Pengaruh Ph Terhadap Brightness Pulp Pada Tahap Eo Di Unit Bleaching Difiberline 1 Di PT. Riau Andalan Pulp And Paper,Tbk. Pelalawan Riau
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Kayu
2.1.1
Pengertian Kayu
Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah
yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Kayu
memiliki sifat – sifat yang tidak dapat ditiru oleh bahan – bahan lain. Pengertian kayu
disini adalah sesuatu bahan yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon – pohon di
hutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut dan bagian – bagian mana yang
lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan. Baik berbentuk
kayu pertukangan, kayu industry maupun ayu bakar (J.F.Dumanauw.1990)
2.1.2
Komponen Kimia Kayu
Kayu adalah suatu arbohidrat yang tersusun terutama atas karbon, hydrogen dan
oksigen. Tabel 2.1 merinci komposisi kimia suatu kayu dari Amerika Utara yang khas,
dan terlihat bahwa karbon merupakan elemen yang dominan atas berat.
Table 2.1 Komponen Kimia kayu
Unsur
% Berat Kering
Karbon
49
Hidrogen
6
Oksigen
44
Nitrogen
Sedikit
Abu
0,1
Universitas Sumatera Utara
Tambahan pula kayu mengandung senyawa organic yang tetap tinggal setelah
terjadi pembakaran pada suhu tinggi pada kondisi oksigen yang melimpah; residu
semacam ini dikenal sebagai abu (John G.H. 1987)
2.1.3
Sifat-sifat Kayu
Kayu berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbeda-beda. Bahkan
kayu berasal dari satu pohon memiliki sifat yang berbeda. Ada beberapa sifat yang
umum yang terdapat pada semua kayu, yaitu
a. Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam-macam dan susunan
dinding selnya terdiri dari senyawa-senyawa kimia berupa selulosa dan
hemiselulosa (unsure karbohidrat) serta berupa lignin (non-karbohidrat)
b. Kayu dapat diserang makhluk hidup perusak kayu, juga dapat terbakar terutama
jika kayu keadaanya kering.
c. Kayu dapat diserang makluk hidup perusak kayu, juga dapat terbakar, terutama jika
kayu dalam keadaan kering.
1. Sifat Fisik Kayu
Beberapa hal yang tergolong dalam sifat fisik kayu adalah berat jenis, keawetan alami,
warna, higroskopik, kekerasan dan lain-lain.
a. Berat Jenis
Kayu memiliki berat jenis yang berbeda-beda, berkisaran antara minimum 0,20 hingga
1,28. Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi aneka sifat kayu. Makin besar kayu
itu, umumnya makin kuat pula kayunya. Berat jenis ditentukan antara lain oleh tebal
dinding se, kecilnya rongga sel yang membentuk pori-pori.
b. Keawetan Alami Kayu
Keawetan kayu alami adalah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsure-unsur
perusak kayu dari luar, seperti: jamur, rayap, cacing laut dan makhluk hidup lainnya.
Keawetan kayu tersebut disebabkan oleh adanya suatu zat didalam kayu (zat
ekstraktif) yang merupakan sebagian unsure racun bagi perusak-perusak kayu,
sehingga perusak tersebut tidak sempat masuk dan tinggal didalamnya serta merusak
kayu.
Universitas Sumatera Utara
c. Warna Kayu
Ada beraneka ragam warna kayu, antara lain; warna kuning, keputih-putihan, coklat
muda, coklat tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain sebaginya. Hal ini
disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda.
d. Higroskopik
Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air atau
kelembaban. Makin lembab udara disekitarnya maka makin tinggi pula kelembaban
kayu sampai tercapai kesetimbangan dengan lingkungannya.
2. Sifat Kimia Kayu
Komponen kimia didalam kayu mempunyai arti yang penting, karena menentukan
kegunaan suatu jenis kayu. Pada umumnya komponen kimia kayu terdiri dari 3 unsur,
yaitu :
a. Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa.
b. Unsur non karbohidrat terdiri dari lignin
c. Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan dinamakan zat
ekstraktif.
Menurut Edwin Sutemeister (1971) secara kimia kayu terdiri dari empat
komponen yaitu sellulosa, hemiselulosa, lignin dan zat ekstraktif. Tujuan utama
proses pembuatan pulp adalah menghilangkan lignin dari kayu untuk mendapatkan
yng kurang lebih besar dari lignin. Berdasarkan perbedaan komposisi keempat
komponen penyusunan kayu dan jenis kayu, kayu digolongkan menjadi dua golongan
yaitu; kayu keras (Hardwood) dan kayu lunak (Softwood) (fengel,D. 1995)
Secara umum, perbedaan kayu keras dan kayu lunak dapat diuraikan sebagai
berikut :
1. Kayu keras mempunyai serat pendek sedangkan kayu lunak mempunyai serat lebih
panjang.
2. Kayu keras mempunyai ukuran lebar daun kira-kira 1-3mm, dan ukuran lebar
untuk kayu lunak kira-kira 1,5-2,0mm.
Universitas Sumatera Utara
3. Hanya kayu keras yang memiliki pembuluh. Sel-sel angkutan yang dibentuk secara
khusus yang dikenal sebagai unsure-unsur pembuluh ini didalam kayu keras
volumenya cukup besar, tetapi tidak pernah terdapat didalam kayu lunak.
4. Jari-jari yang lebar pada sejumlah kayu keras berlawanan dengan jari-jari yang
sempit dan seragam pada kayu-kayu lunak. (Sjostrom E. 1995)
Secara umum kayu keras lebih banyak mengandung sellulosa, hemiselulosa,
dan zat ektraktif dibandingkan dengan kayu lunak tetapi kandungan ligninnya lebih
sedikit.
2.2
Komposisi Komponen Kayu
Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu maka perlu dibedakan antara
komponen-komponen
makromolekul
utama
dinding
sel
sellulosa,
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 kayu tertentu dalam jenis dan jumlahnya. Pengenalan singkat
tentang komponen kayu keras dan kayu lunak diuraikan dalam table berikut.
Tabel 2.2 Perbedaan Kayu Keras dan Kayu Lunak
Komponen
%komposisi
Kayu keras (hardwood)
Kayu lunak (softwood)
Sellulosa
40-40
43-45
Hemiselulosa
15-30
5-10
Lignin
17-25
24-32
Zat ekstraktif
2-4
3-5
1. Sellulosa
Selulosa merupakan konsistuen utama kayu. Selulosa merupakan homopolisakarida
yang tersusun atas unit-unit B –D-glukopiranosa yang terikat satu sama lain dengan
ikatan-ikatan glikosida. Molekul-molekul selulosa seluruhnya berbentuk linear dan
mempunyai kecenderungan kuat membentuk ikatan-ikatan hydrogen intra-dan
intermolekul. Jadi bekas-bekas molekul selulosa membentuk agregat bersama-sama
Universitas Sumatera Utara
dalam bentuk mikrofibril, dimana dalam tempat-tempat yang sangat teratur (kristalin)
diselingi dengan tempat-tempat yang kurang teratur (amorf). Mikrofibri membentuk
fibril-fibril dan akhirnya serat-serat sellulosa.
