BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Teori Umum Kayu
Pohon-pohon termasuk tanaman berbiji Spermatophyta, dibagi menjadi gymnosperm Gymnospermae dan angiosperm Angiorspermae. Kayu-kayu konifer atau
kayu lunak termasuk kategori yang disebut pertama dan kayu keras termasuk pada kelompok kedua. Secara keseluruhan dikenal 30.000 angiosperm dan 520 spesies kayu
konifer, kebanyakan dari yang pertama tumbuh di hutan-hutan tropika. Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan
mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. 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 lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan
penggunaan.
2.2. Komposisi Kimia Kayu 2.2.1. Zat-zat Makromolekul
Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara komponen-komponen makromolekul utama dinding sel selulosa, poliosa hemiselulosa
dan lignin, yang terdapat pada semua kayu, dan komponen-komponen minor dengan berat molekul kecil ekstraktif dan zat-zat mineral, yang biasanya lebih berkaitan dengan jenis
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
kayu tertentu dalam jenis dan jumlahnya. Perbandingan dan komposisi kimia lignin dan poliosa berbeda pada kayu lunak dan kayu keras, sedangkan selulosa merupakan
komponen yang seragam pada semua kayu. Fengel,D, 1995
Selulosa merupakan komponen kayu yang terbesar, yang dalam kayu lunak dan
kayu keras jumlahnya mencapai hampir setengahnya. Karena sifat-sifat kimia dan fisiknya maupun struktur supramolekulnya maka ia dapat memenuhi fungsinya sebagai
komponen struktur utama dinding sel tumbuhan. Di dalam kayu, selulosa tidak hanya disertai dengan poliosa dan lignin, tetapi juga terikat erat dengannya, dan pemisahannya
memerlukan perlakuan kimia yang intensif. Selulosa merupakan bahan dasar dari banyak produk teknologi kertas, film, serat dan karena itu diisolasi terutama dari kayu dengan
proses pembuatan pulp dalam skala besar. Dengan menggunakan berbagai bahan kimia dalam pembuatan pulp.Selulosa adalah yang paling penting karena memasok sebagian
besar kekuatan kayu. Selulosa terbuat dari unit hanya gula glukosa, dengan mungkin beberapa ribuansatuan glukosa terikat bersama-sama untuk membentuk satuan molekul
selulosa. Wilcox,W.W, 1991
Poliosa Hemiselulosa sangat dekat asosiasinya dengan selulosa dalam dinding
sel. 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 berbeda.Poliosa berbeda dari selulosa karena komposisi berbagai unit gula, karena rantai molekul yang lebih pendek,
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
dan karena percabangan rantai molekul. Unit gula yang membentuk poliosa dapat dibagi menjadi kelompok seperti pentosa, heksosa, asam heksuronat dan deoksi-heksosa.
Lignin merupakan komponen makromolekul kayu ketiga. Struktur molekul lignin
sangat berbeda bila dibandingkan dengan polisakarida karena terdiri atas sistem aromatik yang tersusun atas unit-unit fenilpropana. Dalam kayu lunak kandungan lignin lebih
banyak bila dibandingkan dalam kayu keras dan juga terdapat beberapa perbedaan struktur lignin dalam kayu lunak dan dalam kayu keras. Dari segi morfologi lignin
merupakan senyawa amorf yang terdapat dalam lamela tengah majemuk maupun dalam dinding sekunder. Selama perkembangan sel, lignin dimasukkan sebagai komponen
terakhir di dalam dinding sel, menembus di antara fibril-fibril sehingga memperkuat dinding sel.
Jumlah lignin yang terdapat dalam tumbuhan yang berbeda sangat bervariasi. Meskipun dalam spesies kayu kandungan lignin berkisar antara 20 hingga 40,
angiosperm akuatik dan herba maupun banyak monokotil kurang mengandung lignin. Dalam kebanyakan penggunaan kayu lignin digunakan sebagai bagian integral kayu.
