oC dan pH 1,8-2 dan konsistensinya 4-4,5% selanjutnya bubur pulp dicuci dengan

chlorination washer Eop dan bubur pulp yang sudah dicuci dilakukan penambahan

Natrium Hidroksida (NaOH) sebagai pembuat suasana basa. Disini sebagai pencuci digunakan adalah air sekaligus sebagai pengencer larutan untuk mengurangi konsistensi, sisa air pencuci ditampung dalam filtrat tank dan bubur pulp yang dicuci

dilewatkan ke proses ekstraksi, brightness 50-65%ISO.

b. Tahap Ekstraksi

Tahap ekstraksi merupakan tahap kedua pada bleaching plant dengan banyak tahapan dan ini merupakan tahap pemurnian dari tahap klorinasi. Tujuan utama dari alkali ekstraksi adalah melarutkan komponen-komponen penyebab warna yang kemungkinan besar larut dalam alkali yang hangat. Sebelum masuk ke menara ekstraksi, terjadi penambahan hidrogen peroksida (H2O2), diikuti penambahan oksigen (O2) dengan cara penyuntikan. Proses di menara Eop berlangsung selama 60-70 menit dengan temperatur 80-85oC serta pH 10,8-11 dengan konsistensi dijaga kira-kira 10%. Aliran yang terjadi pada proses ini yaitu menanjak maka secara over flow pulp turun

dari menara Eop ke washer Eop yang diikuti dengan dilusi/pengenceran kemudian pulp dicuci dengan menggunakan filtrat tank washer D1 dan sisa pencucian masuk ke filtrat

tank washer Eop. Brightness yang dihasilkan pada tahap ini yaitu 78-80%ISO.

c. Tahap D1

Setelah melewati washer Eop pulp masuk kedalam HD mixer untuk mencampurkan

steam dengan pulp, kemudian pulp masuk kedalam feed tank dan dilakukan

penambahan klorin dioksida (ClO2) kemudian dihomogenkan di mixer lalu

dipompakan ke tube D1 dan secara over flow pulp akan masuk ke D1 tower. Pada

menara ini pH dijaga 3,5-4,0 dan suhu 75oC serta konsistensi 10%. Kemudian pulp akan ditarik dengan menggunakan pompa MC menuju washer D1 yang diikuti dengan dilusi sebelum dilakukan pencucian pada washer D1. Setelah melewati washer D1 temperatur pulp dijaga dengan cara mencampur steam dengan menggunakan HD

mixer. Setelah itu pulp masuk kedalam feed tank selanjutnya menuju menara D2.

Brightness yang dihasilkan pada tahap ini adalah 80-88%ISO.

d. Tahap D2

Sebelum menuju menara D2 terlebih dahulu dilakukan penambahan klorin dioksida (ClO2) sebagai pemutih terakhir, pulp dari tube D2 akan jatuh secara over flow

kedalam tower D2. Temperatur pada proses ini adalah 75-80oC dan berlangsung pada pH 3-3,5. Pada menara D2 bubur pulp yang sudah putih dicuci kembali dengan menggunakan white water dan hot water dari pulp machine di washer D2 dan air hasil

pencucian di tampung di dalam filtrat tank D2. Pada tahap ini target brightness yang

harus dicapai adalah 88-90%ISO.

2.8.1 Khlorin Dioksida (ClO2)

Khlorin dioksida adalah salah satu bahan kimia pengoksidasi kuat, kerja dari proses pemutihan ini umumnya dengan cara oksidasi terhadap lignin dan bahan-bahan berwarna lainnya. 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 yang dihasilkan dengan

khlorin dioksida adalah stabil. Pada bleaching plant, khlorin dioksida digunakan sebagai gas di dalam air.

2.8.2 Tahap Khlorin Dioksida

Kimiawi Proses Pemutihan Dengan Khlorin Dioksida :

Pada saat pulp diberikan perlakuan Khlorin Dioksida ini bereaksi dengan air dan komponen-komponen pulp, umumnya lignin dan resin menghasilkan reaksi, Khlorin Dioksida bereaksi dengan air sesuai dengan persamaan reaksi berikut ini :

2ClO2 + H2O → HClO3 + HClO2

Reaksi ini lambat pada kondisi asam, agak baik pada temperatur tinggi, akan tetapi kecepatan reaksi meningkat dengan suatu kenaikan terhadap pH 1.

