Pengaruh Penambahan Hidrogen Peroksida (H2o2) Terhadap Derajat Keputihan (Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea

(1)

Betty Frida Agustina Purba : Pengaruh Penambahan Hidrogen Peroksida (H2o2) Terhadap Derajat Keputihan

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009.

PENGARUH PENAMBAHAN HIDROGEN PEROKSIDA (H

2

O

2

)

TERHADAP DERAJAT KEPUTIHAN (BRIGHTNESS) PADA

TAHAP D2 DI UNIT BLEACHING PT. TOBA PULP LESTARI,

Tbk-PORSEA

KARYA ILMIAH

BETTY FRIDA AGUSTINA PURBA

062401060

DEPARTEMEN KIMIA

PROGRAM STUDI DIPLOMA-III KIMIA ANALIS

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PENGARUH PENAMBAHAN HIDROGEN PEROKSIDA (H

2

O

2

)

TERHADAP DERAJAT KEPUTIHAN (BRIGHTNESS) PADA TAHAP

D2 DI UNIT BLEACHING PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

BETTY FRIDA AGUSTINA PURBA

062401060

DEPARTEMEN KIMIA

PROGRAM STUDI DIPLOMA-III KIMIA ANALIS

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH PENAMBAHAN HIDROGEN PEROKSIDA (H2O2) TERHADAP DERAJAT KEPUTIHAN

(BRIGHTNESS) PADA TAHAP D2 DI UNIT BLEACHING PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA

Kategori : KARYA ILMIAH

Nama : BETTY FRIDA AGUSTINA PURBA

Nomor Induk : 062401060

Program Studi : DIPLOMA-III KIMIA ANALIS

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di

Medan, Juni 2009

Diketahui / disetujui oleh,

Ketua Departemen Kimia Dosen Pembimbing

FMIPA USU

Dr. Rumondang Bulan, M.S

NIP. 131 459 466 NIP. 131 572 435

(4)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. PERNYATAAN

PENGARUH PENAMBAHAN HIDROGEN PEROKSIDA (H2O2) TERHADAP

DERAJAT KEPUTIHAN (BRIGHTNESS) PADA TAHAP D2 DI UNIT BLEACHING PT TOBA PULP LESTARI Tbk-PORSEA

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali

beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2009

062401060

(5)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. PENGHARGAAN

Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan kasih-Nya hingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagaimana mestinya.

Tujuan disusunnya tugas akhir ini adalah untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan studi pada program studi diploma tiga (III) Kimia Analis Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam di Universitas Sumatera Utara. Adapun judul

dari tugas akhir ini adalah “ Pengaruh Penambahan Hidrogen Peroksida (H2O2)

terhadap Derajat Keputihan (Brightness) pada Tahap D2 di Unit Bleaching PT Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea”.

Penulis juga menyampaikan ucapan terimakasih sebesar-besarnya kepada :

1. Ayah dan ibunda tercinta yang terus memberikan dukungan kepada penulis

hingga akhirnya dapat menyelesaikan kara ilmiah ini.

2. Ibu Dr.Rumondang Bulan, M.S. selaku Ketua Jurusan Kimia Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Drs. Philippus H.Siregar, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah

banyak membantu penulis dan memberi bimbingan sampai penyelesaian karya ilmiah ini.

4. Bapak Arlodis Nainggolan selaku pembimbing lapangan,

5. Bapak Irwan Kelana Putra selaku Training & Development Center Section

Head, Bapak Jhonny Marpaung yang tetap membimbing dan mengarahkan penulis selama melakukan kerja parkatek.

6. Kakak dan adik yang telah memberikan dukungan dan doa kepada penulis

sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

(6)

Penulis berharap karya ilmiah ini dapat berguna bagi kita semua. Penulis juga menyadari banyak kekurangan dalam penulisan tugas akhir ini, karena itu dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun untuk penyempurnaan karya ilmiah ini.

Medan, Juni 2009

Penulis

(7)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. ABSTRAK

Dalam proses pembuatan pulp komponen lignin dan zat ekstraktif harus dihilangkan karena dapat mengurangi brightness pada pulp. Komponen lignin dan zat ekstraktif ini dihilangkan pada tahap pemutihan . Salah satu bahan kimia yang digunakan pada tahap pemutihan adalah hidrogen peroksida (H2O2). Hidrogen peroksida merupakan bahan kimia yang aman untuk digunakan karena tidak memiliki dampak negatif terhadap lingkungan dan bila digunakan dalam jumlah yang besar tidak akan merusak struktur selulosa.

(8)

THE INFLUENCE OF INCREASING HYDROGEN PEROXIDE

TO THE BRIGHTNESS IN STAGE D2 BLEACHING UNIT

PT TOBA PULP LESTARI Tbk-PORSEA

ABSTRACT

In pulp process the lignin component and extractive substance should be carry away because it can decrease the brightness in the pulp. The lignin component and extractive substance will be carry away in the bleaching process. One of the chemical substance that have been use in bleaching process is hydrogen peroxide (H2O2). Hydrogen peroxide is chemical substance that safe when we use it because didn’t have negative efffect to the surrounding and if we use in the large amount it will not impact to the cellulose structure.