Sebagian akibat dari struktur yang berserat dan ikatan-ikatan hydrogen yang
kuat sellulosa mempunyai kekuatan tarik yang tingi dan tidak larut dalam kebanyakan
pelarut. Rumus molekul sellulosa adalah (C6H10O5) dimana ‘n’ adalah derajat
polimerisasinya, dengan berat molekul anara 250.000 – 1.000.000.
Gambar 2.1 struktur sellulosa
2. Hemiselulosa
Hemiselulosa semula diduga merupakan senyawa-senyawa dalam biosintesis selulosa.
Namun saat ini diketahui bahwa hemiselulosa termasuk dalam kelompok polisakarida
heterogen yang dibentuk melalui jalan biosintesis yang berbeda dari sellulosa.
Berbeda dengan sellulosa yang merupakan homopolisakarida, hemisellulosa
merupakan
heteropolisakarida.
Kebanyakan
hemiselulosa mempunyai
derajat
polimerisasi hanya 200. Komposisi dan struktur hemiselulosa dalam kayu lunak
secara khas berbeda dari yang dalam kayu keras.
Perbedaan-perbedaan yang besar terdapat dlam kandungan dan komposisi
hemiselulosa antara batang, cabang-cabang, akar dan kulit kayu. Hemiselulosa
bereaksi lebih cepat dibandingkan dengan sellulosa.
3. Lignin
Lignin merupakan polimer dari unit-unit fenilpropana, yang juga merupakan senyawa
yang sangat kompleks. Perkembangan pembuatan proses pulp secara teknis
menimbulkan perhatian yang lebih besar terhadap lignin dan reaksi-reaksinya.
Universitas Sumatera Utara
Turunan-turunan lignin yang larut (lignosulfonat) dibentuk dengan memperlakukan
kayu pada suhu tinggi dengan larutan yang mengandung belerang dioksida dan ionion hydrogen sulfit. Lignin juga larut sebagai alkali lignin bila kayu diperlakukan pada
suhu tinggi (170oC) dengan natrium hidroksida atau lebih baik dengan campuran
natrium hidroksida dan natrium sulfide (lignin sulfat atau lignin kraf). Adanya lignin
dalam pulp menyebabkan warna pada pembuatan pulp menjadi kecoklatan atau
berwarna gelap, sehingga perlu dipisahkan dari pulp dengan proses pemutihan
(bleaching), karena penghilangan lignin pada pulp sangat berpengaruh terhadap
kualitas pulp yang dihasilkan.
4. Zat Ekstraktif
Penentuan ektraktif secara kuantitatif dalam kayu pulp dilakukan dengan metodemetode yang distandarisasi setelah ekstraksi dengan pelarut-pelarut organic, seperti
heksana, dietil eter, aseton, atau etanol. Kandungan ekstraktif biasanya kurang dari
105, tetapi ia dapat bervariasi dari jejak hingga sampai 40% berat kayu kering. Dalam
kayu, zat ekstraktif brfungsi sebagai sumber warna, baud an hanya tahan alam.
(Sjostrom,E. 1995).
2.3
Komposisi Kimia Kayu
Disamping itu, komponen-komponen dinding sel terdapat juga sejumlah zat-zat yang
disebut bahan tambahan atau ektraktif kayu. Zat-zat berat molekul rendah berasal dari
golongan senyawa yang berbeda hingga sukar untuk membuat system klasifikasi yang
jelas. Klasifikasi yang mudah dapat dibuat dengan membaginya kedalam zat organic
dan anorganik. Bahkan organic lazim disebut ekstraktif. Sebagian bahan anorganik
secara ringkas disebut abu.Pengenalan singkat tentang kimia kayu mengikuti bagan
umum seperti diterangkan pada gambar 2-1.
Universitas Sumatera Utara
Kayu
Senyawa berat molekul kecil
Bahan organic
Bahan Anorganik
Ekstraktif
Abu
Senyawa Makromolekul
Polisakarida
Sellulosa
Lignin
Poliosa
Gambar2.2 : Bagan Umum Komponen Kimia Kayu
2.4
Metode Pembuatan Pulp
2.4.1
Latar Belakang dan Defenisi-Defenisi
Pulp adalah produk utama kayu, terutama digunakan untuk pembuatan kertas, tetapi ia
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 mekanik atau dengan kombinasi dua tipe perlakuan tersebut.
Pulp perdagangan yang umum dapat dikelompokkan menjadi tipe-tipe kimia,
semikimia, kimia mekanik dan mekanik. Pembuatan pulp secara kimia adalah proes
dimana lignin dihilangkan sama sekali sehingga serat-serat kayu mudah dilepaskan
pada pembongkaran dari bejana pemasak (digester) atau paling tidak setelah perlakuan
mekanik lunak. Hampir semua produksi pulp kimia di dunia saat ini masih didasarkan
pada proses-proses sulfit dan sulfat (kraft), yang terakhir paling banyak (Sjostrom
E.1995).
2.4.2
Pembuatan Pulp Secara Mekanik
Salah satu factor yang sangat penting dalam pembuatan pulp secara mekanik adalah
kebutuhan energy. Industry pengasahan dan proses-proses penggilingan semakin
banyak yang ditentukan dengan criteria tertentu. Tetapi konsumsi energi tidak dapat
disebut tidak dapat disebut tanpa memandang kualitas pulp yang dihasilkan.
Universitas Sumatera Utara
Pada proses pembuatan pulp secara mekanik dilakukan tanpa perlakuan kimia.
Proses ini memiliki keunggulan antara lain memberikan hasil yang lebih tinggi tetapi
itu membutuhkan energy yang lebih besar. Pulp-pulp mekanik lebih banyak
diproduksi dari kayu-kayu luna. Pada proses pembuatan secara mekanik ini
kandungan lignin dan zat-zat lain masih tinggi.
2.4.3
Pembuatan Pulp Secara Semikimia
Proses-proses pembuatan pulp secara semikimia pada dasarnya ditandai dengan
perlakuan kimia yang didahului dengan tahap penggilingan secara mekanik. Proses
semikimia yang penting adalah proses semikimia sulfit netral (NSSC=Neutral Sulfite
Semi Chemical) yang telah digunakan secara luas di Amerika Serikat sejak 1962, dan
didalam 20 tahun terakhir juga telah digunakan di Eropa dan banyak negara lain
diseluruh dunia (Cronert 1996 ; Marteny 1980).
Keuntungan-keuntungan umum dari proses NSSC atau proses semikimia sulfit
netral adalah persyaratan-persyaratan yang rendah mengenai kualitas dan spesies
kayu, rendamen tinggi, pemakaian bahan kimia relative rendah dan kandungan sisa
lignin tertentu, investasi modal yang rendah dan unit-unit produksi kecil yang
menguntungkan bila dibandingkan dengan pembuatan pulp secara kimia penuh. Cara
semikimia ini lebih sesuai untuk bahan baku jenis kayu keras, dan hasil pulp yang
diperoleh sekitar 60-70% dari berat kering bahan baku.