Asam Khlorus tidak reaktif diatas pH 6, akan tetapi menjadi suatu zat pemutih yang efektif seperti berkurangnya pH dan sangat reaktif dibawah pH 3.

Bagaimanapun kecepatan reaksi antara khlorin dioksida dan komponen-komponen pulp adalah lebih cepat. Langkah pertama adalah satu elektron memindahkan khlorin dioksida yang tereduksi menjadi sebuah ion khlorit dan mengoksidasi lignin pada pulp.

ClO2 + e- → ClO2

-Selama pH turun dibawah 7,0 ion khlorit bereaksi dengan sebuah ion hydrogen membentuk asam khlorus pada kesetimbangan reaksi berikut :

ClO2 + H+ → HClO2

Dibawah pH 3, asam khlorus bereaksi lebih cepat, ini disertai reaksi dengan lignin pada pulp. Sebagian asam khlorus dikonversikan ke asam khlorida yang tidak reaktif diatas pH 1. Khlorat pada filtrat menunjukkan suatu kehilangan sebagian kekuatan pengoksidasi dari khlorin dioksida. Kendatipun kehilagan ini khlorin dioksida merupakan pemutih yang sangat efektif. Menggunakan kondisi-kondisi yang memperkecil pembentukan khlorat dan sisa-sisa khlorit, (khususnya pH diatas 3,8) meningkatkan efesiensi terhadap proses pemutihan dengan khlorin dioksida.

2.8.3 Variabel-Variabel Proses Pada Tahap Khlorin Dioksida

1. Pengaruh Temperatur

Khlorin dioksida bereaksi sangat cepat pada temperatur rendah terhadap pulp yang mengandung sejumlah lignin. Bagaimanapun pada saat sebagian besar lignin telah dioksidasi, lignin yang tersisa adalah lebih sulit dihilangkan. Untuk mengoksidasi sebagian sebagian kecil lignin tersebut dicapai pada tahap berikutnya suatu temperatur

yang tinggi harus dipergunakan untuk memperoleh tingkat brightness yang maksimum dengan jumlah Khlorin Dioksida yang sedikit. Temperatur yang lebih tinggi brightnessnya lebih tinggi selama penambahan Khlorin Dioksida tidak semuanya dikonsumsi. Pada batas pertengahan tingkat brightness 60-75 kenaikan brightness

setiap satuan konsumsi khlorin dioksida adalah hampir tetap, tetapi jumlah khlorin dioksida yang dikonsumsi lebih besar dalam memproduksi suatu penambahan satuan brightness seperti pencapaian brightness pada tingkat yang lebih tinggi. Dengan dua

tahap khlorin dioksida 88-90% brightness ISO yang dicapai adalah lebih ekonomis.

2. Pengembalian Warna

Salah satu kondisi yang penting selama proses pemutihan dengan khlorin dioksida adalah sisa khlorin dioksida positif pada saat reaksi telah berakhir. Hal ini dibutuhkan bukan hanya menghilangkan shives akan tetapi juga untuk menghindari pengembalian

warna. Jika kondisi ini tidak dijaga, pulp kuning akan terjadi, temperatur optimum untuk tahap khlorin dioksida adalah 70oC. Jika temperaturnya lebih rendah dari ini, maka khlorin yang dikonsumsi tidak mencukupi untuk mencapai brightness 88-90%

ISO. Jika temperatur dinaikkan, maka reaksi yang sangat cepat dapat terjadi bahwa ada suatu resiko terhadap pemakaian khlorin dioksida sebelum reaksi berakhir yang disertai dengan pengembalian warna.

3. Pemutihan Shives

Untuk memaksimumkan proses pemutihan shive yang lolos dari proses pemutihan dan

reaksi pada semua tahap. Jika dikehendaki brightness yang rendah, temperatur harus

lebih rendah untuk mengurangi kecepatan pemakaian bahan kimia dan menjaga sisa bahan kimia. Hal ini sangatlah sulit memperoleh suatu sasaran brightness yang rendah

daripada tinggi, sebab sebagian kecil jumlah ClO2 akan membuat kenaikan yang berarti terhadap brightness. Untuk pemutihan shive semua tahap harus digunakan

dengan temperatur yang rendah untuk mengurangi kecepatan pemakaian ClO2 dan menjaga sisa ClO2 pada tahap akhir. Kebersihan maksimum mungkin diberikan pada suatu brightness yang dapat dicapai dengan menggunakan prosedur operasi ini.

