Perbedaan utama diantara berbagai proses pembuatan kertas ialah metode yang digunakan untuk menyelesaikan langkah pertama – pembuatan pulp. Cara mekanis, cara kimia, atau energi panas atau kombinasi-kombinasinya digunakan dalam memproduksi pulp. Bentuk energi yang digunakan sebagian besar menentukan hasil dan sifat-sifat pulp(Haygreendan Bowyer, 1996 ).
Dewasa ini proses pembuatan pulp kebanyakan didominasi oleh proses sulfat, penyebab utamanya adalah karena proses sulfat memiliki keunggulan dibandingkan dengan proses lain, dimana prosesnya sangat simpel dan cepat serta dapat digunakan untuk semua jenis kayu dan biaya produksi sangat rendah dibandingkan dengan proses lain.
PT. Toba Pulp Lestari,Tbk pada saat ini hanya memproduksi pulp dengan menggunakan bahan baku kayu jenis Eucalyptus.
Tahapan pengolahannya meliputi :
Pemupukan kayu ( wood yard )
Pengulitan ( Debarking )
Penyerpihan ( Chipping )
Pemasakan dan penyaringan ( Washing and Screening )
Pemutihan ( Bleaching )
Pembuatan Pulp ( Pulp Machine )
2.3.1 Tahap pembuatan serpihan kayu ( Chipping)
Penyediaan bahan baku kayu dengan ukuran panjang 2 – 4 meter dan diameter rata – rata 30 – 60 mm diangkut dan ditumpuk pada tempat penampungan kayu untuk dikeringkan secara alamiah. Selanjutnya dikirim kealat pengelupas kulit
kayu .Setelah kayu keluar dari debarking drum, kayu akan dibawa ke washing station untuk dicuci dengan cara penyemprotan air, setelah itu kayu dikirim ke chipper untuk dicincang menjadi serpihan kayu ( chip ). Ukuran dari chip yang dihasilkan tebalnya 4,0 mm dengan panjang 24,0 mm dan ukuran ini sudah menjadi ketentuan agar chip mudah masuk kedalam digester untuk dimasak (Sirait, 2003).
2.3.2 Tahap pemasakan dan penyaringan
Proses pembuatan pulp dimaksudkan untuk menghasilkan serat selulosa yang terdapat di dalam bahan baku. Proses tersebut dapat digolongkan atas tiga jenis yaitu proses mekanis, proses semi kimia dan proses kimia.
1. Proses Mekanis
Proses ini bertujuan untuk memisahkan serat dari bahan baku dengan cara mekanis, bahan baku yang diolah biasanya adalah jenis kayu lunak. Proses mekanis sangat sederhana dan biaya operasinya murah, dan selulosa yang hilang sedikit.
Akan tetapi kualitas pulp yang dihasilkan kurang baik, karena masih mengandung bahan–bahan non selulosa, selain itu seratnya juga mengalami kerusakan. Umumnya pulp ini digunakan untuk pembuatan kertas bermutu rendah, seperti kertas karbon, koran, kertas pembungkus dan lain sebagainya.
2. Proses Semi Kimia
Proses ini merupakan kombinasi dari proses mekanis dan proses kimia semua bahan kimia yang umum digunakan dalam proses kimia dapat juga digunakan untuk proses semi kimia, dengan mengurangi jumlah pemakaian bahan kimia tersebut.
Bahan baku mengalami perlakuan kimia untuk menghilangkan ikatan lignoselulosa secara parsial dan perlakuan mekanis untuk mendapatkan pemisahan serat yang sempurna. Hasil yang diperoleh dengan proses ini lebih rendah dibandingkan dengan proses mekanis.
3. Proses Kimia
Pada proses kimia bahan baku dimasak dengan menggunakan bahan kimia di dalam suatu alat yang disebut digester. Pemasakan ini bertujuan untuk menghilangkan zat – zat non selulosa yang terdapat di dalam bahan baku melalui reaksi kimia. Sebagian lignin akan larut pada proses pemasakan, sehingga proses ini disebut juga delignifikasi dan lignin yang larut dalam proses ini dipindahkan pada proses pencucian.Berdasarkan larutan pemasak yang digunakan, proses kimia dapat dibagi dua, yaitu proses soda dan proses sulfat. Kedua proses ini merupakan dua teknik pokok pembuatan pulp. Natrium hidroksida merupakan bahan kimia pemasak utama dalam kedua proses tersebut, sedangkan dalam pembuatan pulp sulfat, natrium sulfid merupakan komponen aktif tambahan.
