Penentuan Viskositas Pada Proses Pemutihan Pulp (Bleaching) Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk

(1)

Deswenty Sinaga : Penentuan Viskositas Pada Proses Pemutihan Pulp (Bleaching) Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2008.

PENENTUAN VISKOSITAS PADA PROSES PEMUTIHAN

PULP (BLEACHING) DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk

SOSOR LADANG PORSEA

KARYA ILMIAH

DESWENTY SINAGA

052401084

PROGRAM D-3 KIMIA ANALIS

DEPARTEMEN KMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PENENTUAN VISKOSITAS PADA PROSES PEMUTIHAN

PULP (BLEACHING) DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk

SOSOR LADANG PORSEA

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat untuk mendapat ijazah Ahli Madya pada program Diploma-3 Kimia Analis Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

DESWENTY SINAGA

052401084

PROGRAM D-3 KIMIA ANALIS DEPARTEMEN KMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PENENTUAN VISKOSITAS PADA PROSES

PEMUTIHAN PULP (BLEACHING) DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk. SOSOR LADANG PORSEA

Kategori : KARYA ILMIAH

Nama : DESWENTY SINAGA

Nomor Induk Mahasiswa : 052401084

Program Studi : D3 KIMIA ANALIS

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, Juni 2008

Diketahui/Disetujui oleh

Departemen Kimia FMIPA USU

Ketua, Pembimbing,

Dr. Rumondang Bulan Nasution, MS Dra. Nurhaida Pasaribu, MSi

(4)

PERNYATAAN

“PENENTUAN VISKOSITAS PADA PROSES PEMUTIHAN PULP

(BLEACHING) DI PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk. SOSOR LADANG

PORSEA”

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali

beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2008

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala kelimpahan Rahmat dan Karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan karya ilmiah ini yang berjudul “Penentuan Viskositas Pada Proses Pemutihan Pulp

(Bleaching) di PT. Toba Pulp Lestari,Tbk Sosor Ladang Porsea ”.

Karya ilmiah ini merupakan hasil kerja praktek di PT. TOBA PULP LESTARI Tbk.Porsea. Karya ilmiah ini merupakan salah satu persyaratan akademik mahasiswa untuk memperoleh ijazah Ahli Madya Diploma-3 untuk program studi Kimia Analis di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya karya ilmiah ini, penulis mengucapkan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dan membimbing penulis untuk menyelesaikan karya ilmiah ini terutama kepada Orang tua penulis Ayahanda dan Ibunda yang tercinta (T. Sinaga dan R. Napitu) yang telah memberikan kasih sayang, doa serta dukungan yang tulus kepada penulis, yang selalu mengharapkan keberhasilan penulis. Selanjutnya penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada Ibu Dra. Nurhaida Pasaribu, MSi selaku dosen pembimbing yang telah bersedia membimbing penulis serta memberikan masukan kepada penulis sampai selesainya penulisan karya ilmiah ini, terimakasih juga kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS selaku Ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Bapak Dr.Edy Marlianto, MSc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Ibu Dr. Marpongahtun, MSc selaku Ketua Program Studi Kimia Analis, Bapak Drs. Firman Sebayang, MS selaku Dosen Wali penulis, serta seluruh Dosen dan Staf Pengajar Departemen Kimia serta Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Pada kesempatan ini penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada seluruh Staf dan Karyawan PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk yang membimbing dan membantu penulis saat melakukan praktek kerja lapangan. Terimakasih selanjutnya untuk abang penulis (Fernando Sinaga) dan kakak serta adik penulis (Patris Sinaga, Yon Ivan Sinaga & Adri Fridolin Sinaga) yang selalu memberi semangat dan dukungan serta doa kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini. Penulis juga tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada seluruh keluarga besar penulis yang tidak bisa disebutkan satu-persatu, terimakasih atas dukungan dan doanya.Rekan–rekan Kimia Analis khususnya angkatan tahun 2005 terkhusus kepada teman-teman seperjuangan selama praktek kerja lapangan (Febrianty, Junita, Indri, Ediatur) serta Erista dan Desona (terimakasih atas dukungan dan doanya). Tidak lupa juga penulis mengucapkan terimakasih kepada teman-teman satu kost yang selalu memberi semangat, dukungan serta doa kepada penulis (Veronika alias si Pudan, K’Men, K’Natal, Riyong, Vanya, Mirna) serta teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu-persatu.