(9)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. DAFTAR ISI

1.2 Identifikasi Masalah 2

1.3 Tujuan 2

1.4 Manfaat 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Baku 4

2.2 Proses Pembuatan Pulp 6

2.2.1 Proses mekanik (mechanical pulping) 7

2.2.2 Proses kimia (Chemical pulping) 7

(10)

2.3 Dasar-Dasar Pengelantangan 8

2.4 Tahapan Proses Pengelantangan 11

2.5 Bahan Kimia Proses Pemutihan 12

2.5.1 Khlorin (Cl2) 12

2.5.2 Sodium Hidroksida (NaOH) 13

2.5.3 Oksigen (O2) 13

2.5.4 Sodium Hypoklorit (NaOCl) 13

2.5.5 Khlorin Dioksida (ClO2) 14

2.5.6 Hidrogen Peroksida (H2O2) 15

2.6 Pengujian Terhadap Pulp 16

BAB 3 METODOLOGI

3.2.3 Pengukuran Brightness 20

BAB 4 DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Percobaan 23

4.1.1 Data pengukuran pH 23

4.1.2 Data pengukuran brightness 23

4.2 Perhitungan 24

(11)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 29

5.2 Saran 29

DAFTAR PUSTAKA

(12)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Komposisi Typical chemical antara hard wood dan soft wood 4

Tabel 4.1.1 Data Pengukuran pH 23

(13)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1

Gambar alat ELREPHO 31

Lampiran 2

(14)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Kayu merupakan salah satu produk alam yang sangat penting. Sekitar sepertiga luas

permukaan lahan dunia tertutup oleh hutan yang mengandung persediaan pertumbuhan

total kayu sekitar 300.000 juta m3. Dari persediaan tersebut 2.600 juta m3 ditebang

setiap tahun.

Produk paling penting dari pengolahan kayu secara kimia adalah pulp. Dalam

tahun 1980 pulp yang dihasilkan diseluruh dunia 123 juta ton dalam periode yang

sama, konsumsi total kertas dan karton adalah 170 juta ton. Pada saat sekarang ini

kebutuhan pulp akan terus meningkat seiring dengan perkembangan zaman,

pertambahan jumlah penduduk, perkembangan dunia pendidikan dan kemajuan taraf

hidup.

Indonesia sebagai negara berkembang yang kaya akan sumber daya alam

(kayu) dan sumber daya manusia, berkeinginan menjadi produsen pulp di dunia, ini

ditunjukkan pemerintah dengan membantu para pengusaha untuk menanamkan

modalnya pada bidang usaha kehutanan yang dapat digunakan sebagai bahan baku

pulp.

Untuk menghasilkan pulp dengan tingkat keputihan yang tinggi dan stabil,

(15)

unit pulp yang terdiri dari beberapa tahapan perlakuan dengan menggunakan

bahan-bahan kimia yaitu : Khlordioksida, Oksigen, Natrium Hidroksida, Natrium Hypoklorit

dan Peroksida.

Salah satu bahan kimia yang digunakan sebagai zat pemutih pada unit

bleaching adalah hidrogen peroksida. Hidrogen peroksida merupakan senyawa kimia

yang ramah lingkungan dan bila digunakan dalam jumlah yang besar tidak akan

merusak selulosa. Dengan mengamati permasalahan ini, penulis tertarik untuk lebih

membahas masalah ini dengan mengambil judul : ”Pengaruh Pemakaian Hidrogen

Peroksida (H2O2) terhadap Derajat Keputihan (Brightness) pada Tahap D2 di Unit

Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk”.

1.2Identifikasi Masalah

Untuk memperoleh suatu pulp dengan derajat keputihan yang tinggi dan stabil maka

lignin harus dikeluarkan dari dalam pulp. Hal ini tidak dapat dikerjakan seluruhnya di

dalam unit pemasakan (digester) karena apabila pemasakan dilakukan terlalu lama

maka kandungan selulosa yang terdapat dalam pulp akan hancur yang nantinya akan

mempengaruhi kualitas pulp yang dihasilkan. Oleh karena itu penghilangan lignin

dilakukan pada tahap pemutihan (Bleaching).

Adapun yang menjadi titik permasalahan adalah berapa besar pengaruh

pemakaian hidrogen peroksida terhadap derajat keputihan (brightness) dari pada pulp

(16)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. 1.3Tujuan

Adapun tujuan dari pengamatan permasalan ini adalah untuk mengetahui pengaruh

pemakaian hydrogen peroksida terhadap derajat keputihan (brightness) pulp yang

dihasilkan.

1.4Manfaat

- Dapat mengetahui pengaruh pemakaian hydrogen peroksida terhadap derajat

keputihan (brightness) pulp.

(17)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Baku

Kayu adalah bahan utama bahan serat selulosa yang dipakai untuk pembuatan pulp dan

kertas dikarenakan randemen seratnya tinggi. Secara kimia, kandungan bahan yang

terdapat dalam kayu dapat dibagi menjadi 4 bagian yaitu :

a. selulosa

b. hemiselulosa

c. lignin

d. extractive

Komposisi dan sifat-sifat kimia dari komponen-komponen ini sangat berperan

dalam proses pembuatan pulp. Pada setiap pemasakan kita ingin mengambil sebanyak

mungkin selulosa dan hemiselulosanya, di sisi lain lignin dan extractive tidak

dibutuhkan / dipisahkan dari serat kayunya. Komposisi kimia kayu bervariasi untuk

setiap spesies.

Secara umum hard wood mengandung lebih banyak selulosa, hemiselulosa dan

(18)

Tabel 2.1 Komposisi typical chemical antara hardwood dan softwood

Komponen Soft Wood Hard Wood

Selulosa 42 ± 2% 45 ± 2%

Hemiselulosa 27 ± 2% 30 ± 5%

Lignin 27 ± 2% 20 ± 4%

Extractive 3 ± 2% 5 ± 3%

a. Selulosa

Selulosa merupakan bagian utama yang membentuk dinding sel daripada kayu.