Natrium Hidroksida adalah senyawa yang bersifat basa, mudah larut dalam air sambil melepaskan panas dan bersifat higroskopis ( menyerap air dari udara ).
Pada pembuatan pulp larutan NaOH berfungsi untuk melarutkan lignin dan zat – zat ekstraktif lainnya yang terdapat dalam bahan baku kayu sehingga serat selulosa terlepas dari ikatanya. Keuntungan menggunakan larutan NaOH yaitu NaOH lebih cepat bereaksi dengan lignin sehingga waktu yang dibutuhkan untuk pemasakan lebih singkat.
Natrium sulfida adalah senyawa yang sangat mudah teroksidasi, oleh karena itu zat ini banyak dimanfaatkan terutama dalam situasi dimana diperlukan bahan pereduksi yang tidak terlalu kuat. Fungsi Na2
- Mengurangi kerusakan terhadap karbohidrat dan memberikan hasil yang lebih tinggi serta kekuatan pulp yang lebih baik
S pada proses pemasakan adalah :
- Mempercepat terjadinya reaksi antara NaOH dengan lignin lewat penurunan energi aktivasi
a. Proses Soda
Bahan baku yang diolah umumnya berserat pendek seperti jerami, merang, ampas tebu, dan rumput – rumput. Sebagai larutan pemasak digunakan larutan soda yaitu 12,5 % berat campuran yang terdiri dari 85% berat NaOH dan 15% berat Na2CO3.Reaksi yang berlangsung adalah reaksi hidrolisa lignin membentuk alkohol
dan Na-lignat yang mudah larut dalam air, sehingga terpisah dari selulosa.Pulp yang dihasilkan dari proses ini berwarna cokelat, mudah diputihkan, tetapi seratnya kurang kuat jika dibandingkan dengan proses sulfat. Oleh karena itu untuk pembuatan kertas, pulp ini dicampurkan dengan pulp yang berasal dari kayu yang bersert panjang.
b. Proses Sulfat (Kraft)
Proses pembuatan pulp sulfat menggunakan bahan kimia NaOH dan Na2
Penambahan ion sulfida akan mempercepat delignifikasi, dengan kerusakan kecil pada selulosa dan hemiselulosa. Ion sulfida menyebabkan sulfonasi pada rantai propana yang bersambung dengan gugus fenolik dalam molekul lignin yang sangat panjang. Reaksi selanjutnya menyebabkan perpecahan molekul lignin menjadi bagian–bagian yang lebih kecil yang mana garam natriumnya akan larut dalam larutan pemasak. Pemakaian Na
S sebagai cairan pemasak atau disebut dengan “white liquor”. Dalam proses sulfat ini menggunakan sodium sulfat sebagai zat pengganti cairan pemasak yang hilang selama proses, sehingga dikenal sebagai proses sulfat. Proses pembuatan sulfat ini ditemukan pada tahun 1884 oleh seorang ahli kimia yang berkebangsaan Jerman yang bernama Carl F. Dahl. Sementara kata kraft berasal dari bahasa Jerman yang berarti kuat.
2S mempunyai keuntungan lain karena Na2
Pulp yang dihasilkan dalam proses ini disebut pulp kraft, dan mempunyai kekuatan tarik yang tinggi. Pulp kraft yang tidak diputihkan digunakan untuk pembuatan kertas pembungkus bahan makanan, bahan bangunan dan mineral.
Sedangkan yang diputihkan digunakan untuk berbagai macam kertas dan karton.
(PT. TPL
S akan terhidrolisa menjadi NaOH dan NaHS. Sehingga akan menambah jumlah NaOH dalam larutan.
B
Salah satu proses yang terpenting dalam pembuatan pulp yaitu proses pemasakan kayu yang telah chip dilakukan di digester plant dengan menggunakan panas dan reaksi kimia. Bahan kimia yang digunakan adalah caustic soda (NaOH) dan Sodium Sulfida (Na
, 2002).