Hanya dalam hal pembuatan pulp dan pengelantangan lignin dilepas dari kayu dalam bentuk terdegradasi dan berubah, dan merupakan sumber karbon.
Senyawa polimer minor terdapat dalam kayu dalam jumlah 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.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
2.2.2. Zat-zat Berat Molekul Rendah
Di samping komponen-komponen dinding sel terdapat juga sejumlah zat-zat yang disebut bahan tambahan atau ekstraktif kayu. Meskipun komponen-komponen tersebut
hanya memberikan saham beberapa persen pada masa kayu, mereka dapat memberikan pengaruh yang besar pada sifat-sifat dan kualitas pengolahan kayu. Beberapa komponen,
seperti ion-ion logam tertentu, bahkan sangat penting untuk kehidupan pohon.Zat-zat berat molekul rendah berasal dari golongan senyawa kimia yang sangat berbeda hingga
sukar untuk membuat sistem klasifikasi yang jelas. Klasifikasi yang mudah dapat dibuat dengan membaginya ke dalam zat organik dan anorganik. Bahan organik lazim disebut
ekstraktif. Sebagian bahan anorganik secara ringkas disebut abu. Dalam hal analisis adalah lebih tepat untuk membedakan antara zat-zat berdasar kelarutan dalam air dan
dalam pelarut organik.
Senyawa aromatik fenolat senyawa yang paling penting dari kelompok ini
adalah senyawa tanin yang dapat dibagi menjadi tanin yang dapat dihidrolisis dan senyawa flobafen terkondensasi. Senyawa fenolat lain adalah misalnya stilbena, lignan
dan flavonoid, dan turunannya. Senyawa sederhana yang diturunkan dari metabolisme lignin juga termasuk dalam kelompok kimia ini.
Terpena merupakan kelompok senyawa alami yang tersebar luas. Secara kimia,
zat-zat ini dapat diturunkan dari isoprena. Dua satuan isoprena atau lebih membentuk mono, di, tri, tetra, dan politerpena.
Asam alifatik : Asam lemak jenuh dan tak jenuh tinggi terdapat dalam kayu
terutama dalam bentuk esternya dengan gliserol lemak dan minyak atau dengan alkohol
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
tinggi. Asam asetat dihubungkan dengan poliosa sebagai ester dan hidroksi karboksilat terutama terdapat sebagai garam kalsium.
Alkohol : Kebanyakan alkohol alifatik dalam kayu terdapat sebagai komponen
ester, sedangkan sterol aromatik, termasuk dalam steroid, terutama terdapat sebagai glikosida.
Senyawa anorganik : Komponen mineral kayu dari daerah iklim sedang terutama
adalah unsur-unsur kalium, kalsium, dan magnesium. Unsur-unsur lain dalam kayu tropika,misalnya silikon, dapat merupakan komponen anorganik utama.
Komponen lain : Mono- dan disakarida terdapat dalam kayu hanya dalam jumlah
yang sedikit tetapi mereka terdapat dalam persentase yang tinggi dalam kambium dan dalam kulit bagian dalam. Jumlah sedikit amina dan etena juga terdapat dalam kayu.
Fengel,D, 1995.