Merupakan polimerisasi yang sangat kompleks dari gugus karbohidrat yang

mempunyai persen komposisi yang mirip dengan “starch” yaitu glukosa yang

terhidrolisa oleh asam.

b. Hemiselulosa

Hemiselulosa juga merupakan polimer-polimer gula. Berbeda dengan glukosa

yang terdiri hanya dari polimer glukosa, hemiselulosa merupakan polimer dari lima

bentuk gula yang berlainan yaitu : glukosa, mannosa, galaktosa, xylosa dan arabinosa.

Rantai hemiselulosa lebih pendek dibandingkan dengan rantai selulosa, karena

hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi yang lebih rendah. Molekul

hemiselulosa terdiri dari 300 unit gugus gula. Berbeda dengan selulosa, polimer

hemiselulosa berbentuk tidak lurus, tapi merupakan polimer-polimer bercabang, yang

(19)

seperti halnya selulosa. Pada proses pembuatan pulp hemiselulosa bereaksi lebih cepat

dibandingkan dengan selulosa.

c. Lignin

Lignin merupakan zat yang tidak berbentuk yang bersama-sama dengan

selulosa membentuk dinding sel dari pohon kayu. Ia berfungsi sebagai bahan perekat

atau semen antara sel-sel selulosa yang membuat kayu menjadi kuat. Lignin

merupakan polimer tiga dimensi yang bercabang banyak. Molekul utama pembentuk

lignin adalah phenil propane. Satu molekul lignin dengan derajat polimerisasi yang

tinggi merupakan molekul yang besar karena ukurannya dan struktur tiga dimensinya.

Lignin di dalam kayu berfungsi sebagai lem atau semen. Lapisan (lamella) tengah,

dengan kandungan utamanya adalah lignin mengikat sel-sel itu dan sehingga terbentuk

struktur kayu. Dinding sel juga mengandung lignin. Pada dinding sel, lignin bersama

dengan hemiselulosa membentuk semen (matriks) dimana tersusunlah selulosa yang

berupa “mikro fibrils”.

d. Extractive

Kayu biasanya mengandung berbagai zat-zat dalam jumlah yang tidak banyak

yang biasanya disebut dengan istilah “extractive”. Zat-zat ini dapat diambil /

dipisahkan dari kayu apakah dengan memakai pelarut air maupun pelarut organik

(20)

gugus fenol adalah merupakan beberapa grup yang juga merupakan extractive.

Kebanyakan dari extractive itu terpisahkan dalam proses pembuatan pulp dengan cara

kraft pulping.

2.2 Proses Pembuatan Pulp

Pemisahan serat selulosa dari bahan-bahan yang bukan serat di dalam kayu dapat

dilakukan dengan berbagai macam cara / proses, yaitu :

2.2.1 Proses mekanik (Mechanical Pulping)

Dalam proses pembuatan pulp secara mekanik, pemisahan serat dilakukan

dengan cara menggunakan tenaga mekanik. Proses ini dilakukan dengan menggerinda

kayunya menjadi serat pulp dan menghasilkan randemen sebesar 90-95%, tetapi

menyebabkan kerusakan pada serat. Penggunaan pulp yang dihasilkan pada proses

mekanik ini nilainya kecil sekali, juga pulp itu masih mengandung banyak lignin, dan

serat-seratnya tidak murni sebagai serat

2.2.2 Proses kimia (Chemical Pulping)

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 rendemen yang rendah yaitu 45-55%. Proses kimia dibagi

(21)

1. Soda process

Dalam 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. Sulphite process

Pada proses sulfite, larutan pemasak yang dipakai adalah asam-asam yang

mengandung sulfur dari logam alkali, atau alkali tanah berupa bisulfit.

3. Sulphate process

Proses pembuatan pulp yang paling banyak dipakai saat ini adalah proses sulphate atau

disebut juga proses kraft.

Keuntungan-keuntungan dari proses sulphate ini adalah sebagai berikut :

a. Pulp yang dihasilkan mempunyai kekuatan yang tinggi

b. Dapat dipakai untuk proses pembuatan pulp dari bahan baku kayu dari

spesies yang berbeda

c. Tersedianya bahan kimia pengganti dengan berbagai alternatif dan harganya

tidak mahal

d. Tersedianya peralatan-peralatan operasi yang standard

e. Banyak pilihan yang dapat dipakai untuk proses pemucatan

(22)

g. Pendaurulangan bahan kimianya sangat effisien.(Anonim, 2002)

2.2.3 Proses semi kimia (Semi Chemical Pulping)

Kayu dapat pula di pulp dengan cara yang menggabungkan kebaikan hasil tinggi pada

proses mekanis dan sebagian dari kebaikan proses kimia yang berkualitas tinggi.

Dengan menggunakan teknik-teknik yang dikenal dengan pembuatan pulp semi-kimia

atau kimia mekanis, tatal kayu dikenakan cairan kimia pemasak pulp dalam jangka

pendek dan kemudian dilewatkan melalui mesin penghalus mekanis untuk

memisahkan serat-serat penyusunnya. Cairan pemasak tersebut menyebabkan

kerusakan sebagian dari ikatan lignin dan pada dasarnya memberikan fungsi yang

sama sebagaimana panas dalam proses termomekanis. Energi mekanis yang

dibutuhkan untuk pemisahan serat sangat berkurang dan kerusakan serat menurun.