2S) campuran ini disebut white liquor. Panas ini diperoleh
dari hasil pemanasan pada liquor heater secara tidak langsung dengan pertukaran panasdalam sistem serkulasi lindi pemasak.Pemanasan biasanya dilakukan pada suhu 1600C – 1800
Proses pencucian merupakan lanjutan dari proses pemasakan dimana bubur kayu yang telah dimasak mengalami pencucian pada unit washing. Bubur kayu yang masuk ke knotter dicuci dalam tempat unit washer yaitu vakum washer. Dalam tahap ini proses pencucian dilakukan dengan cara mensirkulasi kembali liquor yang besar penambahannya lebih kecil 0,5% dari total jumlah white liquor air pencuci dan aliran bubur kayu arahnya berlawanan untuk mencegah terikutnya kembali lignin bersama pulp. Lindi pemasak bekas dikeluarkan setelah pencucian pulp dengan arah berlawanan dan diproses lebih lanjut di dalam alur pemulihan.Tujuan dari proses pencucian ini adalah untuk memisahkan kandungan lignin yang masih tersisa setelah prosespemasakan pada digester sebelum dilanjutkan proses pengelantangan (bleaching). Untuk mengetahui kadar lignin yang masih terdapat di dalam bubur kayu, maka dilakukan dengan analisa dengan metode tidak langsung untuk mengetahui derajat delignifikasi ( Sirait, 2003 ).
C selama 120 – 180 menit. Pemanasaan ini bertujuan untuk menghilangkan zat – zat non selulosa yang terdapat di dalam bahan baku melalui reaksi kimia. Sebagian lignin akan larut pada proses pemasakan, sehingga proses ini disebut juga “delignifikasi”. Lignin yang larut dalam larutan pemasak ini dapat dipindahkan pada unit pencucian.Setelah pemasakan, pada pulp dan lindi pemasak dikeluarkan dari bawah bagian bejana pada tekanan yang diturunkan masuk ke dalam tangki penghembusan. Kotoran dengan ukuran besar yang tidak cukup masak ( mata kayu ) disaring lalu dikembalikan kedalam bejana untuk pemasakan ulang.
2.3.3Tahap Pemutihan
Pemutihan ( bleaching ) pulp kadang – kadang disebut juga pemucatan atau pengelantangan pulp. Pemutihan pulp terutama ditujukan untuk membuat pulp putih dalam produksi jenis-jenis kertas tertentu seperti kertas tulis, HVS dan lain-lain.
Dalam proses pemutihan ini, sifat – sifat fisik dan kimia pulp putih juga diharapkan akan memenuhi kualitas yang diinginkan.Prinsip proses pemutihan adalah
mereaksikan lignin dengan bahan pemutih, sehingga diperoleh senyawa yang mudah larut dalam air. Bahan pemutih yang sering digunakan adalah hipoklorit, klorin, klorin dioksida, perksida, dan oksigen.
Dengan sejumlah proses yang diharapkan pada proses pemutihan ini antara lain :
Menambah derajat keputihan
Menambah kemurnian selulosa
Mempertinggi mutu kertas yang akan dibuat
Proses pemutihan pulp kimia biasanya dilakukan secara bertahap dan dilakukan secara bertahap dan dilaksanakan dengan gabungan tahap yang berbeda – beda.
Simbol – simbol yang sering digunakan adalah : C = Tahap klorinasi
E = Tahap ekstraksi dalam suasana alkali H = Tahap hipoklorit
D = Tahap klordioksida P = Tahap peroksida O = Tahap oksigen
CD = Tahap klorinasi dengan penambahan sedikit klordioksida D/C = Tahap klordioksida dilanjutkan dengan tahap klor
Karena pemutihan pulp sulfat ( kraft ) pada dasarnya adalah penghilangan sisa lignin, maka harus ada hubungan antara kadar lignin dalam pulp belum putih dengan jumlah bahan pemutih yang diperlukan. Tetapi penentuan kadar lignin secara langsung terlalu lama, maka dicari jalan lain yang lebih praktis menyatakan kadar lignin yaitu bilangan kappa ( Sirait, 2003 ).
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Alat dan Bahan 3.1.1 Alat
- Buret digital Brand - Neraca Analitis Matrix - Desikator Normax - Vakum Sheet Krisbow - Stop watch Casio - Tembaga - - Shaker Gemmy - Viskosimeter Rion
- Alat Penyaring (30-40 mesh) Hebei Anping - Lampu UV Sterilight
- Corong buncher Pyrex - Boll pipet - - Erlenmeyer viskositas 50 ml Pyrex
3.1.2 Bahan - Etanol - Air destilat
- CED (Cupri Etilen Diamine) Sampel pulp diambildari :
1. Menara D0 2. Menara EOP 3. Menara D1 3.2. Prosedur Kerja
1. Sampel berupa pulp dicuci sampai bersih (sampai dengan warna putih).
2. Pulp bersih dimasukkan kedalam alat sheet yang di hubungkan dengan alat vakum (untuk mengurangi kadar air yang terkandung dalam pulp).