(6)

ABSTRAK

(7)

DEFINING VISCOSITY FOR BLEACHING PROCESS AT PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk SOSOR LADANG PORSEA

ABSTRACT

(8)

Deswenty Sinaga : Penentuan Viskositas Pada Proses Pemutihan Pulp (Bleaching) Di PT. Toba Pulp Lestari, 3.1 Metodologi Percobaan 22 3.2 Alat dan Bahan 22 3.2.1 Alat 22 3.2.2 Bahan 23

(9)

4.2 Pembahasan 26

4.3 Perhitungan 26

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 28

5.1 Kesimpulan 28

5.2 Saran 28

DAFTAR PUSTAKA

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.3. Karakteristik serat kayu lunak dan kayu keras 7

(11)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel Konversi Viskositas

(12)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kayu adalah hasil utama dari pohon yang dapat digunakan untuk berbagai

maksud keperluan manusia. Kayu adalah bagian xylem dari pohon yang tersusun

dari berbagai macam sel kayu. Sel kayu terdiri dari komponen-komponen yang

berbeda, baik jumlah maupun sifat fisik, kimia dan mekaniknya. Proporsi

komponen dan sifat-sifat kimia kayu sangat bervariasi menurut umur kayu, jenis

kayu, dan posisi kayu di dalam pohon. Komponen penyusun kayu terdiri dari

komponen penyusun dinding sel dan komponen pengisi rongga sel.

(Dumanauw, J.F. 1990)

Jauh sebelum teknologi pemanfaatan kayu seperti sekarang ini, manusia

sebenarnya telah memanfaatkan kayu secara tradisional. Laju kebutuhan manusia

yang semakin meningkat dan beragam terhadap berbagai produk kayu seperti

kertas, mendorong para pengusaha untuk mendirikan industri pengolahan kayu

untuk kebutuhan yang lebih bermanfaat. Hal inilah yang mendorong PT. Toba

Pulp Lestari, Tbk Sosor Ladang Porsea Kabupaten Toba Samosir untuk mengolah

kayu menjadi produk yang lebih bermanfaat. Secara garis besar, proses

pengolahan kayu pada industri ini adalah dimulai dari pengumpulan kayu (wood

(13)

pencucian (washing/screening), pemutihan (bleaching), serta pembentukan

lembaran pulp dengan mesin (pulp machine).

Proses pemutihan pulp atau disebut juga proses pengelantangan pulp

bertujuan untuk menghilangkan warna coklat pada pulp yang disebabkan oleh

lignin sebagai salah satu komponen penyusun kayu. Pada proses ini dilakukan

dengan menggunakan senyawa klor sebagai bahan pemutih. Banyak sedikitnya

klor yang digunakan pada proses ini akan mempengaruhi viskositas daripada pulp

yang dihasilkan. Penggunaan ClO2 yang berlebih menyebabkan degradasi selulosa

sehingga mengurangi kekuatan serat. Bahkan pada kondisi yang baik

kemungkinan masih terjadi penurunan kekuatan serat. Dengan demikian harus ada

hubungan antara bahan kimia pemutih yang digunakan dengan pulp yang akan

diputihkan. (Anonim. 2000)

Mengingat begitu pentingnya penentuan viskositas untuk mengetahui

kualitas pulp yang dihasilkan setelah proses pemutihan, maka penulis merasa

tertarik untuk menjadikan masalah ini sebagai pembahasan dalam Karya Ilmiah

dengan Judul “Penentuan Viskositas Pada Proses Pemutihan Pulp (Bleaching)

di PT.Toba Pulp Lestari,Tbk Sosor Ladang Porsea”.

1.2 Permasalahan

Viskositas merupakan salah satu variabel dasar pada proses

pengelantangan/pemutihan pulp. Pengujian atau penentuan viskositas dilakukan

(14)

permasalahan dalam pembahasan ini adalah apakah viskositas yang dihasilkan

telah sesuai dengan standar yang ditetapkan oleh industri.