Tabel 1.1. Komposisi Bahan Kimia antara Kayu Keras dan Kayu Lunak Komponen
Kayu Keras Kayu Lunak
Selulosa 42 ± 2
45 ± 2 Hemiselulosa
27 ± 2 30 ± 5
Lignin 20 ± 4
27 ± 2 Zat Ekstraktif
3 ± 2 5 ± 3
Sumber : Training Manual PT. Toba Pulp Lestari, Tbk
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
2.3. Proses Pembuatan Pulp 2.3.1. Pembuatan Pulp Mekanik
Proses pengasahan kayu dimana kayu gelondong yang diikuti diperlakukan dalam batu asah yang berputar dengan diberi semprotan air merupakan dasar pembuatan pulp
mekanik. Di samping serat yang utuh, bahan kayu dirobek-robek dalam bentuk bagian- bagian serat yang kurang lebih rusak. Kerusakan serat secara fisik ini tidak dapat
dihindari dan karena itu kekuatan kertas yang dibuat dari pulp-pulp mekanik agak rendah. Kelemahan-kelemahan lain dari pembuatan pulp mekanik adalah pemakaian energi yang
tinggi dan praktis hanya kayu-kayu lunak. Sosjtrom,E, 1995
2.3.2. Pembuatan Pulp Semi Kimia
Proses-proses pembuatan pulp secara semikimia pada dasarnya ditandai dengan perlakuan kimia yang didahului dengan tahap penggilingan secara mekanik. Dalam
proses semikimia, dan umumnya dalam pembuatan pulp secara semikimia, spesies kayu keras merupakan bahan baku yang khusus. Sejumlah besar kayu keras yang digunakan
dalam pembuatan pulp semikimia meliputi kayu-kayu dengan kerapatan rendah, kerapatan sedang dan kerapatan tinggi dengan kandungan lignin rendah maupun tinggi.
Keuntungan-keuntungan umum dari proses semikimia adalah persyaratan-persyaratan yang rendah mengenai kualitas dan spesies kayu, rendemen tinggi, pemakaian bahan
kimia yang relatif rendah pada kandungan sisa lignin tertentu, investasi modal yang
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
rendah dan unit-unit produksi kecil yang menguntungkan bila dibandingkan dengan pembuatan pulp secara kimia penuh.
2.3.3. Pembuatan Pulp Kimia
Pada proses kimia, bahan-bahan yang terdapat ditengah lapisan kayu akan dilarutkan agar serat dapat terlepas dari zat-zat yang mengikatnya. Hal yang merugikan
pada proses ini adalah randemen yang rendah yaitu 45 – 55. Proses kimia dibagi menjadi tiga kategori :
1. Proses Soda
2. Proses Sulfit
3. Proses Sulfat Kraft
1. Proses Soda
Pada proses soda, kayu dimasak dengan larutan sodium hidroksida. Larutan sisa pemasakan dipekatkan dan kemudian dibakar, yang akan menghasilkan sodium karbonat
dan apabila diolah dengan menambahkan batu kapur akan menghasilkan sodium hidroksida. Nama proses “soda” karena bahan kimia yang ditambahkan ke dalam
prosesnya berupa sodium karbonat. Proses ini sekarang sudah tidak dipakai lagi.
2. Proses Sulfit
Dari segi kimia lindi pemasak pulp sulfit berbeda-beda tergantung pada bentuk- bentuk yang mungkin dari belerang dioksida dalam larutan berair dan macam basa yang
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
ditambahkan pada sistem ini. Reaksi belerang dioksida dengan air pada dasarnya menghasilkan :
- Monosulfit SO
3 2-
- Bisulfit hidrogen sulfit HSO
3 -
- SO3 yang terlarut danatau asam sulfit H
2
SO
3
Dalam pembuatan pulp sulfit komposisi lindi pemasak diberi ciri dengan istilah belerang dioksida bebas, gabungan dan total, yang dinyatakan dengan SO
2
100 ml lindi. Fengel,D, 1995
3. Proses Sulfat Kraft
Dalam proses pembuatan kertas kraft bahan kimia aktif terdiri dari Natrium Hidroksida NaOH dan Natrium Sulfida Na
2
S. Bahan kimia yang paling penting digunakan adalah Natrium Karbonat pada berat zat kimia per berat kayu, bersama dengan
liquor ke wood ratio. Konsentrasi dan residu zat kimia berdasarkan variabel liquor. Waktu dan temperatur berdasarkan variabel operasi. Reaksi kimia terjadi antara alkali aktif dan
alkali efektif berdasarkan jumlah caustic yang ada dan komponen-komponen dari wood tersebut. Semua zat kimia dikonsumsi dengan karbohidrat dan kekuatan pulp ditentukan
dengan tingkat selulosa dan hemiselulosa yang dibuang. Dengan adanya Na
2
S menghasilkan ion hidrosulfida dimana akselerasi lignin yang dihasilkan akan
menghasilkan pulp yang lebih kuat. Sirait, S, 2003
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Keuntungan-keuntungan utama pembuatan pulp secara sulfat, dalam daftar dibawah memberikan karakteristik pertama dari proses dan pulp yang dihasilkan :
- Tuntutan yang rendah terhadap spesies kayu dan kualitas kayu, termasuk
semua tipe kayu lunak dan kayu keras, bahkan dalam campuran, dan toleransi terhadap jumlah ekstraktif yang tinggi maupun bagian kayu lapuk yang besar
dan sisa-sisa kulit. -
Waktu pemasakan yang pendek -
Pengolahan limbah cairan pemasak yang telah mantap, termasuk pemulihan bahan-bahan kimia dalam pembuatan pulp, pembangkitan panas proses, dan
produksi hasil samping yang berharga seperti minyak tall dan terpentin dari spesies pinus.
