2.6. Proses pembuatan pulp
2.6.5. Tahap Pemutihan (Bleaching)
Pemutihan telah dirancang untuk meningkatkan derajat kecerahan pulp dan kemurnian pulp. Tahap ini mampu menghilangkan atau memutihkan bahan berwarna (khromofor) dari pada pulp.
Proses pemutihan dapat dianggap sebagai sebuah lanjutan proses pemasakan yang dimaksudkan untuk memperbaiki brightness dan kemurnian dari pada pulp. Hal ini 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, ini harus dihilangkan atau diputihkan. Pengurangan kandungan resin didalam pulp juga merupakan faktor lain yang penting dalam proses pemutihan.
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 banyak sekali dan merusak serat, sehingga menghasilkan kualitas pulp yang rendah.
Pada normalnya pada proses penghilangan lignin adalah melarutkan pulp kebentuk yang larut dengan air. Penghilangan bentuk-bentuk lignin merupakan
kehilangan sebagian dari hasil pada proses pemutihan, yang mana ini adalah diantara 5% sampai dengan 10% (dihitung dari mulai pulp yang telah selesai dimasak), tergantung kepada metoda pemasakan dan sasaran brightness dari pulp.
Tujuan dari proses pemutihan adalah untuk menghasilkan derajat putih (brightness) pulp,meningkatkan kemurnian pulp, mengurangi kandungan resin dengan cara menghilangkan lignin yang tersisa pada proses pemasakan dan delignifikasi oksigen. Parameter dasar dalam proses bleaching pulp adalah jenis bahan kimia yang digunakan, strenght bahan kimia, waktu, temperatur, dan pH yang terdapat dalam setiap tahapan proses bleaching (Anonim, 1995).
Menurut Fengel,D.1995 mengatakan bahwa banyak nya lignin yang tersisa (biasanya dinyatakan dalam bilangan kappa) merupakan kriteria apakah pulp akan digunakan sebagai kualitas kertas yang tidak akan dikelantang atau kertas kualitas cetak yang dikelantang. Biasanya pulp yang tidak dikelantang mempunyai warna gelap (derajat putih rendah), yang terutama disebabkan oleh gugus-gugus khromofor dalam lignin yang tersisa, yang dibentuk selama pemasakkan alkalis.
Adapun bahan kimia yang digunakan dalam proses bleaching adalah Klorin, Kaustik dan Klorin Dioksida. Berikut dampak variasi dari setiap bahan kimia bleaching ;
Tabel 2.6.5. Dampak Variasi Dari Setiap Bahan Kimia Bleaching
Bahan Kimia
Komposisi dan karateristik pulp Lignin dan
Senyawa Lignin
Hemiselulosa Ekstraktif Shive
Klorin
Terlarut dan hilang sebagian
Berdampak kecil Dapat dihilangkan Dapat dikurangi Kaustik Lignin diokisidasi, dilarutkan dan dihilangkan Dapat larut/dihilangkan dengan level berbeda Dapat dihilangkan Dapat dikurangi Klorin Dioksida Dioksidasi dan dihilangkan Berdampak kecil diluar kondisi yang tepat
Dapat dihilangkan
Dapat dikurangi Sumber : Buku Manual Training PT.Riau Andalan Pulp And Paper, Bleaching Plant.
Proses pemutihan ini terdiri dari 4 tahapan (Lampiran 2), yakni adalah :
2.6.5.1.Tahap 1 Klorin Dioksida (D0)
Proses pemutihan pada tahap ini, bahan yang digunakan dengan jenis Element Chlorine Free (ECF), dimana tidak menggunakan unsur klor (Cl2) murni tetapi menggunakan senyawa Klorin Dioksida (ClO2).
Pada proses klorinasi terhadap pulp, gas klorin harus larut dan bereaksi secara menyebar terhadap serat pulp. Reaksi klorin dengan lignin adalah sangat cepat dimana klorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan subsitusi. Reaksi–reaksi ini mengeluarkan lignin dan oleh karena itu, beberapa akan terlarut dalam tahap klorinasi
Subtitusi : Cl2 + (lignin) (lignin) – Cl + HCl Oksidasi : Cl2 + (lignin) (lignin teroksidasi) + 2HCl
Tujuan dari tahap ini untuk merusak dan memisahkan struktur lignin yang terdapat dalam selulosa. Derajat kecerahan yang diperoleh pada tahap ini adalah 40 – 65 % ISO.