4. Pengaruh Konsistensi

Pengaruh konsistensi terhadap efesiensi proses pemutihan dengan khlorin dioksida adalah kecil, akan tetapi biaya pemanasan air dari pulp menjadi 70oC membuatnya setinggi mungkin. Konsistensi yang optimum proses pemutihan untuk pencampuran khlorin dioksida adalah 11-12%.

5. Pengaruh Pengadukan

Pada saat kondisi-kondisi yang lainnya optimum, perbaikan terhadap brightness

umumnya dihasilkan dengan cara memberikan perbandingan ClO2 terhadap pulp selama pencampuran. Pencampuran yang lebih baik, derajat brightness yang lebih

tinggi. Perbaikan yang lebih lanjut terhadap brightness adalah lambat sebab ini

tergantung kepada difusi dari bahan kimia melalui air disekeliling serat atau shive.

seksama, memerlukan waktu tinggal yang lebih singkat untuk mencapai suatu sasaran

brightness.

Perpanjangan waktu akan mempunyai sedikit pengaruh terhadap efesiensi proses pemutihan, dan beresiko terhadap pemakaian keseluruhan khlorin dioksida, dan pengembalian warna meningkat.

6. Pengaruh pH

Brightness yang tinggi dapat dicapai dengan dicapai dengan ClO2 yang berakhir pada batasan pH dari 2 sampai 8. Bagaimanapun sejumlah ClO2 dibutuhkan untuk mencapai sebagian variasi brightness dengan pH pada saat waktu ,temperatur dan

konsistensi adalah tetap. Pada pH diatas 7 penggunaan ClO2 untuk proses pemutihan berkurang secara drastis. ClO2 bereaksi dengan semua unsur-unsur pokok dari pulp, termasuk karbohidrat , dengan cara memindahkan sebuah elektron membentuk sebuah ion khlorat. Ion-ion khlorit tidak aktif pada pH diatas 7, jadi 80% kekuatan pengokasidasi ClO2 tinggal yang tidak bereaksi. Kemampuan memilih reaksi dengan lignin menurun seperti kanaikan terhadap pH diatas 7 manghasilkan oksidasi dari selulosa dan hemiselulosa dengan kehilanga pada viskositas pulp dan kekuatannya.

7. Waktu Tinggal

Reaksi berlangsung cepat pada mulanya dan kemudian menurun perlahan akan tetapi penambahan brightness adalah penting kira-kira 4 jam. Suatu waktu tinggal yang

lebih singkat membutuhkan khlorin dioksida yang banyak yang mana ini tidak baik untuk shive.

8. Pengaruh Kuantitas Penambahan Khlorin Dioksida

Pada awalnya brightness meningkat 0,5% dari khlorin dioksida yang diberiakan pada pulp penambahan adalah sangat besar akan tetapi diatasnya, keuntungan sangat cepat berkurang. Untuk sisa yang dikehendaki, sering kali penting mengatur temperatur untuk penambahan khlorin dioksida yang dibutuhkan (sirait,S.2000).

2.9 Pembuburan Kayu (Pulping)

Pada tahap penyiapan, bahan baku kayu dikirim dari hutan ke pabrik dengan menggunakan truk logging. Pembongkaran dilakukan dengan alat berat bernama

knuckle boom dan crane raksasa. Kayu dipotong dengan gergaji putar (slasher deck)

lalu dikirim ke tempat pengulitan (debarking drum). Sesudah itu kayu yang tidak

berkulit dibawa ke instlasi berupa pisau (chipper). Kayu terpotong-potong cukup kecil

yang disebut chip. Serpihan ini kemudian dikirim ke tempat penumpukan serpihan,

chip stroge. Serpihan yang ukurannya tidak sesuai dengan ukuran yang dikehendaki

dikembalikan ke chipper untuk disesuaikan. Sementara itu, kulit kayu yang sudah

lepas dari kayunya dikirim ke instlasi pencincangan khusus, pallman chipper, setelah

itu kulit cincangan diteruskan ke instlasi pemasak, boiler yang langsung berfungsi

sebagai bahan bakar pabrik. Dalam seluruh proses ini bahan kimia tidak digunakan sehingga limbah cairnya hanya berupa air bekas cuci. Limbah cair ini dialirkan ke instlasi pengolah air limbah (IPAL).

Serpihan dimasukkan ke batch digester dengan menggunakan conveyar,

pemanas bahan pemasak. Tiap unit memiliki jalur uap pemanas, pelepasan tekanan, dan jalur pengeluaran hasil masakan.