Proses kimia mekanis dapat digunakan untuk pembuatan pulp kayu keras yang terlalu

rapat untuk dipulpkan secara memadai dengan cara yang sepenuhnya mekanis. Hasil

65-75 % adalah umum dan kadang-kadang dapat lebih tinggi. (Haygreen, 1996)

2.3 Dasar-Dasar Pengelantangan

Pengelantangan bukan merupakan penemuan modern tetapi merupakan teknik yang

sangat tua yang digunakan untuk memucatkan tekstil dengan bantuan sinar matahari

dan/atau bahan kimia seperti kalium karbonat dan yang terakhir hipoklorit dan klor.

(23)

mula-mula juga dilakukan dengan cara ini. Periode baru tentang sejarah

pengelantangan dimulai pada akhir abad ke sembilan belas dengan pengelantangan

pulp kayu dalam industri, mula-mula dengan hipoklorit dan yang terakhir dengan klor,

sebagian gabungan, dan dengan langkah ekstraksi dengan alkali. Meskipun dasar-dasar

cara pengelantangan yang lama masih berlaku, tetapi perkembangan teknik

pengelantangan dalam pulp di dalam abad ini telah menyebabkan banyak bahan kimia

pengelantang digunakan dalam banyak proses yang sangat khusus pada saat ini.

Tujuan utama pengelantangan pulp adalah untuk menaikkan derajat putih.

Karena komponen kromofor yang menyerap sinar dalam pulp yang tidak dikelantang

adalah terutama gugus fungsional dari lignin yang terdegradasi dan sisa lignin yang

diubah, maka pengelantangan dapat dilakukan baik dengan pengubahan dan

menstabilkan gugus kromofor tanpa kehilangan bahan (pengelantangan yang

melindungi lignin) atau dengan menghilangkan lignin (pengelantangan yang

menghilangkan lignin). Bersama dngan lignin, senyawa-senyawa lain (ekstraktif dan

komponen-komponen abu, poliosa) dan partikel-partikel yang terdelignifikasai tidak

sempurna dapat juga, paling tidak sebagian, dihilangkan. Maka pengelantangan dapat

juga dipandang sebagai proses pemurnian yang terutama digunakan dalam

memproduksi pulp larutan untuk memperoleh pulp yang murni dengan kandungan alfa

selulosa yang tinggi.

Pengelantangan menimbulkan perubahan sifat-sifat optik pulp terhadap

penyerapan sinar, penghamburan sinar dan pemantulan, yang dinyatakan dalam

(24)

penting untuk menentukan warna pulp adalah derajat putihnya, yang dapat dilukiskan

dan ditentukan dengan cara-cara yang agak berbeda dengan menggunakan beberapa

standar dan metode pengujian. Derajat putih yang paling umum digunakan adalah

faktor pemantulan sinar biru (357 atau 360 nm) dari lembaran pulp (dalam %),

didasarkan pada pemantulan magnesium oksida (derajat putih 100%) sebagai sampel

standar.

Proses-proses industri yang menghilangkan lignin meliputi serangkaian

pengelantangan multi tahap yang disesuaikan dengan tipe pulp yang khusus dan

penggabungan kemampuan oksidasi dan reduksi yang berbeda dari bahan kimia

pengelantang. Lignin yang terdegradasi dan produk-produk reaksi lain diekstraksi

selama tahap-tahap pencucian alkalis antara. Pengelantangan dengan peroksida,

oksigen atau ditionit membutuhkan bahan kimia tambahan untuk penyangga (misal

natrium silikat), persaingan (misalnya asam etilenadiamin tetraasetat (EDTA)) atau

penstabilan (misalnya garam-garam magnesiium).

Karena banyaknya bahan kimia pengelantang dan urutannya, faktor-faktor

yang berpengaruh dalam proses pengelantangan pulp sangat berbeda, tetapi semua

proses mempunyai kondisi penting berikut yang sama :

- jumlah bahan kimia

- konsistensi pengelantangan

(25)

Proses-proses pengelantangan modern hanya khusus menggunakan sistem

sinambung dengan menara-menara pengelantang yang telah menggantikan

proses-proses tumpak yang tua. Dalam menara-menara pengelantang tradisional pulp dan

cairan pengelantang bergerak secara seragam. Perkembangan terakhir meliputi

penggantian atau pengelantangan dinamik dan pencucian dalam pencampur

sinambung, dan pengelantangn fasa gas. Umum untuk semua prosedur pengelantang

adalah perlunya pencampuran yang cermat dari pulp dengan lindi pengelantang dan

pencucian pulp secara intensif untuk menghilangkan hasil-hasil reaksi yang terlarut.

(Fengel, 1995)

2.4 Tahapan Proses Pengelantangan

Pengelantangan yang sudah modern biasanya dilaksanakan secara bertahap dengan

memanfaatkan bahan-bahan kimia dan kondisi-kondisi yang berbeda-beda pada setiap

tahap. Pada umumnya digunakan perlakuan kimia dan secara singkat ditunjukkan

dengan urutan sebagai berikut :

1) Khlorinasi (C) : Reaksi dengan elemen Khlorin dalam

suatu media asam

2) Ekstraksi Alkali (E) : Pemisahan hasil reaksi dengan Caustic

3) Ekstraksi Oksidasi (E/O) :Ekstraksi oksidasi yang diperkuat dengan

Peroksida (E/OP)

(26)

5) Khlorin Dioksida (D) : Reaksi dengan Khlorin Dioksida dalam

suasana asam

6) Oksigen (O) : Reaksi dengan elemen O2 yang

bertekanan dalam suasana alkali.