- Sifat- sifat kekuatan pulp yang baik.
Lindi pemasak dalam pembuatan pulp sulfat mempunyai lebih banyak komponen. Disamping natrium hidroksida dan natrium karbonat, natrium sulfida adalah bahan pokok
pembuatan pulp. Banyaknya alkali yang digunakan dalam pembuatan pulp kraft, yang merupakan faktor penting dalam pembuatan pulp, dapat dinyatakan sebagai alkali aktif
NaOH + Na
2
S atau sebagai alkali efektif NaOH + ½ Na
2
S. Proses pembuatan pulp kraft dan pulp yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa
parameter : -
Bahan baku -
Nisbah lindi pemasak terhadap kayu -
Waktu dan suhu pemasakan
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
- Banyaknya dan konsentrasi bahan kimia pemasak
- Komposisi bahan kimia pemasak
Konsentrasi alkali merupakan parameter utama dari pelarutan lignin dan polisakarida. Dalam periode awal lebih banyak alkali dibutuhkan untuk menetralisasi
asam-asam yang berasal dari polisakarida dan untuk menetralkan rendeman degradasi lignin. Terutama pada akhir prosedur pemasakan harus dicegah konsentrasi alkali yang
terlalu tinggi. Kalau tidak, maka akan terjadi degradasi dan pelarutan poliosa dan selulosa yang sangat berlebihan, yang mengakibatkan rendeman dan sifat-sifat kekuatan pulp
turun. Biasanya kayu lunak membutuhkan jumlah dan konsentrasi alkali yang lebih tinggi daripada kayu keras untuk mencapai derajat delignifikasi yang sebanding.
Fengel,D, 1995
2.4. Tahap-Tahap Proses Pembuatan Pulp 2.4.1. Pemasakan Digester
Digester adalah bezana bertemperatur dan bertekanan tinggi dimana chip dimasukkan dengan sejumlah bahan kimia tertentu dengan panas dan tekanan
memisahkan unsur pokok serat kayu dari unsur tidak berserat. Proses ini disebut “COOKING” Pemasakan. Pada tahap ini merupakan tahap yang paling penting, dimana
gelondong kayu yang dibawa ke pabrik dipotong-potong dan dibentuk menjadi chip melalui alat yang bernama chipper. Setelah ini serpihan kayu dibawa ke digester
menggunakan alat yaitu belt conveyor.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Proses digester memiliki beberapa tahap yaitu : a. Chip Filling
Pengisian chip ke digester adalah langkah awal dari proses pemasakan dan merupakan operasi penting untuk produksi pulp dan pengisian chip ke digester di bawah
target yang sudah dipatokkan akan mengurangi hasil pulp sedangkan pengisian chip yang melebihi target akan menyebabkan kesulitan sirkulasi liquor dan blowing. Chip parker
digunakan untuk menaburkan dan bahkan meratakan chip. Chip parker dipasang pada mulut digester. Sebelum pengisian chip dimulai persyaratan-persyaratan berikut harus
diikuti : -
digester harus dalam keadaan kosong dengan blow valve tertutup -
top cover dalam keadaan posisi terbuka -
telescopic chute dalam keadaan posisi turun -
shuttle conveyor harus tepat pada posisi digester yang akan diisi chip.
