TINJAUAN PUSTAKA
3. proses sulfit
2.6. Tahapan Proses Pemutihan
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,menjadi 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.
Lignin pada pulp kelihatan dalam berbagai macam bentuk tergantung pada kondisi-kondisi proses pulp yang berlangsung. Lignin ini sangat reaktif yang berarti bahwa ini mudah dipengaruhi oleh bahan kimia seperti Klorin, Hidrogen Peroksida kemudian molekul terurai menjadi partikel-partikel yang lebih kecil,yang larut dalam air, dan dapat dihilangkan dari pulp
Tahap pemutihan dengan klorin diksida menghasilkan Brightness pulp yang tinggi. Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida menghancurkan lignin tanpa merusak sellulosa.
2.6.1 Tahap klorinasi (Do)
Tahap delignifikasi, proses pemutihan tahap pertama yaitu menghilangkan menguraikan sebagian kandungan lignin yang terdapat dalam unbleached pulp dengan menggunakan bahan kimia ClO2, yang direaksikan didalam suatu reactor dengan temperature 70 0C.
Tahap pemutihan dengan klorin dioksida menghasilkan derajad putih pulp (brightness) yang tinggi. Keuntungan dari perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida menghancurkan lignin tanpa merusak selulosa. Pemakaian klorin dioksida memiliki banyak keuntungan antara lain:
1. Pemakaian bahan kimia sedikit 2. Biaya yang lebih minimum 3. Zat pengotor sedikit
4. Brightness lebih stabil
Klorin dioksida merupakan zat pemutih yang sangat efektif menguraikan lignin dan menghilangkan lignin dengan cepat dan efisien tanpa merusak selulosa.
Pada proses khlorinasi 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
selanjutnya dicuci dan disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari pulpnya, kemudian pulpnya dikirim ketahap pengelantangan berikutnya.
2.6.2 Tahap ekstraksi alkali (EOp)
Tahap caustic ekstraksi ini digunakan adalah Sodium Hidrogen (larutan 10%). Tujuan utama dari tahap ekstraksi ini adalah untuk mengeluarkan hasil reaksi selama proses khlorinasi dari dalam pulp yang larut dengan alkali.
Tahap ini merupakan tahap pemurnian, proses pengelantangan yang kedua yaitu untuk mengekstraksi lignin-lignin yang masih tersisa didalam pulp dari proses sebelumnya. Tujuan utama dari alkali melarutkan komponen-komponen penyebab warna yang kemungkinan besar larut dalam larutan alkali hangat. Kelarutan klorinat dan lignin yang teroksidasi, dan komponen-komponen warna lainnya yang meningkatkan tingkat brightness dalam tahap pemutihan selanjutnya.
Pada proses ini menggunakan Caustic soda. NaOH digunakan untuk mengeluarkan hasil reaksi selama proses klorinasi dari dalam pulp. Pada DKP (Dissolving Pulp ) tahap ini memiliki tujuan khusus yaitu: mengeluarkan hemiselulosa meningkatkan kandungan alpha sellulosa dan mengurangi kandungan ekstrak berbeda halnya pada proses BKP.
Klorolignin yang tidak larut dalam air panas dan media asam terlarut dalam
caustic, pada temperatur rendah. Pada temperatur yang lebih tinggi, hemiselulosa (pentosan) larut.
Keefektifan proses ekstraksi tergantung kepada konsentrasi alkali yang digunakan. Suatu pulp dengan konsistensi yang tinggi maka akan diberikan konsentrasi alkali yang lebih tinggi pada penerapan bahan kimia yang dberikan. Pada konsistensi yang lebih tinggi sedikit uap air yang dibutuhkan untuk memanaskan pulp untuk menaikkan temperatur.
Parameter yang perlu dijaga pada tahap ekstraksi ini antara lain Temperature, pH,
Bilangan kappa berkurang dengan suatu kenaikan terhadap waktu reaksi pada saat parameter-parameter tetap dijaga. Ada dua bentuk reaksi untuk menghilangkan lignin: tahap awal delignifikasi yang sangat cepat (eliminasi lignin yang bersifat mudah) dan selanjutnya dengan sebuah akhir delignifikasi yang lambat.
Pengujian viscositas dilakukan untuk menentukan kekuatan yang dimiliki oleh pulp, pengujian mengevaluasi derajad polimerisasi dari pada selulosa atau dengan kata lain degredasi dari pada serat selulosa. Pada proses pemutihan dissolving pulp, kondisi-kondisi proses dan bahan kimia yang diberikan adalah dirancang untuk mrngendalikan derajad polimerisasi menuju tingkat yang dikehendaki.
Brightness yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap pemutihan/oksidasi berikutnya dan ekstraksi kappa lebih rendah dapat dicapai jika temperatur ekstraksi dijaga pada suhu 80 ºC. Temperatur diatas 80 ºC tidak menunjukkan hasil-hasil yang menguntungkan. Target brightness juga harus mencapai 88-89 % ISO dan akan bekerja secara maksimal pada pH 10,5
2.6.3 Tahap Klorin Dioksida (D1)
Tahap proses brightening, proses pemutihan tahap III dimana pulp dari tahap II diputihkan kembali untuk mendapat derajad brightness yang diinginkan, dengan menggunakan bahan kimia ClO2, yang direaksikan dengan tempratur 80 0C selanjutnya
dicuci dan disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari pulp nya, kemudian pulp nya dikirim ke tahap pemutihan selanjutnya.
Klorin Dioksida adalah suatu bahan pemutih bersifat lembut yang hanya akan berpengaruh terhadap lignin dan memberikan brightness yang tinggi pada pulp tanpa
memperlemah kekuatannya. Klorin dioksida memiliki sebuah electron yang tidak berpasangan dengan defenisi sebuah radikal bebas. Sensitifitas dari radikal bebas ini kemungkinan memegang peranan penting terhadap kereaktifannya sebagai suatu bahan pengoksidasi.
2.6.4 Tahap klorin dioksida (D2)
Tahap proses brightening yaitu proses pemutihan tahap ke empat dimana prosesnya sama dengan tahap III dimana pulp dari tahap klorin dioksida diputihkan kembali supaya mendapat derajad brightness yang lebih tinggi dari tahap III dan bahan kimia yang digunakan adalah ClO2 pada temperature 80 0C selanjutnya dicuci dan
disaring untuk memisahkan cairan kimia dan sisa kandungan lignin dari pulpnya, kemudian pulpnya dikirim ke pulp mesin.
Suatu kondisi penting selama proses pemutihan dengan Klorin Dioksida adalah sisa klorin dioksida positif pada saat reaksi telah berakhir. Hal ini dibutuhkan bukan hanya untuk menghilangkan Shives akan tetapi juga untuk menghindari pengembalian warna, jika kondisi ini tidak dijaga, pulp kuning akan terjadi. Temperatur yang optimum untuk pemutihan tahap ini adalah 80 0C, jika temperature lebih rendah dari pada ini,klorin yang dikonsumsikan tidak mencukupi untuk mencapai brightness lebih dari 90% ISO. Jika temperature dinaikkan lebih tinggi secara subtansial, reaksi yang sangat cepat dapat terjadi bahwa ada suatu resiko terhadap pemakaian semua klorin dioksida sebelum reaksi berakhir, yang disertai dengan pengembalian warna.
2.7 Variabel-variabel proses pada Oksidasi Ekstraksi