Pada tahap khlorinasi, lignin dikhlorinasi menjadi khlorolignin (yang akan

menjadi terlarut pada tahap ekstraksi), sehingga proses delignifikasi terjadi.

Peningkatan brightness setelah melalui tahap CE sangatlah kecil. Oksigen juga

dipergunakan pada tahap ekstraksi dan terutama digunakan pada proses delignifikasi.

Untuk mencapai suatu “brightness penuh” pada tingkat 89 sampai 90 % ISO,

proses pengelantangan dilaksanakan dengan lima tahap, menggunakan tahapan

CEHED atau CEDED.

Pada pengelantangan dengan menggunakan hypoklorit, kelompok khromoporik

lignin hancur. Brightness meningkat sangat tinggi pada tahap ini. Kalsium atau sodium

hypokhlorit kemungkinan bisa dipergunakan. Salah satu kerugian pada perlakuan ini

adalah bahwa selulosa juga diserang oleh hypokhlorit, dan oleh karena itu

kondisi-kondisi operasi selama perlakuan ini harus diperhatikan dengan seksama untuk

mencegah terjadinya kerusakan terhadap selulosa.

Tahap pengelantangan dengan khlorin dioksida menghasilkan brightness pulp

yang tinggi. Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa khlorin dioksida

(27)

Peroksida digunakan pada proses pengelantangan pulp secara kimia.

Digunakan pada kondisi-kondisi yang relatif sejuk (35 sampai 55oC). Peroksida

merupakan zat pengelantang yang efektif untuk melindungi selulosa, memperbaiki

brightness tanpa kehilangan produksi yang berarti.

2.5 Bahan Kimia Proses Pemutihan

2.5.1 Khlorin (Cl2)

Khlorin sangat murah dan bahan kimia yang paling cocok untruk mengubah banyak

lignin dan bahan-bahan yang bukan selulosa di dalam pulp yang larut. Pada

kondisi-kondisi yang normal khlorin sangat sedikit merusak terhadap serat-serat selulosa asal

saja konsentrasi, temperatur dan waktu reaksi dikendalikan secara hati-hati. Reaksi

khlorin terhadap lignin dan resin sebahagian besar dengan cara substitusi dan reaksi

adisi tetapi beberapa oksidasi juga ikut ambil bagian tergantung kepada

kondisi-kondisi pH. Khlorinasi mengubah warna dan sifat-sifat dasar yang dimiliki oleh pulp

dan membuat lignin serta resin semakin larut di dalam air dan kaustik encer. Khlorin

merupakan gas yang berwarna kuning kehijauan, bersifat racun dan harus ditangani

secara hati-hati. Khlorin yang lembab atau basah sangat korosif terhadap kebanyakan

logam.

(28)

Pada saat khlorin bereaksi dengan lignin dan resin, sebahagian besar saja yang

dihasilkan tersebut larut dengan air. Karena khlorinat lignin dan resin sangat mudah

larut dalam larutan alkali, perlakuan alkali menyusul setelah proses khlorinasi. Sodium

hidroksida (kaustik soda) merupakan salah satu alkali kuat yang ada. Pada pabrik

pengelantangan normalnya digunakan alkali encer dengan konsentrasi kira-kira 120

gram/liter.

2.5.3 Oksigen (O2)

Gas oksigen digunakan sebagai suatu zat pengelantang bersama-sama dengan alkali

pada tahap ekstraksi. Gas oksigen memperkuat sifat-sifat pulp yang dikelantang. Hal

ini mungkin membuat berkurangnya emisi yang dapat mengganggu terhadap

lingkungan.

2.5.4 Sodium Hypoklorit (NaOCl)

Hypoklorit adalah persenyawaan khlorin yang pertama digunakan untuk proses

pengelantangan (biasanya disebut “hypo”). Rumus kimia sodium hypoklorit adalah

(29)

merupakan larutan yang sangat tidak stabil dan cenderung terurai yang meningkat

dengan kenaikan konsentrasi dan temperatur serta berkurangnya sifat alkali.

Hypoklorit biasanya dibuat dengan konsentrasi alkali yang berlebihan (kira-kira 4

gram per liter) untuk menjaga kestabilan larutan. Kandungan khlorin pada larutan

hypoklorit diperkirakan sebesar 40-44 gram per liter.

Tujuan utama perlakuan dengan menggunakan hypoklorit adalah untuk

meningkatkan brightness pada pulp. Ini dicapai dengan tindakan oksidasi dari

hypoklorit pada lignin dan bahan-bahan berwarna yang lain yang terdapat pada pulp

dengan cara mengubah mereka menjadi benda yang tak berwarna. Bagaimanapun

reaksi ini, sangat serius merusak serat selulosa kecuali bila kondisi-kondisi operasi

seperti pH, temperatur, waktu tinggal dan jumlah hypoklorit yang digunakan

dikendalikan secara hati-hati. Degradasi ini dikendalikan bertujuan untuk mencapai

kekuatan pulp yang dikehendaki.