2.4.4
Pembuatan Pulp 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 sellulosa tinggi. Pulp yang dihasilkan mudah
diputihkan dan umumnya dilakukan untuk menghasilkan jenis kertas tertentu seperti
tissue, kertas cetak, dan lain-lain.
Pada proses pembuatan pulp secara kmia digunakan natrium hidroksida bahan
kimia pemasak utama. Ada tiga macam pmbuatan pulp secara kimia, yaitu :
1. Proses Sulfit
Pada dasarnya, pembuatan pulp sulfit masih didasrkan pada penemuan-
penemuan
tua, meskipun beberapa modifikasi pembaruan dan perbaikan teknik telah dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
Keberhasilan terakhir selama tahun 1950-an dan 1960-an berkenaan dengan
penggunaan yang di sebut basa-basa yang larut, yang pengantian kalsium dengan
magnesium, natrium atau ammonium yang memberikan jauh lebih banyak keluwesan
dalam pengaturan kondisi pemasakan, yang memperluas baik bahan dasar yang
digunakan maupun produksi tipe-tipe pulp yang berbeda.
Keuntungan-keuntungan proses sulfit yang telah diketahui terhadap pulp kraft:
a. Rendamen yang lebih tinggi pada bilangan kappa tertentu, yang mengakibatkan
kebutuhan kayu lebih rendah.
b. Derajat putih pulp yang tidak dikelantang lebih tinggi
c. Keluwesan yang lebih tinggi dari pengelantangan tanpa kalor
d. Persoalan pencemaran sedikit
e. Biaya instalasi lebih rendah
f. Keluwesan lebih tinggi dalam rendamen dan kualitas pulp.
2. Proses Soda
Pembuatan pulp pada proses soda digunakan natrium hidroksida sebagai lindi
pemasak dan lindi bekas yang dihasilkan dipekatkan dengan cara penguapan dan
dibakar. Lemburan, yang terdiri atas Natrium Karbonat, diubah kembali menjadi
Natrium Hidroksida dengan Kalsium Hidroksida (kostisisasi). Karena Natrium
Karbonat digunakan untuk imbuhan, maka proses pemasakan dinamakan proses soda.
3. Proses Sulfat (kraft)
Pembuatan pulp kraft dilakukan dengan larutan yang terdiri atas Natrium Hidroksida
dan Natrium Sulfida, yang dinamakan “lindi putih”. Saat ini proses sulfat tidak hanya
merupakan proses pembuatan pulp alkalis yang uta,a untuk kayu, tetapi sekaligus juga
merupakan proses pulp yang paling penting. Pernyataan pertama terutama didasarkan
pada kenyataan bahwa pulp kraft (kraft dalam bahasa jerman dan bahasa Swedia
berarti kekuatan atau tenaga) diperoleh dalam rendamen yang lebih tinggi dan dengan
sifat-sifat yang lebih unggul bila dibandingkan dengan pulp soda.
Yang menjadi target pada proses ini adlah untuk memisahkan serat-serat yang
terdapat dalam kayu secara kimia dan melarutkan sebanyak mungkin lignin yang
terdapat pada dinding-dinding serat.
Keuntungan-keuntungan utama pembuatan pulp secara sulfat, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
a. Tuntutan yang benar terhadap spesies kayu dalam kualitas kayu, termasuk semua
tipe kayu lunak dan kayu keras, bahkan dalam campuran, dan toleransi terhadap
jumlah ekstrakif yang lebih tinggi maupun bagian kayu lapuk yang besar dan sisasisa kulit.
b. Waktu pemasakan yang pendek.
c. Pengolahan limbah cair pemasak yang telah mantap, termasuk pemulihan bahanbahan kimia dalam pembuatan pulp, pembangkit panas pada proses dan produksi
hasil samping yang berharga seperti minyak tall dan terpenting dari spesies pinus.
d. Sifat-sifat kekuatan pulp yang sangat baik (Fengel,D.1995)
2.5
Proses Produksi Pulp
2.5.1
Unit Persiapan Kayu
Operasi persiapan kayu (Wood Handling and Preparation Plant), yaitu kayu dibawa ke
lokasi pabrik dengan menggunakan truk-truk pengangkut kayu, kayu-kayu tersebut
berasal dari kosesi hutan yang dikelola oleh perusahaan kemudian kayu tersebut
dibongkar dengan menggunakan Goliath Crane yang berasal dari Wood Yard,
selanjutnay mengumpulkan gelondongan-gelondongan kayu tersebut ke Wood
Storage atas dasar “pertama datang pertama digunakan”. Gelondongan-gelondongan
kayu tersebut selanjutnya dikuliti, dipotong-potong, disaring dan disimpan pada
tumpukan serpihan kayu yang disebut Chip Stoaging, dipisahkan antara kayu yang
berserat pendek dengan kayu berserat panjang. Alat penyerpihan disebut Chipper, type
yang digunakan Gravityfeed (discchipper) diameter3560mm dengan jumlah pisau
12buah. (Sirait S.2003).
2.5.2
Tahap Pemasakan ( Digester )
Digester adalah merupakan bejana yang digunakan untuk memasak pulp kimia dengan
menggunakan proses sulfat. Dalam pemasakan serpihan kayu (chip) dengan proses
Kraft (sulfat) dipergunakan larutan pemasak yang disebut lindi putih (white liquor).
Senyawa yang terkandung dalam lindi putih adalah natrium dioksida (NaOH) dan
natrium sulfida (Na2S). Proses pemasakan dilakukan pada suhu 165oC – 170 oC .
jumlah siklus waktu pemasakan ini berlangsung selama ± 260 menit.
Universitas Sumatera Utara
1. Tahap Pengisian Chip
Pengisian chip adalah proses pengisian serpihan kayu (chip) yang dikirim dari
pemapungan chip dengan menggunakan belt conveyor ke Chip Silo, dari Chip Silo
serpihan dimasukkan ke digester dengan menggunakan screw conveyor. Selama
pengisian chip, udara didalam digester dihilangkan melalui saringan sirkulasi. Proses
pengisian chip berlangsung selama 30 menit.
2. Tahap Pengisian Larutan Lindi Hitam (Warm Black Liquor)
Setelah pengisian chip dilakukan, larutan lindi hitam di pompakan. Proses ini disebut
impregnasi. Liquor bersuhu 100oC ini akan dipompakan ke dasar digester secara
kontiniu. Fungsi nya adalah menyempurnakan udara didalam rongga-rongga chip
kayu dan udara di dalam digester dan pemanasan awal yang bertujuan untuk penetrasi
dan difusi chip agr dapat reaksi kimia antara serpihan kayu dengan alkali aktif
terdispersi secara homogen. Proses impregnasi ini berlangsung selama 30 menit.