Pemasakan menggunakan bahan larutan kimia seperti NaOH (Sodium Hidroksida) dan Na2S (Sodium Sulfida) yang berfungsi untuk memisahkan serat sellulosa dari bahan organik, cairan yang keluar diolah menghasilkan bahan kimia dengan daur ulang. Gas-gas dikeluarkan dari tanki pemasak (digester) pada saat

tekanan tinggi sedangkan kondensat yang tercampur dikumpulkan dan dan dialirkan ke unit pananganan kondensat di evaporator plant. Gas ini juga dapat dikeluarkan ketika dikeluarkan hasil pemasakan ke blow tank. Hasil pemasakan merupakan serat

yang masih berwarna coklat dan masih mengandung sisa cairan pemasak aktif. Serat ini masih mengandung mata kayu dan serat-serat yang tidak dikehendaki (reject)

Sisa cairan pemasak dalam cairan dibersihkan dengan menggunakan washer, sedangkan pemisahan kayu dan reject dipakai screen. Pulp coklat (unbleached pulp)

yang merupakan hasil pencucian kemudian disaring, diputihkan atau dikelantang pada unit pemutih (bleaching ) yang dilakukan dalam empat tahap. Proses pemutihan menggunakan zat-zat kimia utamanya ClO2 dan cairan masih tertinggal menjadi limbah dengan kandungan berbagai bahan kimia berupa organoklorin yang umumnya beracun. Larutan hasil pencucian bubur pulp di brown stock washer dinamai weak

black liquor yang disaring sebelum dialirkan ke unit pemekatan. Pemekatan dilakukan

dalam 5 unit evaporator plant lamella jenis falling film. Sedangkan larutan yang

terkonsentrasi mengandung 70% solid di bakar dalam sebuah recovery boiler. Uap

memutar turbin dan menghasilkan listrik dan steam tekanan menengah untuk pemanasan dalam proses seluruh unit operasi produksi.

Pemutihan bubur dilakukan 4 tahap dengan bahan kimia khlorin dioksida, ekstraksi caustik soda dan delignifikasi bantuan oksigen serta hidrogen peroksida yang dilanjutkan dengan 2 tingkat pemutihan dengan khlorin dioksida. Dalam proses pemutihan, setiap akhir satu langkah dilakukan pencucian untuk meningkatkan efektifitas pemutihan sebelum bubur kertas yang diputihkan dialirkan ke unit pengering. Sisa bahan kimia menguap karena panas di unit pencucian, uap diisap

blower dan diarahkan ke sebuah menara penyerap yang berlangsung 2 tahap. Di

menara ini digunakan larutan sodium hidroksida dan diinjeksikan dengan sulfur dioksida (reduktor) untuk menetralkan sisa bahan kimia berupa klorin dioksida (oksidator) sehingga gas yang keluar bebas dari unsur gas klorin dioksida. Larutan

green liquor dijernihkan dalam proses pemisahan endapan di reaksikan dengan kapur

tohor (burnt lime) untuk menghasilkan larutan pemasak di white liquor. Endapannya

dipisahkan dan saring lalu dibakar dalam kiln bersama batu kapur untuk memproduksi

kapur tohor guna mengkaustikkan kembali green liquor.

Bubur kertas yang telah diputihkan disimpan didalam sebuah tanki yang disebut hight density storage tower. Bubur kertas lalu disaring pada unit penyaring da

centri-cleaning sebelum ditempatkan di machine chest untuk selanjutnya dialirkan ke

head box untuk dibentuk menjadi lembaran dan kemudian di press dan dikeringkan

dalam alat pengering. Selanjutnya lembaran bubur kertas dipotong, disusun, ditimbang, dipadatkan, dibungkus dan diikat dengan kawat, dilabel, dan disimpan.

BAB 3

BAHAN DAN METODE

3.1 Alat Merek

a) Unbleach tank Ahlstrom

b) Pompa stock Ahlstrom

c) Eop,D1 tower FRP

d) Washer tank VM- 4065

e) Filtrat tank FRP

f) HD Mixer V- belt

g) Feed tank Ahlstrom

h) O2 Mixer ROM- 600

i) Pompa dillusi Ahlstrom

j) MC pump Ahlstrom-Kamyr

k) Scrapper Ahlstrom

3.2 Bahan Jumlah

a) Klorin Dioksida (ClO2) 12 – 14 Kg/ton b) Natrium Hidroksida (NaOH) 120 gpl

c) Hidrogen Peroksida (H2O2) 120 Kg/min

3.3 Prosedur Pengolahan Pada Tahap Bleaching

a) Bubur pulp dari tahap washing dikumpul dalam unbleach tank dengan

konsistensi 10-12%

b) Kemudian bubur pulp dipompakan kedalam blending tank dengan

menggunakan pompa stock, sebelum dipompakan terlebih dulu di turunkan konsistensinya hingga 5,5% dengan cara dillusi