Kondisi pemutihan di tahap D0 ini adalah; 1. Konsitensi : 11 %
2. Suhu : 70-73oC
3. pH : 2.4 – 2.6
4. Waktu reaksi : 60 menit 5. Brightness : 63 – 65 % ISO
Penambahan klorin dioksida pada tahapan pertama di proses bleaching mempunyai banyak keuntungan yaitu ;
1. Pemakaian bahan kimia lebih sedikit,
2. Hasil yang lebih tinggi dan biaya yang lebih murah, 3. Shive dan dirt yang lebih sedikit,
4. Brightness lebih stabil, 5. BOD dan COD lebih rendah.
Variabel-variabel yang berpengaruh pada tahap D0 adalah ; 1. Pemakaian klorin
Pemakaian klorin merupakan faktor yang paling penting dalam delignifikasi dan dapat menyebabkan kerusakan selulosa. Pemakaian klorin didasarkan pada kebutuhan dalam menghilangkan kandungan lignin. Penghilangan lignin dapat diukur dengan tahap klorinasi dan tahap ekstraksi kaustik. Unbleach pulp yang memiliki 10 kappa number, pada tahap klorinasi dan ekstraksi mampu menghilangkan 80% lignin, yang akan diproduksi pulp pada Post EO yang memiliki
Namun, pada suhu rendah residual klorin akan tinggal di dalam pulp pada saat keluar dari tabung klorinasi.
2. Temperatur
Suatu reaksi dapat terjadi dengan cepat pada temperatur yang tinggi dan lambat pada temperatur yang rendah. Temperatur yang ditingkatkan setidaknya meningkatkan dengradasi pulp. Tinggi nya temperatur juga dapat meningkatkan pemakaian klorin dan jika jumlah pemakaian ini tidak dikontrol, hal tersebut akan meningkatkan degradasi.
3. Waktu
Bilangan kappa berkurang dengan suatu kenaikan terhadap waktu reaksi pada saat parameter-parameter lainnya dijaga tetap. Hal ini secara terus menerus berkurang setelah suatu reaksi dengan waktu yang sangat lama. Ada dua bentuk reaksi untuk menghilangkan lignin, sebuah tahap awal delignifikasi yang sangat cepat diikuti dengan sebuah akhir delignifikasi yang lambat. Masing-masing mereka disebut eliminasi lignin yang bersifat mudah dan eliminasi lignin dengan cara lambat.
4. Pengadukkan
Pengaduk dipakai untuk menjamin hasil pengadukan yang sempurna. Tujuan dari pengadukkan adalah untuk penyebaran klorin dioksida dan klorin secara merata didalam pulp. Pengadukkan yang baik sangat penting dalam kendali kemampuan sensor on-line dalam tahap klorinasi. Pengadukkan yang buruk dapat mengakibatkan hilangnya strenght pulp dan residual klorin kurang sempurna bereaksi (Anonym,1994).
2.6.5.2. Tahap 2 Ekstraksi & Oksidasi (E&O)
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.
Adapun kondisi pemutihan pada tahap E&O ini adalah: 1. Konsitensi : 11-12%
2. Suhu : 80-90oC
3. pH : 10.8-11.58
4. Waktu reaksi : 90-120 menit 5. Brightness : 80-82 % ISO
2.6.5.3. Tahap 3 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).
Penambahan ClO2 pada tahap ini lebih sedikit dibandingkan pada tahap D0, dengan konsentrasi kimia yang lebih rendah, reaksi klorin dapat terjadi dengan waktu yang lebih lama dan dengan temperatur yang lebih tinggi dari pada pada tahap D0 tanpa mengurangi hasil dan kekuatan serat pulp. Derajat keputihan yang diperoleh pada tahap ini adalah 88 – 89.0 % ISO.
Adapun kondisi pemutihan pada tahap ini adalah:
1. Suhu : 70-75oC
2. pH : 4.0-4.5
3. Waktu reaksi : 180 menit 4. Brightness : 88.5-89.5 % ISO
Tahap D2 dalam tahap bleaching yang dirancang dan dioperasikan sama seperti tahap D1 yang semua kandungan lignin telah dihilangkan. Penambahan ClO2 pada tahap ini adalah untuk menghilangkan senyawa lain yang mengandung warna dalam pulp untuk meningkatkan derajat kecerahan pulp.
Adapun kondisi pemutihan pada tahap ini adalah: 1. Konsitensi : 10-13%
2. Suhu : 70-75oC
3. pH : 4.0-4.5
4. Waktu reaksi : 180 menit 5. Brightness : 90-90.5 % ISO
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 (Anonim, 2000).