2.5.5 Khlorin Dioksida (ClO2)

Khlorin dioksida adalah salah satu bahan kimia pengoksidasi kuat, kerja dari proses

pengelantangan ini umumnya dengan cara oksidasi terhadap lignin dan bahan-bahan

(30)

ini memiliki keunikan yang sanggup mengoksidasi bahan yang bukan selulosa dengan

kerusakan pada selulosa yang minimum. Brightness tinggi yang dihasilkan dengan

khlorin dioksida adalah stabil. (Anonim, 2003)

2.5.6 Hidrogen Peroksida (H2O2)

Hidrogen peroksida digunakan untuk pengelantangan yang melindungi lignin, tetapi

pada tahun-tahun terakhir penggunaannya dalam pengelantangan pulp-pulp kimia telah

naik cukup besar. Reaksi-reaksi pengelantangan oksigen dan hidrogen peroksida

mempunyai ciri-ciri sama, karena dalam kedua hal medianya adalah alkalis dan

oksigen sebagian diubah menjadi hidrogen peroksida dan sebagainya. Sejumlah zat

antara yang reaktif dibentuk dalam reaksi-reaksi oksigen dan peroksida-peroksida

dengan substrat. Maka bentuk reaksi yang dihasilkan sangat kompleks dan sejauh ini

tidak banyak diketahui atau berdasarkan spekulasi.

Bahan kimia pengelantang yang utama dan praktis satu-satunya dengan

sifat-sifat oksidatif yang digunakan untuk pengelantangan yang melindungi lignin adalah

hidrogen peroksida. Hidrogen peroksida merupakan asam lemah dan bagian-bagian

pengelantang yang aktif adalah anion peroksida nukleofil (H2O-), yang menyerang

struktur-struktur karbonil yang mengubah mereka menjadi sistem-sistem yang kurang

(31)

Dalam praktik, pengelantangan peroksida dilakukan pada suhu 50-600C dan

harga pH awal sekitar 11, yang pada bagian akhir turun menjadi sekitar pH 9. Untuk

mencegah peruraian peroksida, yang terjadi dengan adanya ion-ion logam berat, perlu

menambah penstabil, seperti magnesium silikat atau bahan-bahan pengasing. Pada

kondisi-kondisi yang dioptimasi dapat diperoleh kenaikan derajat putih ISO sekitar

20%, tetapi reaksi pengelantangan berbagai tipe pulp berbeda sangat besar. (Sjostrom,

1995)

2.6 Pengujian Terhadap Pulp

Agar supaya pengendalian pengoperasian Bleaching Plant berjalan secara efisien dan

untuk mencapai dan memperkuat spesifikasi terhadap kualitas, diperlukan suatu

pengujian dan analisa. Berikut adalah beberapa pengujian yang sangat penting seperti

a. Bilangan Kappa

Pengujian ini mengindikasikan kandungan lignin dan kemampuan pulp tersebut

untuk diputihkan. Pengujian ini didasarkan kepada reaksi dengan Potasium

Permanganat (KMnO4). Normalnya pulp coklat dan pulp setelah melewati tahap proses

alkali ekstraksi diperiksa bilangan kappanya di laboratorium.

b. Viscositas

Pengujian terhadap viskositas dilakukan untuk menentukan kekuatan yang

(32)

dengan kata lain degradasi dari pada serat selulosa. Pada proses pemutihaan dissolving

pulp, kondisi-kondisi proses dan bahan kimia yang diberikan adalah dirancang untuk

mengendalikan derajat polimerisasi menuju tingkat yang dikehendaki dan pengujian

viskositas sangatlah penting. Secara regular contoh pulp coklat, pulp setelah

mengalami proses alkali ekstraksi dan tahap hypoklorit, dan pulp yang trelah

mengalami proses pemutihan tahap akhir diperiksa viskositasnya di laboratorium.

Pemeriksaan meliputi penentuaan viskositas larutan pulp di dalam Cupraethylen

Diamin atau Cuprammonium.

c. Brightness

Brightness pulp diukur pada tahap yang berbeda-beda di dalam proses

pemutihan, sebagaimana salah satu tujuan yang paling penting dari proses pemutihan

adalah untuk mencapai brightness yang spesifik terhadap pulp yang dihasilkan. Sebuah

alat pengukur tingkat refleksi atau pengukur brightness digunakan di laboratorium

untuk mengukur brightness contoh pulp dibuat dalam bentuk lembaran. Ini

memantulkan cahaya diukur dan dinyatakan sebagai persen dari pada (seperti

magnesium oksida). Jadi, nilai brightness 90 ISO artinya, pada kondisi yang standar

dari cahaya dan pengamatan, suatu kekuatan memantulkan adalah, (pada panjang

gelombang sebesar 457 nm) 90% dari batangan magnesium oksida. Pulp setelah tahap

Hypoklorit, tahap Khlorin Dioksida dan pulp yang keluar dari tahap akhir proses

pemutihan secara normal diperiksa brightnessnya. Pada Bleaching Plant dengan sistem

pengendali yang bekerja secara otomatis, ada instrument yang terpasang pada jalur

(33)

Hypoklorit dan Khlorin Dioksida. Pengukuran ini dipergunakan untuk mengendalikan

dosis bahan kimia di dalam tahap tersebut.

d. Konsistensi

Konsistensi stock pulp yang masuk ke tahap khlorinasi dan stock yang

meninggalkan menara pemutihan menuju pulp machine diukur dan dicatat oleh

instrument-instrumen yang terpasang dijalur tersebut. Pengukuran ini adalah untuk

dibandingkan terhadap hasil pemeriksaan di laboratorium. Sebagai tambahan, contoh

yang dikumpulkan dari tahap yang berbeda-beda di dalam proses akan diperiksa

konsistensinya di laboratorium.