c) Sebelum dipompakan kedalam tower Do terlebih dahulu ditambahakan Klorin Dioksida (ClO2) yang diperoleh dari Chemical Plant dengan terlebih

dahulu di mixer dalam mixer ClO2 dan di dilusi hingga konsistensi menjadi

4,5% dimana air yang digunakan sebagai dilusi diperoleh dari filtrat tank 1. d) Didalam tower Do terjadi reaksi selama 45 menit dengan suhu 70oC dan setelah terjadi reaksi maka secara over flow pulp akan jatuh kedalam tank washer 1 dimana pada tower Do dilengkapi dengan alat scarper yang yang terdapat pada bagian atas tower dimana fungsi dari scarper ini adalah untuk membantu mengeluarkan stock encer dari dalam menara dengan konsistensi 2,5%

e) Sebelum stock jatuh kedalam washer 1 terlebih dulu dilakukan dilusi guna menurunkan konsistensi stock menjadi 1,2% dengan menggunakan air pencuci dari washer 1

f) Dilakukan pencucian stock didalam washer 1, dimana sistem kerja dari alat yaitu dengan menggunakan vakum dan menggunakan air pencuci dari dua arah yang berlawanan sehingga dengan adanya vakum maka stock akan tinggal didalam tanki washer dan air pencuci akan jatuh ke bawah dan akan di tampung dalam filtrat tank yang nantinya digunakan sebagai air pendilusi

air yang digunakan dalam washer 1 di peroleh dari filtrat tank washer ke 2. g) Kemudian sampel diambil dari washer 1 dan diukur brightnessnya di laboratorium

h) Kemudian stock yang ada di dalam tank washer masuk kedalam feed tank sebelum masuk kedalam feed tank, terlebih dulu ditambahkan NaOH yang berfungsi sebagai pembawa suasana basa dan kemudian masuk kedalam feed tank

i) Kemudian stock dipompakan menuju tower Eop dengan menggunakan Mc pump namun pada saat stock di pompakan terjadi penambahan H2O2 dan penambahan oksigen yang ditambahkan dengan cara menyuntikkan bahan kimia tersebut

j) Setelah stock sampai dalam menara Eop maka terjadi reaksi selama 45 menit dengan suhu 75oC

k) Setelah terjadi reaksi maka secara over flow dan dengan bantuan scarper,maka pulp akan jatuh kedalam washer 2 namun sebelum stock sampai ke washer 2 dilakukan dilusi untuk menurunkan konsistensi dari 2,5% menjadi 1,2%

l) kemudian dilakukan pencucian di dalam washer 2 dimana air yang digunakan sebagai pencuci diperoleh dari filtrat tank 3 dan air sisa pencucian di tampung dalam filtrat tank 2.

m) kemudian diambil sampel dari washer 2 untuk diukur brightnessnya di laboratorium.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Data percobaan ditunjukkan pada tabel 4.1

Tabel 4.1 : Data pengolahan pada tahap bleaching bulan Januari 2011

No

O2 flow Eop stage (Kg/min)

ClO2D1 flow stage (l/min)

ClO2

consumstion (Kg/ton pulp)

ClO2 Available (gpl)

D1

brightness (% ISO)

Total Produksi (ton/hari)

1 1,1 263,2 14,95 7,8 86,9 520

2 1,2 258,3 14,67 7,8 86,8 520

3 1,3 252,2 14,32 7,8 86,5 520

4 1,4 248,3 14,10 7,8 86,2 520

5 1,5 245,5 13,94 7,8 86,0 520

6 1,6 234,4 13,31 7,8 85,7 520

7 1,7 218,1 12,39 7,8 85,5 520

8 1,9 214,4 12,17 7,8 85,2 520

4.2 Perhitungan

a. perhitungan jumlah pemakaian ClO2 terhadap produksi pulp Dimana : aktive Cl2 = 2,63 merupakan ketetapan konstanta