3. Ditimbang 1/3 g pulp yang telah di sheetkan
4. Dimasukkan 12,5 ml CED dan 12,5 ml air destilat ke dalam Erlenmeyer.
5. Sampel dikeringkan selama 10 menit dengan menggunakan lampu UV.
6. Setelah 10 menit sampel dimasukkan kedalam desikator selama 3 menit.
7. Ditimbang sampel yang telah di keringkan.
8. Disobek sampel menjadi bagian-bagian kecil (ketika di shaker agar lebih mudah homogen dengan larutan CED dan air destilat)
9. Dimasukkan kedalam Erlenmeyer yang telah berisi larutan CED dan air destilat
10.Dihomogenkan atau di shaker selama 15 menit.
11. Dimasukkan kedalam alat Viskosimeter Ostwald.
12. Dilakukan pengukuran dari garis batas atas ke batas bawah dalam detik (s) (untuk menentukan nilai viskositasnya).
Rumus : V = C . D . T Keterangan :
V = Viskositas (Cp)
C = Konstanta Viskosimeter (0,125)
D = Densitas Campuran Air destilat dan CED (1,052 g/ml) T = Waktu (s)
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Pengambilan sampel dilakukan pada pukul 09.00 dan 13.00 WIB, pada tanggal 5 – 9 Februari 2018 dan penentuan nilaiviskositas pulp dilakukan dengan menggunakan Viskosimeter Ostwald.
Tabel 4.1 Nilai viskositas pulp pada proses bleaching dari tanggal 5-9 Februari 2018 No Tanggal Waktu Analisa
( Jam)
Berat Sampel(g)
Viskositas ( Cp )
1 05-02-2018 09.00 1 D0 = 24,2
1 EOP =19,8 1 D1 = 13,7
13.00 1 D0 = 24,6
1 EOP = 18,2 1 D1 = 15,4
2 06-02-2018 09.00 1 D0 = 24,4
1 EOP =18,6
1 D1 =16,2 13.00 1 D0 =23,4 1 EOP =18,8 1 D1 =15,8 3 07-02-2018 09.00 1 D0 =22
1 EOP =19,4 1 D1 =14,7
13.00 1 D0 =22,6
1 EOP =17,8 1 D1 =16,4
4 08-02-2018 09.00 1 D0 =23,2
1 EOP =19,2 1 D1 =14,6
13.00 1 D0 =22,2
1 EOP =20,2 1 D1 =13,8
5 09-02-2018 09.00 1 D0 =23,6
1 EOP =18,7 1 D1 =14,8
13.00 1 D0 =24,8
1 EOP =18,6
1 D1=14,8
4.2 Perhitungan
Contoh perhitungan untuk masing- masing sampel. Analisa dilakukan pada tanggal 05 Februari 2018
1. Sampel D0 V = T.D.C
V = 184 x 1,052 x 0,125 = 24,2 Cp
2. Sampel EOP V = T.D.C
V= 150 x 1,052 x 0,125
=19,8 Cp
3.Sampel D1 V = T.D.C
V = 104 x 1,052 x 0,125
=13,7 Cp
Untuk perhitungan yang lain dapat dihitung dengan cara yang sama dan hasilnya diperoleh seperti pada Tabel 4.1
4.3 Pembahasan
Dari hasil analisa penentuan viskositas pulp pada proses bleaching dengan menggunakan Viskosimeter Ostwald, nilai viskositas pulp dari tanggal 5-9 Februari 2018 pada pukul 09.00 dan 13.00 WIB untuk sampel D0 diperoleh sebesar 24,2 Cp 24,6 Cp , 24,4 Cp , 23,4 Cp , 22Cp , 22,6 Cp , 23,2 Cp , 22,2 Cp , 23,6 Cp dan 24,8 Cp. Sedangkan nilai viskositas pulp dari tanggal 5-9 Februari 2018 pada pukul 09.00 dan 13.00 WIB untuk sampel EOP diperoleh sebesar 19,8Cp , 18,2 Cp , 18,6 Cp , 18,8 Cp , 19,4 Cp , 17,8 Cp, 19,2 Cp, 20,2 Cp , 18,7 Cp dan 18,6 Cp. Dan nilai viskositas pulp daritanggal 5-9 Februari 2018 pada pukul 09.00 dan 13.00 WIB untuk sampel D1 diperoleh sebesar 13,7Cp , 15,4 Cp , 16,2 Cp , 15,8 Cp , 14,7 Cp , 16,4 Cp , 14,6 Cp , 13,8 Cp , 14,8 Cp dan 14,8 Cp.