e. Khlorin yang tersisa

Pemeriksaan terhadap khlorin yang tersisa di dalam stock pulp pada tahap

proses khlorinasi dan khlorin dioksida dilakukan untuk mengendalikan dosis bahan

kimia. Contoh yang berasal dari tahap-tahap ini dianalisa di laboratorium dan

berdasarkan hasil yang diperoleh, penting untuk pengaturan dosis bahan kimia yang

diberikan. Pada tahap khlorinasi ada juga pengukuran sisa khlorin yang dilakukan

secara otomatis dengan sebuah instrument yang terpasang di jalur tersebut untuk

mengendalikan khlorin yang ditambahkan.

f. Pengujian yang lain

Tambahan terhadap pemeriksaan yang rutin ini, ada juga pengujian yang

(34)

Semua larutan kimia yang dipergunakan di pabrik diuji sewaktu-waktu secara regular

yaitu menyangkut konsentrasi dan filtrat yang berasal dari alat washer tersebut

diperiksa kandungan seratnya. Dissolving pulp yang diputihkan membutuhkan

pengujian yang khusus untuk mempertegas spesifikasi kualitasnya, ini termasuk

analisa abu, pengujian terhadap zat-zat pengotor anorganik, pengujian kelarutannya

terhadap alkali, pengujian reaktifitasnya dan lain-lain. Tergantung kepada kendali

kualitas yang diinginkan, mungkin perlu beberapa pemeriksaan pada tahap yang

berbeda-beda di dalam proses pemutihan. (Sirait, 2003)

BAB 3

(35)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. 3.1 Alat

- Alat ELREPHO (Elektro Refracto Fotometer)

- Corong Buchner

- Dihidupkan alat dengan menghubungkan ke sumber arus listrik

- Diklik alat (Instrument) lalu diklik Elrepho

- Diklik kalibrasi kemudian diperiksa standar kalibrasi putih (white calibration

standard) dan kalibrasi UV (UV calibration) yang sesuai dengan yang dipakai

(36)

- Setelah muncul rongga hitam (black cavity) dimasukkan rongga hitam (black

cavity) kemudian klik oke

- Alat (instrument) didiamkan hingga muncul standar putih (white standard) lalu

dimasukkan standar putih (white standard) kemudian klik oke

- Alat (instrument) didiamkan hingga muncul standar UV CIE yang terkecil D65

(UV standard CIE whitness D65) lalu dimasukkan standar UV (UV standard)

lalu diklik oke

- Alat (instrument) didiamkan hingga muncul standar UV ISO dengan derajat

keputihan C2 (UV Standard ISO brightness C2) kemudian diklik oke

- Alat (instrument) didiamkan hingga muncul kalibrasi telah berhasil dengan

baik (the calibration finished successfully) kemudian diklik setuju (approve)

lalu diklik tutup (close)

- Alat (instrument) ELREPHO siap dipakai

3.3.2 Pengukuran pH

- Dimasukkan sampel bubur pulp ke dalam beaker glass

- Ditambahkan 100 ml aquadest

- Didiamkan selama ± 10 menit

- Dicelupkan elektroda pH meter ke dalam beaker glass

(37)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. 3.3.3 Pengukuran Derajat Keputihan (Brightness)

- Diambil sampel pulp dari bleaching unit kemudian dicuci hingga bersih

- Pulp kemudian dibentuk menjadi sheet (lembaran)

- Dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC selama ± 5 menit

- Diperiksa derajat keputihan (brightness) dengan menggunakan alat ELREPHO

- Dicatat nilai yang tertera pada alat

BAB 4

(38)

Proses pengelantangan dapat dianggap sebagai suatu lanjutan proses pemasakan yang

dimaksudkan untuk memperbaiki brightness dan kemurnian dari pulp. Hal ini dicapai

dengan cara menghilangkan atau mengelantang bahan pewarna yang tersisa pada pulp.

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, jadi menghasilkan kualitas

pulp yang rendah.

Oleh karena itu. proses pemasakan agar benar-benar cukup dimana proses

penghilangan lignin dengan bahan kimia, umumnya memiliki suatu dampak terhadap

dekomposisi dari lignin. Pada normalnya proses penghilangan lignin adalah

melarutkan pulp ke bentuk yang larut dengan air. Lignin pada pulp sangat reaktif yang

berarti ini mudah dipengaruhi bahan kimia seperti Khlordioksida, Natrium

Hidroksida, Oksigen dan Hidrogen Peroksida.

Dengan adanya penambahan bahan kimia Hidrogen Peroksida maka brightness

akan meningkat sangat tinggi sehingga diperoleh suatu “brightness penuh” pada

tingkat 89 sampai 90 % ISO. Keuntungan dengan menggunakan bahan kimia ini

adalah bahwa Hidrogen Peroksida merupakan zat pengelatang yang efektif untuk

(39)

Berikut data hasil analisa yang dilakukan dalam mengukur pH dan brightness

dari sampel pulp di PT Toba Pulp Lestari, Tbk selama 7 hari yang dimulai dari tanggal

13 Januari 2009 sampai 20 Januari 2009.

4.1 Data Percobaan

4.1.1 Data pengukuran pH

Tanggal Do Eop D1 D2

13 Januari 2009 1.8 10.7 3.6 9.7

14 Januari 2009 2.1 10.7 3,5 9.6

15 Januari 2009 2.0 10.6 3.8 10.0

16 Januari 2009 2.1 10.6 2.8 9.8

17 Januari 2009 1.9 10.7 3.2 10.1

19 Januari 2009 1.8 10.6 4.0 9.9

20 Januari 2009 1.8 10.7 3.6 9.7

Range pH 1.6-2.2 10.5-11.0 2.7-4.0 8.5-10

(40)