3. Tahap Pengisian Hot Black Liquor (Lindi Hitam) dan Hot White Liquor (Lindi
Putih)
Proese pengisian hot black liquor bertujuan untuk menaikkan panas dari warm black
liquor pada suhu dibawah ± 100oC digantikan oleh hot black liquor pada suhu ±
140oC pada siklus digester. Prose pengisian ini berlangsung selama 25 menit.
Setelah hot black liquor dipompakan ke digester, berikut nya secara bersama
hot white liquor di pompa kan. Hot white liquor ini merupakan bahan kimia utama
dalam proses pemasakan. Proses pengisian ini berlangsung selama 21 menit.
4. Tahap Proses Pemanasan dan Pemasakan
Setelah hot black liquor disikan, suhu didalam digester hampir mendekati suhu
pemasakan. Tujuan dari fase ini adalah untuk menaikkan suhu sampai ± 170oC dengan
tekanan medium yang dimasukkan kedalam jalur sirkulasi digester. Pada fase
pemasakan yaitu bertujuan untuk mempertahan kan suhu pada ± 170oC sampai pada
waktu yang diperlukan. Proses pemanasan dan pemasakan ini berlangsung selama 90
menit.
5. Tahap Displacment dan Discharging
Bila fase pemasakan sudah dilakukan, selanjut nya adalah fase displacement, yakni
bertujuan untuk menghentikan reaksi pemasakan dan merupakan tahap pencucian
awal. Tahapan ini berlangsung selama 20 menit. Pada tahap discharging adalah
Universitas Sumatera Utara
proses pemompaan pulp yang sudah masak di digester ke tanki penampungan (
discharge tank).
2.5.3
Tahap Pencucian Pulp
Pulp dari hasil pemasakan di digester yang dikirim ke sistem pembersihan atau
pencucian, dimana tujuan nya untuk memisahkan material – material yang tidak
diinginkan yang terdapat dalam pulp. Sebagai persiapan sebelum proses delignifikasi
oksigen. Dalam proses ini secara kontiniu memisahkan kotoran dari hasil pemasakan
di digester yang meliputi tahap sebagai berikut :
a. Deknotting
Deknoting tujuan nya adalah untuk memisahkan material – material yang memiliki
ukuran dimensi yang lebih besar daripada saringan yakni untuk memisahkan chip –
chip yang tidak matang dari pulp (knot)
b. Washing (Pencucian)
Pencucian dilakukan untuk memisahkan serat dari kotaran – kotoran yang dapat larut
dalam air yang terdiri dari senyawa organik (lignin) dan senyawa anorganik (soda)
yang merupakan sisa bahan kimia pemasak.
c. Screening (Penyaringan)
Tujuan dari penyaringan pada tahap ini adalah untuk memisahkan kotoran–kotoran
berdasarkan berat dan dimensi lebih besar daripada serat (fiber)
2.5.4
Tahap Delignifikasi Oksigen
Proses delignifikasi oksigen merupakan kelanjutan dari proses pemasakan di digester
yang tujuannya untuk menurunkan kadar lignin dalam pulp sebelum dilakukan proses
penggalentangan (Bleaching). Bahan kimia yang aktif dalam proses reaksi
delignifikasi oksigen adalah gas oksigen dan lindi putih (NaOH, Na2S dan Na2CO3)
khusus nya NaOH yang ditambahkan untuk memperoleh suasana basa.
2.5.5
Tahap Pemutihan ( Bleaching )
Bleaching merupakan tahap akhir dari fiberline proses dimana pada tahap ini
dilakukan proses pemutihan pulp. Tujuan dari proses pemutihan adalah untuk
menghasilkan derajat putih (brightness) pulp, dengan cara menghilangkan lignin yang
Universitas Sumatera Utara
tersisa pada proses pemasakan dan delignifikasi oksigen. Pulp sulfat yang belum
diputihkan berwarna coklat karena adanya gugus lignin serta turunannya.
Tipe-tipe bleaching yang digunakan di RAPP adalah ECF (Elemental Clorine
Free). Bleaching tipe ini menggunakan clorine dioxide sehingga lebih ramah terhadap
lingkungan bila dibandingkan dengan bleaching dengan menggunakan clorine. Karena
clorine berikatan dengan lignin membentuk senyawa toxic sehingga berbahaya bagi
lingkungan. Proses ini terdiri dari beberapa tahap, sesuai dengan bahan kimia yag
digunakan serta menghindari degradasi selulosa adalah :
Tahap 1 Klorin Dioksida ( Do )
Proses pemutihan pada tahap ini, bahan yang digunakan dengan jenis element chlorine
free (ECF) , dimana tidak menggunakan unsur klor (Cl2) tetapi menggunakan senyawa
klorin dioksida ( ClO2 ). Tujuan dari tahap ini untuk merusak dan memisahkan
struktur lignin yang terdapat dalam selulosa. Derajat keputihan yang diperoleh pada
tahap ini adalah 40 – 65 % ISO
Parameter yang digunakan pada tahap ini :
•
Konsistensi
: 11%
•
Suhu
: 60oC
•
Waktu reaksi : 60 Menit
•
pH
: 2,5-3,5
Tahap Ekstraksi & Oksidasi (EO)
Pada tahap ini merupakan reaksi ekstraksi dan oksidasi yang tujuan untuk melarutkan
dan mengoksidasi lignin dan resin yang dipisahkan. Pada tahap ini, bahan kimia yang
digunakan adalah NaOH (ekstraksi) , Oksigen (Oksidasi). Derajat keputihan yang
diperoleh pada tahap ini adalah 66 – 80 % ISO.
Parameter yang digunakan pada tahap ini :
•
Konsistensi
: 11%
•
Suhu
: 85oC
•
Waktu reaksi : 100 Menit
•
pH
: 10,8-11
Universitas Sumatera Utara
Tahap Dioksida I (D1)
Pada tahap ini merupakan tahap utama yang terjadi antara klorin dioksida ( ClO2 ) dan
lignin yang bertujuan untuk meningkatkan derajat putih pulp. Bahan kimia yang
digunakan adalah klorin dioksida ( ClO2 ). Derajat keputihan yang diperoleh pada
tahap ini adalah 80 – 89.0 % ISO.
Parameter yang digunakan pada tahap ini :
•
Konsistensi
: 11%
•
Suhu
: 80oC
•
Waktu reaksi : 170 Menit
•
pH
: 4-5
Tahap Dioksida II ( D2 )
Pada tahap ini bertujuan untuk lebih meningkatkan derajat keputihan hingga 89.0 –
90.5 % ISO. Bahan kimia yang digunkan adalah klorin dioksida ( ClO2 ) dan SO2. SO2
digunakan untuk menetralkan residual klordioksida.
Pulp setelah tahap pemutihan dikirim ke tempat penyimpanan yang disebut
High Density Bleach Tower ( HDT) yang selanjutnya diolah ke pulp mesin untuk
dibuat lembaran pulp dan kertas.