1 hari = 1440 menit ClO2 available = konsentrasi ClO2

Flow = kecepatan aliran ClO2 Total Produksi = 520 ton/hari

Total pemakaian ClO2

= produksi Total Cl xActive liter gram available xClO hari menit x menit liter

Flow( / ) 1440( / ) ₂ ( / ) ₂

= 263,2 liter/menit x 1440 menit/hari x 7,8 gram/liter = 2956262,4 gram/hari

=

1000 / 4 ,

2956262 gram hari

= 2956,2624 kg/hari

=

produksi Total

hari kg/ x 2,63 2624 , 2956 = hari ton x hari kg / 520 2,63 / 2624 , 2956

= 14,95 kg/ton pulp

b. perhitungan untuk mencari nilai r

Tabel 4.2 : Data korelasi untuk menunjukkan hubungan antara O2 dan ClO2

X Y X2 Y2 XY

1,1 263,2 1,21 69274,24 289,52

1,2 258,3 1,44 66718,89 309,96

1,3 252,2 1,69 63604,84 327,86

1,4 248,3 1,96 61652,89 347,62

1,5 245,5 2,25 60270,25 368,25

1,6 234,4 2,56 54943,36 375,04

1,7 218,1 2,89 47567,61 370,77

1,9 214,4 3,61 45967,36 407,36

2,0 212,3 4,0 45071,29 424,6

∑X=13,7 ∑Y=2146,7 ∑X2

=21,61 ∑Y2=515070,73 ∑XY=3220,98

a) =

( )

( )

_{( )}

( )( )

( )

2 2 2 x -x n xy x -x y Σ Σ Σ Σ Σ Σ = (187,69) -(21,61) 9 0,98) (13,7)(322 -) 61 , 21 )( 7 , 2146 ( = 187,69 -49 , 194 44127,426 -187 , 46390 = 8 , 6 761 , 2262 = 332,7589

b) =

∑

∑

∑

∑ ∑

2 2 x) ( -) x ( n y) ( x) ( -xy) ( n = 2 (13,7) -(21,61) 9 (2146,7) (13,7) -(3220,98) 9 = 187,69 -194,49 29409,79 -82 , 28988 = 8 , 6 97 , 420 − = -61,9073

Y = a + bx

= 322,7589 + (-61,9073) = 322,7589 – 61,9073

r =

( ) ( )( )

( )

2

( )

2

( )

2

( )

2

y -y n . x -x n y x -Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σxy n = 2 (2146,7) -3) 9(515070,7 (13,7) -9(21,61) (2146,7) (13,7) -(3220,98) 9 = 4608320,89 -4635636,57 187,69 -194,49 (2146,7) (13,7) -(3220,98) 9 = 165,2745 x 6076 , 2 29409,79 -82 , 28988 = 96 , 430 97 , 420 − = -0,954

Dari perhitungan nilai r yang diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa hubungan antara penambahan oksigen dengan jumlah pemakaian ClO2 adalah berbanding terbalik yaitu semakin banyak jumlah oksigen yang ditambahkan, maka pemakaian ClO2 yang digunakan semakin berkurang.

4.3 Pembahasan

Pada bleaching plant, klorin dioksida digunakan sebagai suatu larutan gas di dalam air. Reaksi proses pemutihan pada umumnya terjadi antara klorin dioksida dengan lignin. Lignin dibuat larut dalam air dengan reaksi oksidasi penghancuran molekul-molekul lignin yang besar.

Klorin dioksida adalah suatu bahan pemutih yang memurnikan pulp dan memberikan brightness tanpa memberikan pengaruh terhadap sifat-sifat kekuatannya namun disamping itu, selain klorin dioksida yang digunakan sebagai bahan pemutih dalam bleaching plant digunakan juga oksigen, dimana fungsi daripada oksigen adalah untuk membantu klorin dioksida dalam menghilangkan lignin disamping itu, selain sebagai pembantu dalam penghilangan lignin oksigen juga berfungsi sebagai pelindung serat-serat sellulosa yang terkandung pada pulp sehingga pulp yang dihasilkan memiliki daya tarik yang lebih tinggi. Melihat dari fungsi oksigen sebagai zat kimia yang ikut berperan dalam penghilangan lignin maka dapat disimpulkan bahwa oksigen dapat mengurangi jumlah pemakaian klorin dioksida. Namun kendala yang didapatkan pada lapangan yaitu bahwa harga oksigen jauh lebih mahal dibandingkan harga klorin dioksida sehingga pemakaian oksigen tidak banyak digunakan. Tahap pemutihan dengan klorin dioksida menghasilkan brightness pulp yang tinggi. Keuntungan dari perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida menghancurkan lignin tanpa merusak sellulosa.