Nilai viskositas pulp pada proses bleaching yang diperolehi dari tanggal 5-9 Februari 2018 telah memenuhi standar yang ditetapkan oleh PT. Toba Pulp Lestari Tbk, yaitu : nilai viskositas untuk sampel D0 sebesar 11–27 Cp, sedangkan nilai viskositas untuk sampel EOP sebesar 11–22 Cp, dan nilai viskositas untuk sampel D1 sebesar 11–18,3 Cp.Hal ini sesuai dengan peneliti sebelumnya (Deswenty Sinaga).
Nilai viskositas paling tinggi untuk sampel D0 terdapat pada tanggal 5 Februari 2018, sedangkan nilai viskositas paling rendah terdapat pada tanggal 7 Februari 2018.Nilai viskositas paling tinggi untuk sampel EOP terdapat pada tanggal 8 Februari 2018, sedangkan nilai viskositas paling rendah terdapat pada tanggal 7 Februari 2018.Nilai viskositas paling tinggi untuk sampel D1terdapat pada tanggal 6 Februari 2018, sedangkan nilai viskositas paling rendah terdapat pada tanggal 8 Februari 2018.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil analisa yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Nilai viskositas pulp pada tanggal 5-9 Februari 2018 untuk sampel D0 diperoleh sebesar 22-24,8 Cp sedangkan nilai viskositas pulp pada sampel EOP diperoleh sebesar 17,8-20,2 Cp dan nilai viskositas pulp pada sampel D1 diperoleh sebesar 13,7-16,4 Cp.
2. Nilai viskositas pulp pada proses bleaching yang diperolehi dari tanggal 5-9 Februari 2018 telah memenuhi standar yang ditetapkan oleh PT. Toba Pulp Lestari Tbk, yaitu : nilai viskositas untuk sampel D0 sebesar 11–27 Cp, sedangkan nilai viskositas untuk sampel EOP sebesar 11–22 Cp, dan nilai viskositas untuk sampel D1 sebesar 11–18,3 Cp.
5.2. Saran
Perlu dilakukan analisa nilai viskositas pulp sebelum proses bleaching untuk membandingkan nilai viskositas pulp setelah proses bleaching.
DAFTAR PUSTAKA
Achmadi, S.1990.Kimia Kayu. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Ilmu Hayati, IPB Bogor.
Dumanauw, J. F. 1982. Mengenal Kayu.Penerbit Gramedia, Jakarta
Sinaga, D. 2008. Penentuan Viskositas Pada Proses Pemutihan Pulp ( Bleaching) di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Medan
Fengel,Dietrich dan Wegener, G.1995. KimiaKayu Ultrastruktur Reaksi – Reaksi.Terjemahan Hardjano Sastrohamidjojo, Gajah Mada University Press, Yogyakarta.
Fessenden & Fessenden. 1992. Kimia Organik.Terjemahan Aloysius Hadyana Pudjaatmaka, Edisi ketiga, Jilid kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Haygreen, J.G. and J.L. Bowyer.1996 Forest Products and Wood Science.Third.
Lowa State University Press,Ames, IA.
(http://www.blogster.com/ayyunie/identifikasi-bahaya-bahaya-zat-kimia-pada-industri-pulp-kertas-240908095545 )
PT.TPL A. 2002. Basic Pulp Technologi. Training and Development Centre, Toba PulpLestari, Posea. Toba Samosir.
PT.TPL B. 2002. Buku Manual Training Bleaching Plant.PT.Toba PulpLestari, Training and Development Centre, Posea. Toba Samosir.
PT.TPL C. 2002. Buku Manual Training Digester Plant.Parmaksian : Learning andDevelopment Centre.
Sirait Suhunan. 2003. Bleaching . PT. Toba Pulp Lestari, Training and Development Center, Porsea. Toba Samosir.