Parameter yang digunakan pada tahap ini :
•
Konsistensi
: 11%
•
Suhu
: 80oC
•
Waktu reaksi : 170 Menit
•
pH
: 4-5
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Kayu
2.1.1
Pengertian Kayu
Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah
yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Kayu
memiliki sifat – sifat yang tidak dapat ditiru oleh bahan – bahan lain. Pengertian kayu
disini adalah sesuatu bahan yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon – pohon di
hutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut dan bagian – bagian mana yang
lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan. Baik berbentuk
kayu pertukangan, kayu industry maupun ayu bakar (J.F.Dumanauw.1990)
2.1.2
Komponen Kimia Kayu
Kayu adalah suatu arbohidrat yang tersusun terutama atas karbon, hydrogen dan
oksigen. Tabel 2.1 merinci komposisi kimia suatu kayu dari Amerika Utara yang khas,
dan terlihat bahwa karbon merupakan elemen yang dominan atas berat.
Table 2.1 Komponen Kimia kayu
Unsur
% Berat Kering
Karbon
49
Hidrogen
6
Oksigen
44
Nitrogen
Sedikit
Abu
0,1
Universitas Sumatera Utara
Tambahan pula kayu mengandung senyawa organic yang tetap tinggal setelah
terjadi pembakaran pada suhu tinggi pada kondisi oksigen yang melimpah; residu
semacam ini dikenal sebagai abu (John G.H. 1987)
2.1.3
Sifat-sifat Kayu
Kayu berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbeda-beda. Bahkan
kayu berasal dari satu pohon memiliki sifat yang berbeda. Ada beberapa sifat yang
umum yang terdapat pada semua kayu, yaitu
a. Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam-macam dan susunan
dinding selnya terdiri dari senyawa-senyawa kimia berupa selulosa dan
hemiselulosa (unsure karbohidrat) serta berupa lignin (non-karbohidrat)
b. Kayu dapat diserang makhluk hidup perusak kayu, juga dapat terbakar terutama
jika kayu keadaanya kering.
c. Kayu dapat diserang makluk hidup perusak kayu, juga dapat terbakar, terutama jika
kayu dalam keadaan kering.
1. Sifat Fisik Kayu
Beberapa hal yang tergolong dalam sifat fisik kayu adalah berat jenis, keawetan alami,
warna, higroskopik, kekerasan dan lain-lain.
a. Berat Jenis
Kayu memiliki berat jenis yang berbeda-beda, berkisaran antara minimum 0,20 hingga
1,28. Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi aneka sifat kayu. Makin besar kayu
itu, umumnya makin kuat pula kayunya. Berat jenis ditentukan antara lain oleh tebal
dinding se, kecilnya rongga sel yang membentuk pori-pori.
b. Keawetan Alami Kayu
Keawetan kayu alami adalah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsure-unsur
perusak kayu dari luar, seperti: jamur, rayap, cacing laut dan makhluk hidup lainnya.
Keawetan kayu tersebut disebabkan oleh adanya suatu zat didalam kayu (zat
ekstraktif) yang merupakan sebagian unsure racun bagi perusak-perusak kayu,
sehingga perusak tersebut tidak sempat masuk dan tinggal didalamnya serta merusak
kayu.
Universitas Sumatera Utara
c. Warna Kayu
Ada beraneka ragam warna kayu, antara lain; warna kuning, keputih-putihan, coklat
muda, coklat tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain sebaginya. Hal ini
disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda.
d. Higroskopik
Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air atau
kelembaban. Makin lembab udara disekitarnya maka makin tinggi pula kelembaban
kayu sampai tercapai kesetimbangan dengan lingkungannya.
2. Sifat Kimia Kayu
Komponen kimia didalam kayu mempunyai arti yang penting, karena menentukan
kegunaan suatu jenis kayu. Pada umumnya komponen kimia kayu terdiri dari 3 unsur,
yaitu :
a. Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa.
b. Unsur non karbohidrat terdiri dari lignin
c. Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan dinamakan zat
ekstraktif.
Menurut Edwin Sutemeister (1971) secara kimia kayu terdiri dari empat
komponen yaitu sellulosa, hemiselulosa, lignin dan zat ekstraktif. Tujuan utama
proses pembuatan pulp adalah menghilangkan lignin dari kayu untuk mendapatkan
yng kurang lebih besar dari lignin. Berdasarkan perbedaan komposisi keempat
komponen penyusunan kayu dan jenis kayu, kayu digolongkan menjadi dua golongan
yaitu; kayu keras (Hardwood) dan kayu lunak (Softwood) (fengel,D. 1995)
Secara umum, perbedaan kayu keras dan kayu lunak dapat diuraikan sebagai
berikut :
1. Kayu keras mempunyai serat pendek sedangkan kayu lunak mempunyai serat lebih
panjang.
2. Kayu keras mempunyai ukuran lebar daun kira-kira 1-3mm, dan ukuran lebar
untuk kayu lunak kira-kira 1,5-2,0mm.
Universitas Sumatera Utara
3. Hanya kayu keras yang memiliki pembuluh. Sel-sel angkutan yang dibentuk secara
khusus yang dikenal sebagai unsure-unsur pembuluh ini didalam kayu keras
volumenya cukup besar, tetapi tidak pernah terdapat didalam kayu lunak.
4. Jari-jari yang lebar pada sejumlah kayu keras berlawanan dengan jari-jari yang
sempit dan seragam pada kayu-kayu lunak. (Sjostrom E. 1995)
Secara umum kayu keras lebih banyak mengandung sellulosa, hemiselulosa,
dan zat ektraktif dibandingkan dengan kayu lunak tetapi kandungan ligninnya lebih
sedikit.
2.2
Komposisi Komponen Kayu
Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu maka perlu dibedakan antara
komponen-komponen
makromolekul
utama
dinding
sel
sellulosa,
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 kayu tertentu dalam jenis dan jumlahnya. Pengenalan singkat
tentang komponen kayu keras dan kayu lunak diuraikan dalam table berikut.
Tabel 2.2 Perbedaan Kayu Keras dan Kayu Lunak
Komponen
%komposisi
Kayu keras (hardwood)
Kayu lunak (softwood)
Sellulosa
40-40
43-45
Hemiselulosa
15-30
5-10
Lignin
17-25
24-32
Zat ekstraktif
2-4
3-5
1. Sellulosa
Selulosa merupakan konsistuen utama kayu. Selulosa merupakan homopolisakarida
yang tersusun atas unit-unit B –D-glukopiranosa yang terikat satu sama lain dengan
ikatan-ikatan glikosida. Molekul-molekul selulosa seluruhnya berbentuk linear dan
mempunyai kecenderungan kuat membentuk ikatan-ikatan hydrogen intra-dan
intermolekul. Jadi bekas-bekas molekul selulosa membentuk agregat bersama-sama
Universitas Sumatera Utara
dalam bentuk mikrofibril, dimana dalam tempat-tempat yang sangat teratur (kristalin)
diselingi dengan tempat-tempat yang kurang teratur (amorf). Mikrofibri membentuk
fibril-fibril dan akhirnya serat-serat sellulosa.