Pada akhir perlakuan dengan klorin dioksida, sisa klorin dioksida yang ada harus ditanggulangi dengan sulfur dioksida atau sodium hidroksida untuk mengurangi kecepatan korosi terhadap alat pencuci dan alat-alat pendukung lainnya.

Brightness lebih tinggi dihasilkan pada saat sisa klorin dioksida direduksi menjadi klorin dengan penambahan larutan SO2-, air pada akhir perlakuan dengan klorin dioksida.

2ClO2 + SO2 + H2O → H2SO4 + 2HCl

Tahap klorin dioksida dengan penambahan sejumlah kecil kaustik diantaranya akan memutihkan pulp menjadi brightness sebesar 88-99% dengan hampir tidak ada kehilangan kekuatan disertai dengan kondisi-kondisi yang sesuai pada setiap tahap.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Dari data yang diperoleh diketahui bahwa semakin tinggi penggunaan oksigen (O2) pada tahap Eop stage proses bleaching, maka jumlah pemakaian klorin dioksida (ClO2) pada tahap D1 akan semakin berkurang.

2. Semakin tinggi jumlah pemakaian ClO2 pada tahap D1 stage proses bleaching, maka tingkat brightness yang diperoleh akan semakin tinggi. Standart derajat putih yang diinginkan pada D1 stage adalah 80-88% ISO.

5.2 Saran

a. Untuk mengurangi pemakaian ClO2 yang berlebihan dan pengaruh terhadap emisi lingkungan maka pemakaian ClO2 harus disesuaikan dengan jumlah lignin yang ada pada pulp.

b. Limbah padat hasil industri pulp sebaiknya harus dinetralkan terlebih dahulu kemudian dibuang ke lingkungan agar tidak terjadi pencemaran lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

Dumanauw,J.G. 1990.Mengenal kayu. Yogyakarta: Kanisius.

Eero,S. 1995. Kimia Kayu dan Dasar-Dasar Penggunaan. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

Fengel, D. 1995. Kayu Kimia Ultra Struktur Reaksi. Yogyakarta: Gajah Mada Unversity Press.

Haygreen, J.G. 1987. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu Pengantar. Yogayakarta: Gajah Mada University Press.

2011 01: 05:50 GMT

Sirait, S. 2000. Bleaching Plant. Training and Development Centre. Porsea: PT. Toba Pulp Lestari, Tbk.

b. perhitungan untuk mencari nilai r

Tabel 4.2 : Data korelasi untuk menunjukkan hubungan antara O2 dan ClO2

X Y X2 Y2 XY

1,1 263,2 1,21 69274,24 289,52

1,2 258,3 1,44 66718,89 309,96

1,3 252,2 1,69 63604,84 327,86

1,4 248,3 1,96 61652,89 347,62

1,5 245,5 2,25 60270,25 368,25

1,6 234,4 2,56 54943,36 375,04

1,7 218,1 2,89 47567,61 370,77

1,9 214,4 3,61 45967,36 407,36

2,0 212,3 4,0 45071,29 424,6

∑X=13,7 ∑Y=2146,7 ∑X2

=21,61 ∑Y2=515070,73 ∑XY=3220,98

a) =

( )

( )

_{( )}

( )( )

( )

2 2 2 x -x n xy x -x y Σ Σ Σ Σ Σ Σ = (187,69) -(21,61) 9 0,98) (13,7)(322 -) 61 , 21 )( 7 , 2146 ( = 187,69 -49 , 194 44127,426 -187 , 46390 = 8 , 6 761 , 2262 = 332,7589

b) =

∑

∑

∑

∑ ∑

2 2 x) ( -) x ( n y) ( x) ( -xy) ( n = 2 (13,7) -(21,61) 9 (2146,7) (13,7) -(3220,98) 9 = 187,69 -194,49 29409,79 -82 , 28988 = 8 , 6 97 , 420 − = -61,9073

Y = a + bx

= 322,7589 + (-61,9073) = 322,7589 – 61,9073

r =

( ) ( )( )

( )

2

( )

2

( )

2

( )

2

y -y n . x -x n y x -Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σxy n = 2 (2146,7) -3) 9(515070,7 (13,7) -9(21,61) (2146,7) (13,7) -(3220,98) 9 = 4608320,89 -4635636,57 187,69 -194,49 (2146,7) (13,7) -(3220,98) 9 = 165,2745 x 6076 , 2 29409,79 -82 , 28988 = 96 , 430 97 , 420 − = -0,954

Dari perhitungan nilai r yang diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa hubungan antara penambahan oksigen dengan jumlah pemakaian ClO2 adalah berbanding

terbalik yaitu semakin banyak jumlah oksigen yang ditambahkan, maka pemakaian ClO2 yang digunakan semakin berkurang.