b. PHK Ramping Merupakan tahapan awal dari proses pemasakan setelah pengisian chip.Dimana
tujuannya untuk mengolah terlebih dahulu serpihan kayu sebelum kayu dimasak dengan alkali. PHK Ramping merupakan proses pemanasan dengan MP Medium pressure
steam hingga temperatur 170 C dan tekanan 7 atm.Proses ini berlangsung kurang lebih 25 menit.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
c. PHK cooking PHK cooking merupakan proses mendiamkan selama 30 menit hingga masak
yang ditandai dengan nilai P-faktor sekitar 280. d. PHK relief
PHK relief merupakan proses menurunkan tekanan dalam digester dengan melepaskan gas dalam digester selama kurang lebih 20 menit. Tujuan dari PHK Relief ini
adalah untuk mencegah keluarnya chip dari dalam digester ketika akan memasukkan cairan pemasak pada tahap berikutnya, sehingga perlu proses menurunkan tekanan
dengan mengeluarkan gas yang ada dalam digester. e. Liquor Filling
Pada proses DKP pengisian liquor dilakukan setelah prehydrolisis, dimana pada proses BKP pengisian liquor dilakukan segera setelah pengisian chip. Larutan pemasak
panas yang dimasukkan ke dalam digester didapat dari relief heat recorvery system dengan temperatur 120
C harus dengan perbandingan yang sesuai sebagaimana dibutuhkan untuk pemasakan dan black liquor penambah sebagai pengencer juga harus
dengan perbandingan yang sesuai. f. Kraft Ramping
Kraft ramping merupakan proses pemanasan liquor hingga temperatur 170 C dengan menggunakan alat penukar panas liquor heater dan disirkulasikan keatas dan
kebawah digester dengan menggunakan pompa sirkulasi agar liquor terdistribusi merata,kurang lebih 50 menit.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
g. Kraft cooking Proses pemasakan secara kraft dilaksanakan setelah penambahan white liquor dan
black liquor ke dalam chip. Kraft cooking merupakan proses mendiamkan selama 110 menit hingga chip yang ada di dalam digester masak yang ditandai dengan nilai H-Faktor
sekitar 1500. h.Blow
Blow merupakan pemindahan hasil pemasakan chip dari dalam bezana digester ke blow tank untuk dicuci kurang lebih 20 menit.
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pemasakan ada tiga yaitu : 1.
Kualitas daripada chip 2.
Sifat-sifat daripada white liquor 3.
Pengawasan pada saat pemasakan A.
Kualitas chip Kualitas chip yang akan dipakai bahan baku dalam pemasakan merupakan hal yang
sangat penting untuk diperhatikan operasi keseluruhan pabrik pulp, dimana akan berpengaruh terhadap kualitas pulp yang akan dihasilkan.
Hal yang akan mempengaruhi kualitas chip dapat menjadi : 1. Hal-hal yang berhubungan dengan kayu menyangkut sifat-sifatnya seperti Spesies,
Densitas. a.
Wood Spesies Sebagaimana yang telah diketahui, bahwa kayu dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu
jenis hard wood dan jenis soft wood, kayu jenis soft wood menghasilkan pulp yang lebih
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
kuat dibandingkan dengan jenis hard wood karena serat-seratnya lebih panjang dan lebih lentur dibandingkan dengan serat yang terdapat pada kayu hard wood.