Sebagian akibat dari struktur yang berserat dan ikatan-ikatan hydrogen yang
kuat sellulosa mempunyai kekuatan tarik yang tingi dan tidak larut dalam kebanyakan
pelarut. Rumus molekul sellulosa adalah (C6H10O5) dimana ‘n’ adalah derajat
polimerisasinya, dengan berat molekul anara 250.000 – 1.000.000.
Gambar 2.1 struktur sellulosa
2. Hemiselulosa
Hemiselulosa semula diduga merupakan senyawa-senyawa dalam biosintesis selulosa.
Namun saat ini diketahui bahwa hemiselulosa termasuk dalam kelompok polisakarida
heterogen yang dibentuk melalui jalan biosintesis yang berbeda dari sellulosa.
Berbeda dengan sellulosa yang merupakan homopolisakarida, hemisellulosa
merupakan
heteropolisakarida.
Kebanyakan
hemiselulosa mempunyai
derajat
polimerisasi hanya 200. Komposisi dan struktur hemiselulosa dalam kayu lunak
secara khas berbeda dari yang dalam kayu keras.
Perbedaan-perbedaan yang besar terdapat dlam kandungan dan komposisi
hemiselulosa antara batang, cabang-cabang, akar dan kulit kayu. Hemiselulosa
bereaksi lebih cepat dibandingkan dengan sellulosa.
3. Lignin
Lignin merupakan polimer dari unit-unit fenilpropana, yang juga merupakan senyawa
yang sangat kompleks. Perkembangan pembuatan proses pulp secara teknis
menimbulkan perhatian yang lebih besar terhadap lignin dan reaksi-reaksinya.
Universitas Sumatera Utara
Turunan-turunan lignin yang larut (lignosulfonat) dibentuk dengan memperlakukan
kayu pada suhu tinggi dengan larutan yang mengandung belerang dioksida dan ionion hydrogen sulfit. Lignin juga larut sebagai alkali lignin bila kayu diperlakukan pada
suhu tinggi (170oC) dengan natrium hidroksida atau lebih baik dengan campuran
natrium hidroksida dan natrium sulfide (lignin sulfat atau lignin kraf). Adanya lignin
dalam pulp menyebabkan warna pada pembuatan pulp menjadi kecoklatan atau
berwarna gelap, sehingga perlu dipisahkan dari pulp dengan proses pemutihan
(bleaching), karena penghilangan lignin pada pulp sangat berpengaruh terhadap
kualitas pulp yang dihasilkan.
4. Zat Ekstraktif
Penentuan ektraktif secara kuantitatif dalam kayu pulp dilakukan dengan metodemetode yang distandarisasi setelah ekstraksi dengan pelarut-pelarut organic, seperti
heksana, dietil eter, aseton, atau etanol. Kandungan ekstraktif biasanya kurang dari
105, tetapi ia dapat bervariasi dari jejak hingga sampai 40% berat kayu kering. Dalam
kayu, zat ekstraktif brfungsi sebagai sumber warna, baud an hanya tahan alam.
(Sjostrom,E. 1995).
2.3
Komposisi Kimia Kayu
Disamping itu, komponen-komponen dinding sel terdapat juga sejumlah zat-zat yang
disebut bahan tambahan atau ektraktif kayu. Zat-zat berat molekul rendah berasal dari
golongan senyawa yang berbeda hingga sukar untuk membuat system klasifikasi yang
jelas. Klasifikasi yang mudah dapat dibuat dengan membaginya kedalam zat organic
dan anorganik. Bahkan organic lazim disebut ekstraktif. Sebagian bahan anorganik
secara ringkas disebut abu.Pengenalan singkat tentang kimia kayu mengikuti bagan
umum seperti diterangkan pada gambar 2-1.
Universitas Sumatera Utara
Kayu
Senyawa berat molekul kecil
Bahan organic
Bahan Anorganik
Ekstraktif
Abu
Senyawa Makromolekul
Polisakarida
Sellulosa
Lignin
Poliosa
Gambar2.2 : Bagan Umum Komponen Kimia Kayu
2.4
Metode Pembuatan Pulp
2.4.1
Latar Belakang dan Defenisi-Defenisi
Pulp adalah produk utama kayu, terutama digunakan untuk pembuatan kertas, tetapi ia
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 mekanik atau dengan kombinasi dua tipe perlakuan tersebut.
Pulp perdagangan yang umum dapat dikelompokkan menjadi tipe-tipe kimia,
semikimia, kimia mekanik dan mekanik. Pembuatan pulp secara kimia adalah proes
dimana lignin dihilangkan sama sekali sehingga serat-serat kayu mudah dilepaskan
pada pembongkaran dari bejana pemasak (digester) atau paling tidak setelah perlakuan
mekanik lunak. Hampir semua produksi pulp kimia di dunia saat ini masih didasarkan
pada proses-proses sulfit dan sulfat (kraft), yang terakhir paling banyak (Sjostrom
E.1995).
2.4.2
Pembuatan Pulp Secara Mekanik
Salah satu factor yang sangat penting dalam pembuatan pulp secara mekanik adalah
kebutuhan energy. Industry pengasahan dan proses-proses penggilingan semakin
banyak yang ditentukan dengan criteria tertentu. Tetapi konsumsi energi tidak dapat
disebut tidak dapat disebut tanpa memandang kualitas pulp yang dihasilkan.
Universitas Sumatera Utara
Pada proses pembuatan pulp secara mekanik dilakukan tanpa perlakuan kimia.
Proses ini memiliki keunggulan antara lain memberikan hasil yang lebih tinggi tetapi
itu membutuhkan energy yang lebih besar. Pulp-pulp mekanik lebih banyak
diproduksi dari kayu-kayu luna. Pada proses pembuatan secara mekanik ini
kandungan lignin dan zat-zat lain masih tinggi.
2.4.3
Pembuatan Pulp Secara Semikimia
Proses-proses pembuatan pulp secara semikimia pada dasarnya ditandai dengan
perlakuan kimia yang didahului dengan tahap penggilingan secara mekanik. Proses
semikimia yang penting adalah proses semikimia sulfit netral (NSSC=Neutral Sulfite
Semi Chemical) yang telah digunakan secara luas di Amerika Serikat sejak 1962, dan
didalam 20 tahun terakhir juga telah digunakan di Eropa dan banyak negara lain
diseluruh dunia (Cronert 1996 ; Marteny 1980).
Keuntungan-keuntungan umum dari proses NSSC atau proses semikimia sulfit
netral adalah persyaratan-persyaratan yang rendah mengenai kualitas dan spesies
kayu, rendamen tinggi, pemakaian bahan kimia relative rendah dan kandungan sisa
lignin tertentu, investasi modal yang rendah dan unit-unit produksi kecil yang
menguntungkan bila dibandingkan dengan pembuatan pulp secara kimia penuh. Cara
semikimia ini lebih sesuai untuk bahan baku jenis kayu keras, dan hasil pulp yang
diperoleh sekitar 60-70% dari berat kering bahan baku.