4.3 Pembahasan

Pada bleaching plant, klorin dioksida digunakan sebagai suatu larutan gas di dalam air. Reaksi proses pemutihan pada umumnya terjadi antara klorin dioksida dengan lignin. Lignin dibuat larut dalam air dengan reaksi oksidasi penghancuran molekul-molekul lignin yang besar.

Klorin dioksida adalah suatu bahan pemutih yang memurnikan pulp dan memberikan brightness tanpa memberikan pengaruh terhadap sifat-sifat kekuatannya namun disamping itu, selain klorin dioksida yang digunakan sebagai bahan pemutih dalam bleaching plant digunakan juga oksigen, dimana fungsi daripada oksigen adalah untuk membantu klorin dioksida dalam menghilangkan lignin disamping itu, selain sebagai pembantu dalam penghilangan lignin oksigen juga berfungsi sebagai pelindung serat-serat sellulosa yang terkandung pada pulp sehingga pulp yang dihasilkan memiliki daya tarik yang lebih tinggi. Melihat dari fungsi oksigen sebagai zat kimia yang ikut berperan dalam penghilangan lignin maka dapat disimpulkan bahwa oksigen dapat mengurangi jumlah pemakaian klorin dioksida. Namun kendala yang didapatkan pada lapangan yaitu bahwa harga oksigen jauh lebih mahal dibandingkan harga klorin dioksida sehingga pemakaian oksigen tidak banyak digunakan. Tahap pemutihan dengan klorin dioksida menghasilkan brightness pulp yang tinggi. Keuntungan dari perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida menghancurkan lignin tanpa merusak sellulosa.

Pada akhir perlakuan dengan klorin dioksida, sisa klorin dioksida yang ada harus ditanggulangi dengan sulfur dioksida atau sodium hidroksida untuk mengurangi kecepatan korosi terhadap alat pencuci dan alat-alat pendukung lainnya.

Brightness lebih tinggi dihasilkan pada saat sisa klorin dioksida direduksi menjadi klorin dengan penambahan larutan SO2-, air pada akhir perlakuan dengan

klorin dioksida.

2ClO2 + SO2 + H2O → H2SO4 + 2HCl

Tahap klorin dioksida dengan penambahan sejumlah kecil kaustik diantaranya akan memutihkan pulp menjadi brightness sebesar 88-99% dengan hampir tidak ada kehilangan kekuatan disertai dengan kondisi-kondisi yang sesuai pada setiap tahap.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Dari data yang diperoleh diketahui bahwa semakin tinggi penggunaan oksigen (O2) pada tahap Eop stage proses bleaching, maka jumlah pemakaian klorin

dioksida (ClO2) pada tahap D1 akan semakin berkurang.

2. Semakin tinggi jumlah pemakaian ClO2 pada tahap D1 stage proses bleaching,

maka tingkat brightness yang diperoleh akan semakin tinggi. Standart derajat putih yang diinginkan pada D1 stage adalah 80-88% ISO.

5.2 Saran

a. Untuk mengurangi pemakaian ClO2 yang berlebihan dan pengaruh terhadap

emisi lingkungan maka pemakaian ClO2 harus disesuaikan dengan jumlah

lignin yang ada pada pulp.

b. Limbah padat hasil industri pulp sebaiknya harus dinetralkan terlebih dahulu kemudian dibuang ke lingkungan agar tidak terjadi pencemaran lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

Dumanauw,J.G. 1990.Mengenal kayu. Yogyakarta: Kanisius.

Eero,S. 1995. Kimia Kayu dan Dasar-Dasar Penggunaan. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

Fengel, D. 1995. Kayu Kimia Ultra Struktur Reaksi. Yogyakarta: Gajah Mada Unversity Press.

Haygreen, J.G. 1987. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu Pengantar. Yogayakarta: Gajah Mada University Press.

2011 01: 05:50 GMT

Sirait, S. 2000. Bleaching Plant. Training and Development Centre. Porsea: PT. Toba Pulp Lestari, Tbk.