Biasanya kayu jenis soft wood menghasilkan rendemen yang lebih rendah dibandingkan dengan yang dihasilkan dari jenis hard wood bila dimasak pada kondisi
yang sama. Hal ini utamanya disebabkan hemiselulosanya soft wood lebih mudah terlarut dibanding dengan yang terdapat pada hard wood dan juga didalam kayu soft wood
terdapat lebih banyak kandungan lignin dibanding dengan kayu hard wood. b.
Wood Densitas Berat jenis kayu merupakan hal yang sangat penting dalam pembuatan pulp. Dengan
kayu yang lebih padat, kita dapat mengisi lebih berat pada digester dengan volume yang sama dan keadaan ini akan menambah jumlah pulp yang diproduksi.
2.Ha-hal yang berhubungan dengan pemrosesan kayu : a.
Ukuran chip Ketebalan chip merupakan hal yang sangat penting dalam proses pembuatan pulp
sebagaimana diharapkan, larutan pemasak akan meresap kedalam chip dari segala arah dengan kecepatan yang sama. Ketebalan chip yang ideal adalah 3-5 mm.
b. Kandungan air dalam chip
Bila kandungan air dalam chip sangat rendah, akan sulit bagi larutan pemasak untuk meresap kedalam chip. Adalah penting untuk mengetahui seberapa besar kandungan air
dalam chip tersebut, dan memperhitungkan seberapa berat kayu yang sesungguhnya yang telah dimuat ke dalam digester, untuk memperhitungkan jumlah alkali yang dimasukkan
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
dan konsentrasi larutan pada jumlah yang tetap. Kandungan air dalam chip sebesar 40- 50.
c. Bulk density dari chip
Adalah tolak ukur yang sangat penting artinya selama waktu pengisian digester. Ini akan membuktikan seberapa banyak kayu yang dapat dimasukkan kedalam digester, yang
dinyatakan dalam satuan kgcm
3
. d.
Kulit kayu dan bahan-bahan lain yang mengotori kayu Keberadaan kulit kayu akan menambah jumlah pemakaian larutan pemasak sehingga
akan mengurangi kekuatan dari pulp. Bahan pengotor yang lainnya bisa datang dari luar kayunya sendiri seperti pasir, logam-logam,plastik,dll.
B. Sifat-sifat daripada white liquor
White liquor yang adalah sebagai media pemasak, terdiri dari beberapa bahan-bahan kimia yang berupa larutan berair : Natrium Hidroksida, Natrium Sulfida, Natrium
Karbonat. Konsentrasi dari masing-masing zat tersebut akan memainkan peranan yang penting dalam reaksinya dengan kayu yaitu :
1. Natrium Hidroksida NaOH
Natrium Hidroksida merupakan zat padat yang berwarna putih. NaOH bila dilarutkan di dalam air akan terionisasi dan terpecah menjadi ion. Hal ini terjadi karena NaOH
adalah bersifat basa. Pada pembuatan pulp larutan NaOH berfungsi untuk melarutkan
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
lignin dan zat ekstraktif lainnya yang terdapat dalam bahan kayu, sehingga serat selulosa terlepas dari ikatannya.
Keuntungan menggunakan larutan NaOH yaitu NaOH lebih cepat bereaksi dengan lignin sehingga waktu yang dibutuhkan untuk pemasakan lebih singkat selain itu NaOH
dapat digunakan sebagai larutan pemasak untuk pembuatan pulp dari bahan baku non kayu dan juga karena harganya lebih murah.
2. Natrium Sulfida Na
2
S Natrium sulfida adalah suatu senyawa yang sangat mudah teroksidasi, oleh karena itu
zat ini banyak dimanfaatkan, terutama dalam situasi dimana diperlukan bahan pereduksi yang tidak terlalu kuat, misalnya untuk pembuatan wol.
Natrium Sulfida Na
2
S dalam proses pemasakan chip berfungsi untuk : a.
Mengurangi kerusakan pada karbohidrat dan memberikan hasil yang lebih tinggi serta kekuatan pulp yang lebih tinggi.
b. Mempercepat terjadinya reaksi antara NaOH dengan lignin lewat penurunanenergi
aktivasi.