2.4.4
Pembuatan Pulp 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 sellulosa tinggi. Pulp yang dihasilkan mudah
diputihkan dan umumnya dilakukan untuk menghasilkan jenis kertas tertentu seperti
tissue, kertas cetak, dan lain-lain.
Pada proses pembuatan pulp secara kmia digunakan natrium hidroksida bahan
kimia pemasak utama. Ada tiga macam pmbuatan pulp secara kimia, yaitu :
1. Proses Sulfit
Pada dasarnya, pembuatan pulp sulfit masih didasrkan pada penemuan-
penemuan
tua, meskipun beberapa modifikasi pembaruan dan perbaikan teknik telah dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
Keberhasilan terakhir selama tahun 1950-an dan 1960-an berkenaan dengan
penggunaan yang di sebut basa-basa yang larut, yang pengantian kalsium dengan
magnesium, natrium atau ammonium yang memberikan jauh lebih banyak keluwesan
dalam pengaturan kondisi pemasakan, yang memperluas baik bahan dasar yang
digunakan maupun produksi tipe-tipe pulp yang berbeda.
Keuntungan-keuntungan proses sulfit yang telah diketahui terhadap pulp kraft:
a. Rendamen yang lebih tinggi pada bilangan kappa tertentu, yang mengakibatkan
kebutuhan kayu lebih rendah.
b. Derajat putih pulp yang tidak dikelantang lebih tinggi
c. Keluwesan yang lebih tinggi dari pengelantangan tanpa kalor
d. Persoalan pencemaran sedikit
e. Biaya instalasi lebih rendah
f. Keluwesan lebih tinggi dalam rendamen dan kualitas pulp.
2. Proses Soda
Pembuatan pulp pada proses soda digunakan natrium hidroksida sebagai lindi
pemasak dan lindi bekas yang dihasilkan dipekatkan dengan cara penguapan dan
dibakar. Lemburan, yang terdiri atas Natrium Karbonat, diubah kembali menjadi
Natrium Hidroksida dengan Kalsium Hidroksida (kostisisasi). Karena Natrium
Karbonat digunakan untuk imbuhan, maka proses pemasakan dinamakan proses soda.
3. Proses Sulfat (kraft)
Pembuatan pulp kraft dilakukan dengan larutan yang terdiri atas Natrium Hidroksida
dan Natrium Sulfida, yang dinamakan “lindi putih”. Saat ini proses sulfat tidak hanya
merupakan proses pembuatan pulp alkalis yang uta,a untuk kayu, tetapi sekaligus juga
merupakan proses pulp yang paling penting. Pernyataan pertama terutama didasarkan
pada kenyataan bahwa pulp kraft (kraft dalam bahasa jerman dan bahasa Swedia
berarti kekuatan atau tenaga) diperoleh dalam rendamen yang lebih tinggi dan dengan
sifat-sifat yang lebih unggul bila dibandingkan dengan pulp soda.
Yang menjadi target pada proses ini adlah untuk memisahkan serat-serat yang
terdapat dalam kayu secara kimia dan melarutkan sebanyak mungkin lignin yang
terdapat pada dinding-dinding serat.
Keuntungan-keuntungan utama pembuatan pulp secara sulfat, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
a. Tuntutan yang benar terhadap spesies kayu dalam kualitas kayu, termasuk semua
tipe kayu lunak dan kayu keras, bahkan dalam campuran, dan toleransi terhadap
jumlah ekstrakif yang lebih tinggi maupun bagian kayu lapuk yang besar dan sisasisa kulit.
b. Waktu pemasakan yang pendek.
c. Pengolahan limbah cair pemasak yang telah mantap, termasuk pemulihan bahanbahan kimia dalam pembuatan pulp, pembangkit panas pada proses dan produksi
hasil samping yang berharga seperti minyak tall dan terpenting dari spesies pinus.
d. Sifat-sifat kekuatan pulp yang sangat baik (Fengel,D.1995)
2.5
Proses Produksi Pulp
2.5.1
Unit Persiapan Kayu
Operasi persiapan kayu (Wood Handling and Preparation Plant), yaitu kayu dibawa ke
lokasi pabrik dengan menggunakan truk-truk pengangkut kayu, kayu-kayu tersebut
berasal dari kosesi hutan yang dikelola oleh perusahaan kemudian kayu tersebut
dibongkar dengan menggunakan Goliath Crane yang berasal dari Wood Yard,
selanjutnay mengumpulkan gelondongan-gelondongan kayu tersebut ke Wood
Storage atas dasar “pertama datang pertama digunakan”. Gelondongan-gelondongan
kayu tersebut selanjutnya dikuliti, dipotong-potong, disaring dan disimpan pada
tumpukan serpihan kayu yang disebut Chip Stoaging, dipisahkan antara kayu yang
berserat pendek dengan kayu berserat panjang. Alat penyerpihan disebut Chipper, type
yang digunakan Gravityfeed (discchipper) diameter3560mm dengan jumlah pisau
12buah. (Sirait S.2003).
2.5.2
Tahap Pemasakan ( Digester )
Digester adalah merupakan bejana yang digunakan untuk memasak pulp kimia dengan
menggunakan proses sulfat. Dalam pemasakan serpihan kayu (chip) dengan proses
Kraft (sulfat) dipergunakan larutan pemasak yang disebut lindi putih (white liquor).
Senyawa yang terkandung dalam lindi putih adalah natrium dioksida (NaOH) dan
natrium sulfida (Na2S). Proses pemasakan dilakukan pada suhu 165oC – 170 oC .
jumlah siklus waktu pemasakan ini berlangsung selama ± 260 menit.
Universitas Sumatera Utara
1. Tahap Pengisian Chip
Pengisian chip adalah proses pengisian serpihan kayu (chip) yang dikirim dari
pemapungan chip dengan menggunakan belt conveyor ke Chip Silo, dari Chip Silo
serpihan dimasukkan ke digester dengan menggunakan screw conveyor. Selama
pengisian chip, udara didalam digester dihilangkan melalui saringan sirkulasi. Proses
pengisian chip berlangsung selama 30 menit.
2. Tahap Pengisian Larutan Lindi Hitam (Warm Black Liquor)
Setelah pengisian chip dilakukan, larutan lindi hitam di pompakan. Proses ini disebut
impregnasi. Liquor bersuhu 100oC ini akan dipompakan ke dasar digester secara
kontiniu. Fungsi nya adalah menyempurnakan udara didalam rongga-rongga chip
kayu dan udara di dalam digester dan pemanasan awal yang bertujuan untuk penetrasi
dan difusi chip agr dapat reaksi kimia antara serpihan kayu dengan alkali aktif
terdispersi secara homogen. Proses impregnasi ini berlangsung selama 30 menit.