Tanggal D0 Eop D1 D2

13 Januari 2009 57.5 74.7 87,2 89.1

14 Januari 2009 59.9 77,5 87.7 89.0

15 Januari 2009 63.5 77.7 87.3 89.1

16 Januari 2009 58.9 76.0 85.6 89.1

17 Januari 2009 60.5 76.2 87.5 89.2

19 Januari 2009 59.3 76.7 87,3 89.3

20 Januari 2009 57,5 74.7 87,2 89.1

Keterangan :

D0 : Bahan kimia yang digunakan adalah ClO2

Eop : Bahan kimia yang digunakan adalah NaOH, O2 dan H2O2

D1 : Bahan kimia yang diunakan adalah ClO2

D2 : Bahan kimia yang digunakan adalah H2O2

4.2 Perhitungan

(41)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. dimana

A = absorbansi

T = transmitansi

Contoh perhitungan untuk tahap D0

A = 2 - log %T

= 2 - log 57,5

= 2 - 1,7596

= 0,2404

Contoh perhitungan untuk tahap Eop

A = 2 - log%T

= 2 - log 74,7

= 2 - 1,8733

= 0,1267

(42)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. = 2 - log 87,2

= 2 - 1,9405

= 0,0595

A = 2 - log%T

= 2 - log 89,1

= 2 - 1,9498

= 0,0502

Dari hasil perhitungan maka diperoleh

(43)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. A =

λ = panjang gelombang

A =

(44)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. A =

A =

(45)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. Dari hasil perhitungan maka diperoleh

13 Januari 2009 8,2631x10-23 1,5678x10-22 3,3386x10-22 3,9571x10-22

14 Januari 2009 8,9239x10-23 1,7944x10-22 3,4789x10-22 3,9180x10-22

15 Januari 2009 1,0068x10-22 1,8124x10-22 3,3668x10-22 3, 9571x10-22

16 Januari 2009 8,6405x10-23 1,6665x10-22 2,9385x10-22 3, 9571x10-22

17 Januari 2009 9,099x10-23 1,6820x10-22 3,4249x10-22 3,9969x10-22

19 Januari 2009 8,7509x10-23 1,7228x10-22 3,3668x10-22 4,0375x10-22

20 Januari 2009 8,2631x10-23 1,5678x10-22 3,3386x10-22 3,9571x10-22

4.3 Pembahasan

Pada proses pemutihan dilakukan penambahan hydrogen peroksida (H2O2) dengan

tujuan untuk menghilangkan lignin sehingga diperoleh derajat keputihan (brightness)

yang memenuhi standar. Pemutihan dengan menggunakan hydrogen peroksida (H2O2)

yang sempurna akan menghasilkan kualitas pulp yang sesuai dengan standart ISO dan

ramah lingkungan. Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan zat

pengelantang yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak

(46)

Dari tabel hasil pengamatan dapat diketahui bahwa dengan penambahan

hidrogen peroksida diperoleh nilai absorbansi yang rendah. Hal ini berpengaruh

terhadap kualitas pulp untuk menyerap cahaya. Semakin rendah nilai absorbansi yang

diperoleh maka semakin tinggi derajat keputihan (brightness) yang diperoleh.

Demikian juga sebaliknya semakin tinggi nilai absorbansinya maka derajat keputihan

(brightness) pulp yang dihasilkan akan semakin rendah.

Dengan adanya penambahan hidrogen peroksida (H2O2) dapat dilihat dengan

jelas bahwa hal ini sangat berpengaruh terhadap peningkatan derajat keputihan pulp.

Khususnya proses pemutihan yang dilakukan PT. Toba Pulp Lestari, Tbk dihasilkan

derajat keputihan (brightness) yang sesuai dengan standar ISO.

(47)

(Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea, 2009. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengamatan dan pembahasan data pada proses pemutihan dapat

disimpulkan

- Dengan adanya pemakaian hydrogen peroksida pada tahap D2 maka dapat

dihasilkan pulp dengan derajat keputihan (brightness) yang memenuhi standar

ISO.

- Standar derajat keputihan (brightness) yang diproduksi oleh PT. Toba Pulp

Lestari, Tbk adalah 89 – 90 % ISO.

5.2 Saran

- Perlu diperhatikan cara pengambilan sampel karena dapat mempengaruhi hasil

analisis.

(48)

Anonim. 2002. Digester Plant. Training and Development Centre. Porsea: PT Toba

Pulp Lestari, Tbk.

Anonim. 2003. Bleaching Plant. Training and Development Centre. Porsea: PT Toba

Pulp Lestari, Tbk.

Fengel, D. 1995. Kayu Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-Reaksi. Yogyakarta: Gadjah Mada

University Press.

Haygreen, J.G. 1996. Hasil Hutan Dan Ilmu Kayu, Suatu Pengantar. Yogyakarta:

Gadjah Mada University Press.

Sirait, S. 2003. Bleaching Module. Training and Development Centre. Porsea: PT Toba

Pulp Lestari, Tbk.

Sjostrom, E. 1995. Kimia Kayu Dasar-Dasar Dan Penggunaan. Edisi Kedua.

(49)

(50)

Betty Frida Agustina Purba : Pengaruh Penambahan Hidrogen Peroksida (H2o2) Terhadap Derajat Keputihan (Brightness) Pada Tahap D2 Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp

Lestari, Tbk-Porsea, 2009.

(51)

(52)

Lestari, Tbk-Porsea, 2009.

(53)

(54)