3. Natrium Karbonat Na
2
CO
3
Pada proses pembuatan pulp, larutan Na
2
CO
3
ini merupakan pengotor pada larutan pemasak white liquor dimana Na
2
CO
3
ini merupakan alkali yang tidak efektif pada proses pemasakan chip. Akan tetapi melalui proses recaustizing Na
2
CO
3
ini dapat digunakan untuk menghasilkan NaOH dengan penambahan CaCO
3
pada pengapuran di
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
lime klin. Dimana NaOH yang dihasilkan ini akan digunakan sebagai larutan pemasak utama untuk proses pemasakan chip selanjutnya.
C. Pengawasan Pada Saat Pemasakan
Hal-hal yang perlu diawasi pada saat pemasakan yaitu : 1.
Waktu dan temperatur Penambahan temperatur sedikit saja sudah berakibat besar terhadap reaksi
penghilangan lignin. Penambahan waktu beberapa menit pada saat proses perembesan liquor kedalam chip tidak berpengaruh banyak terhadap kualitas pulp, tetapi beberapa
menit saja bertambah waktu pada saat pemasakan akan berdampak pada kualitas. Suatu metode yang telah dibuat untuk menghitung hubungan antara waktu dan
temperatur dengan satu nilai numeric tunggal disebut “H-Faktor”. Untuk setiap satu siklus pemasakan yang memberikan nilai H-Faktor yang sama akan menghasilkan pulp dengan
rendemen dan kandungan lignin yang sama bila kondisi-kondisi lainnya juga sama. Temperatur dan waktu pemasakan saling berkaitan. Semakin tinggi temperatur,
semakincepat waktu pemasakan.
2. Jumlah alkali yang dimasukkan
Normal jumlah efektif alkali yang dimasukkan dalam digester berkisar antara 10-18 sebagai Na
2
O terhadap kayu kering tergantung dari jenis kayunya, kondisi pemasakan dan seberapa jauh tingkat penghilangan lignin yang akan dicapai kalau jumlah
alkali yang dimasukkan lebih banyak maka akan mempercepat kecepatan reaksinya. Dengan menambah alkali, kita dapat memasak dengan H-Faktor yang lebih rendah untuk
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
mencapai Bilangan Kappa yang sama. Dengan bertambahnya jumlah alkali yang dimasukkan maka akan mengurangi rendemen pulp karena jumlah hemiselulosa yang
terlarut bertambah. 3.
Perbandingan Liquor dengan Kayu Pada digester yang beroperasi secara “bacth” , dibutuhkan sejumlah volume alkali
efektif yang dimasukkan sebanyak kurang dari jumlah volume yang dibutuhkan untuk membasahi seluruh chip. Weak Black Liquor WBL perlu ditambahkan sebagai
penambah kekurangan liquornya. Kalau WBL yang ditambahkan terlalu banyak maka akan memperbesar nilai perbandingan liquor dengan kayu.
2.4.2. Pencucian Washing
Pulp yang berasal dari blow tank dipompakan melewati unit pemisahan mata kayu yang disebut dengan Pressure Knother kemudian menuju unit pencucian tiga tahap,
kemudian dikirim ke unit penyaringan screening dan sesudah itu dikirim ke pencucian yang keempat. Bubur kertas yang berwarna coklat setelah melalui unit pencucian tahap
yang keempat disimpan di dalam High Density Unbleaced Storage Tower dengan konsistensi 12.
Tujuan dari proses pencucian ini adalah untuk memisahkan kandungan lignin yang masih tersisa setelah proses pemasakan pada digester sebelum dilanjutkan proses
pemutihan bleaching. Sirait,S, 2003
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
2.4.3. Pemutihan bleaching
Warna pada pulp yang belum diputihkan umumnya disebabkan oleh lignin yang tersisa. Penghilangan lignin dapat lebih banyak pada proses pemasakan, tetapi akan
mengurangi hasil yang banyal sekali dan merusak serat, jadi menghasilkan kualitas pulp yang rendah.