3. Tahap Pengisian Hot Black Liquor (Lindi Hitam) dan Hot White Liquor (Lindi
Putih)
Proese pengisian hot black liquor bertujuan untuk menaikkan panas dari warm black
liquor pada suhu dibawah ± 100oC digantikan oleh hot black liquor pada suhu ±
140oC pada siklus digester. Prose pengisian ini berlangsung selama 25 menit.
Setelah hot black liquor dipompakan ke digester, berikut nya secara bersama
hot white liquor di pompa kan. Hot white liquor ini merupakan bahan kimia utama
dalam proses pemasakan. Proses pengisian ini berlangsung selama 21 menit.
4. Tahap Proses Pemanasan dan Pemasakan
Setelah hot black liquor disikan, suhu didalam digester hampir mendekati suhu
pemasakan. Tujuan dari fase ini adalah untuk menaikkan suhu sampai ± 170oC dengan
tekanan medium yang dimasukkan kedalam jalur sirkulasi digester. Pada fase
pemasakan yaitu bertujuan untuk mempertahan kan suhu pada ± 170oC sampai pada
waktu yang diperlukan. Proses pemanasan dan pemasakan ini berlangsung selama 90
menit.
5. Tahap Displacment dan Discharging
Bila fase pemasakan sudah dilakukan, selanjut nya adalah fase displacement, yakni
bertujuan untuk menghentikan reaksi pemasakan dan merupakan tahap pencucian
awal. Tahapan ini berlangsung selama 20 menit. Pada tahap discharging adalah
Universitas Sumatera Utara
proses pemompaan pulp yang sudah masak di digester ke tanki penampungan (
discharge tank).
2.5.3
Tahap Pencucian Pulp
Pulp dari hasil pemasakan di digester yang dikirim ke sistem pembersihan atau
pencucian, dimana tujuan nya untuk memisahkan material – material yang tidak
diinginkan yang terdapat dalam pulp. Sebagai persiapan sebelum proses delignifikasi
oksigen. Dalam proses ini secara kontiniu memisahkan kotoran dari hasil pemasakan
di digester yang meliputi tahap sebagai berikut :
a. Deknotting
Deknoting tujuan nya adalah untuk memisahkan material – material yang memiliki
ukuran dimensi yang lebih besar daripada saringan yakni untuk memisahkan chip –
chip yang tidak matang dari pulp (knot)
b. Washing (Pencucian)
Pencucian dilakukan untuk memisahkan serat dari kotaran – kotoran yang dapat larut
dalam air yang terdiri dari senyawa organik (lignin) dan senyawa anorganik (soda)
yang merupakan sisa bahan kimia pemasak.
c. Screening (Penyaringan)
Tujuan dari penyaringan pada tahap ini adalah untuk memisahkan kotoran–kotoran
berdasarkan berat dan dimensi lebih besar daripada serat (fiber)
2.5.4
Tahap Delignifikasi Oksigen
Proses delignifikasi oksigen merupakan kelanjutan dari proses pemasakan di digester
yang tujuannya untuk menurunkan kadar lignin dalam pulp sebelum dilakukan proses
penggalentangan (Bleaching). Bahan kimia yang aktif dalam proses reaksi
delignifikasi oksigen adalah gas oksigen dan lindi putih (NaOH, Na2S dan Na2CO3)
khusus nya NaOH yang ditambahkan untuk memperoleh suasana basa.
2.5.5
Tahap Pemutihan ( Bleaching )
Bleaching merupakan tahap akhir dari fiberline proses dimana pada tahap ini
dilakukan proses pemutihan pulp. Tujuan dari proses pemutihan adalah untuk
menghasilkan derajat putih (brightness) pulp, dengan cara menghilangkan lignin yang
Universitas Sumatera Utara
tersisa pada proses pemasakan dan delignifikasi oksigen. Pulp sulfat yang belum
diputihkan berwarna coklat karena adanya gugus lignin serta turunannya.
Tipe-tipe bleaching yang digunakan di RAPP adalah ECF (Elemental Clorine
Free). Bleaching tipe ini menggunakan clorine dioxide sehingga lebih ramah terhadap
lingkungan bila dibandingkan dengan bleaching dengan menggunakan clorine. Karena
clorine berikatan dengan lignin membentuk senyawa toxic sehingga berbahaya bagi
lingkungan. Proses ini terdiri dari beberapa tahap, sesuai dengan bahan kimia yag
digunakan serta menghindari degradasi selulosa adalah :
Tahap 1 Klorin Dioksida ( Do )
Proses pemutihan pada tahap ini, bahan yang digunakan dengan jenis element chlorine
free (ECF) , dimana tidak menggunakan unsur klor (Cl2) tetapi menggunakan senyawa
klorin dioksida ( ClO2 ). Tujuan dari tahap ini untuk merusak dan memisahkan
struktur lignin yang terdapat dalam selulosa. Derajat keputihan yang diperoleh pada
tahap ini adalah 40 – 65 % ISO
Parameter yang digunakan pada tahap ini :
•
Konsistensi
: 11%
•
Suhu
: 60oC
•
Waktu reaksi : 60 Menit
•
pH
: 2,5-3,5
Tahap Ekstraksi & Oksidasi (EO)
Pada tahap ini merupakan reaksi ekstraksi dan oksidasi yang tujuan untuk melarutkan
dan mengoksidasi lignin dan resin yang dipisahkan. Pada tahap ini, bahan kimia yang
digunakan adalah NaOH (ekstraksi) , Oksigen (Oksidasi). Derajat keputihan yang
diperoleh pada tahap ini adalah 66 – 80 % ISO.
Parameter yang digunakan pada tahap ini :
•
Konsistensi
: 11%
•
Suhu
: 85oC
•
Waktu reaksi : 100 Menit
•
pH
: 10,8-11
Universitas Sumatera Utara
Tahap Dioksida I (D1)
Pada tahap ini merupakan tahap utama yang terjadi antara klorin dioksida ( ClO2 ) dan
lignin yang bertujuan untuk meningkatkan derajat putih pulp. Bahan kimia yang
digunakan adalah klorin dioksida ( ClO2 ). Derajat keputihan yang diperoleh pada
tahap ini adalah 80 – 89.0 % ISO.
Parameter yang digunakan pada tahap ini :
•
Konsistensi
: 11%
•
Suhu
: 80oC
•
Waktu reaksi : 170 Menit
•
pH
: 4-5
Tahap Dioksida II ( D2 )
Pada tahap ini bertujuan untuk lebih meningkatkan derajat keputihan hingga 89.0 –
90.5 % ISO. Bahan kimia yang digunkan adalah klorin dioksida ( ClO2 ) dan SO2. SO2
digunakan untuk menetralkan residual klordioksida.
Pulp setelah tahap pemutihan dikirim ke tempat penyimpanan yang disebut
High Density Bleach Tower ( HDT) yang selanjutnya diolah ke pulp mesin untuk
dibuat lembaran pulp dan kertas.
Parameter yang digunakan pada tahap ini :
•
Konsistensi
: 11%
•
Suhu
: 80oC
•
Waktu reaksi : 170 Menit
•
pH
: 4-5
Universitas Sumatera Utara