Tujuan utama proses pemutihan secara umum dapat diringkaskan sebagai berikut : 1. Memperbaiki brighness
2. Memperbaiki kemurnian 3. Degradasi serat selulosa seminimum mungkin.
2.4.4. Pulp Machine
Pulp machine adalah bagian terpenting dari operasi pabrik pulp yang mana fungsi utamanya adalah mengambil air sebanyak mungkin tanpa merusak lembaran pulp. Pulp
machine menghasilkan kekuatan lembaran yang maksimum dan selanjutnya diproses kedalam bentuk bal-bal untuk dikirim ke konsumen.
Setelah dari unit bleaching selanjutnya dikirim ke pulp machine untuk dikeringkan menjadi lembaran pulp.
Proses di Pulp machine : 1.
Bleach Screening yaitu pembersihan pulp dari kotoran-kotoran 2.
Forming Section yaitu membentuk lembaran pulp diatas Fourdrinier Wire 3.
Press Section, memadatkan lembaran pulp dengan cara di press 4.
Driyer Section, pengeringan lembaran pulp sampai 10 kandungan air 5.
Cutter Layboy, proses pemotongan lembaran pulp dengan ukuran tertentu
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
6. Baling Ball, penataan lembaran pulp menjadi bale dan unit setelah lembaran pulp
dibungkus dan diikat pakai kawat selanjutnya siap untuk dikirim ke pelanggan. Anonymous, 2003
2.5. Teori Tentang Bilangan Kappa
Tujuan dalam proses pulp kraft adalah memasak sampai target nomor kappa. Nomor kappa menunjukkan jumlah yang dapat beroksidasi dalam pulp. Dengan kata lain
nomor kappa tersebut menunjukkan pengembangan dari delignifikasi yang terjadi selama proses pemasakan. Derajat delignifikasi tersebut ditentukan dengan test empiris untuk
pemasakan yang disebut dengan nomor kappa Kappa Number. Hal ini menentukan lignin yang masih tersisa pada pulp setelah proses pemasakan. Kappa Number
memberitahukan kepada kita berapa banyak lignin dihilangkan selain dalam pulp setelah proses cooking dalam digester. Kappa number lebih tinggi, residual lignin lebih banyak
atau lebih keras dalam pemasakan. Kappa number yang lebih rendah, residual lignin lebih sedikit atau lebih lembut dalam pemasakan.
Kappa number digunakan untuk menyatakan berapa jumlah lignin yang masih tersisa di dalam pulp setelah pemasakan. Pengujian kappa number yang dilakukan di
dalam industri pulp memiliki dua tujuan yaitu : -
Merupakan indikasi terhadap derajat delignifikasi yang tercapai selama proses pemasakan, artinya kappa number digunakan untuk mengontrol pemasakan.
- Menunjukkan kebutuhan bahan kimia yang akan digunakan untuk proses
selanjutnya yaitu proses pemutihan bleaching. Sirait,S, 2003
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
a. Bejana pemasak Digester
b. Shuttle conveyor pengumpan chip kedalam digester
c. Weightometer alat pengukur berat chip
d. Chip moisture analizer alat pengukur kandungan air dan berat jenis chip
e. Teleskopi chute alat untuk menuangkan chip dalam digester
f. Gass relief control pengontrol pembuangan gas
g. Pompa FRC – 2018 pengontrol jumlah cairan pemasak
h. Liquor heater pemanas cairan pemasak
i. Steam control valve alat pengontrol steam
j. Blow valve alat memblow pulp
k. Blow valve gass alat memblow gas
l. Blow tank tempat pulp yang dihasilkan
3.1.2. Bahan
a. Serpihan kayu chip
b. White liquor terdiri dari NaOH, Na
2
S dan NaCO
3
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Kategori