1.3 Tujuan

1).Untuk mengetahui cara penentuan viskositas pada proses pulp sulfat di PT.

Toba Pulp Lestari, Tbk Sosor Ladang Porsea sehingga menghasilkan pulp dengan

kualitas yang sesuai dengan standar yang telah ditetapkan industri.

2).Untuk memperoleh/menghasilkan pulp yang sesuai dengan standar yang

ditetapkan dengan menggunakan bahan kimia pemutih yang sekecil-kecilnya.

1.4 Manfaat

1). Melalui penentuan viskositas dapat diketahui kekuatan serat yang dimiliki

oleh pulp serta hubungannya terhadap jumlah bahan pemutih yang diperlukan

untuk proses pengelantangan/pemutihan pulp.

2). Melalui penentuan viskositas dapat diketahui perbandingan kekuatan serat

yang dimiliki oleh pulp pada proses pemutihan pulp tahap pertama (D1) dan

(15)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Kayu

Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan

mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang yang dapat digunakan untuk

berbagai keperluan maksud manusia sesuai dengan kemajuan teknologi. Kayu

terdiri atas beberapa macam sel yang menyusun jaringan-jaringan, memiliki pola

tersendiri dalam hal bentuk, susunan serta pengaturannya di dalam kayu. Kayu

dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

1. Kayu daun lebar

2. Kayu daun jarum

Kayu daun lebar mempunyai struktur lebih lengkap daripada kayu daun

jarum, memiliki pori-pori (sel-sel pembuluh). Sedangkan kayu daun jarum tidak

memiliki pori-pori melainkan sel trakeida, yaitu sel yang berbentuk panjang

dengan ujung-ujung yang kecil sampai meruncing. Kayu daun jarum mempunyai

struktur yang lebih sederhana daripada kayu daun lebar. Pada kayu daun jarum,

jumlah jenis selnya lebih sedikit dan jumlah kombinasi bentuk-bentuk jaringannya

juga lebih sederhana. Jumlah jenis kayu daun jarum di Indonesia hanya sedikit

dibandingkan jenis kayu daun lebar. Yang termasuk kayu daun jarum yaitu: Pinus

atau Tusam, Agathis (Damar), Jamuju. Kayu daun lebar antara lain: Jati, Meranti,

(16)

Sifat-sifat Umum Kayu

Kayu berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbeda-beda.

Bahkan kayu yang berasal dari satu pohon memiliki sifat agak berbeda, jika

dibandingkan bagian ujung dan pangkalnya. Dalam hubungan itu maka ada

baiknya jika sifat-sifat kayu tersebut diketahui lebih dahulu, sebelum kayu

dipergunakan sebagai bahan bangunan, industri kayu maupun untuk pembuatan

perabot. Sifat yang dimaksud antara lain yang bersangkutan dengan sifat anatomi

kayu, sifat fisik, sifat mekanik dan sifat kimianya.

Sifat Fisik Kayu

Beberapa hal yang tergolong dalam sifat fisik kayu adalah berat jenis,

warna, higroskopik dan lain-lain.

a. Berat Jenis

Kayu memiliki berat jenis yang berbeda-beda. Makin berat kayu itu,

umumnya makin kuat juga kayunya. Semakin ringan suatu jenis kayu, akan

berkurang juga kekuatannya. Berat jenis ditentukan oleh tebal dinding sel,

kecilnya rongga sel yang membentuk pori. Umumnya berat jenis kayu ditentukan

berdasarkan berat kayu kering tanur atau kering udara dan volume kayu pada

posisi kadar air tersebut.

b. Warna

Warna sesuatu jenis kayu dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:

(17)

sesuatu jenis kayu bukanlah warna yang murni, tetapi warna campuran beberapa

jenis warna. Ada beraneka macam, antara lain warna kuning, coklat,

keputih-putihan, kehitam-hitaman dan lain sebagainya. Hal ini disebabkan oleh zat-zat

pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda.

c. Higroskopik

Kayu mempunyai sifat higroskopik yaitu, dapat menyerap atau melepaskan

air atau kelembaban. Makin lembab udara di sekitarnya akan makin tinggi pula

kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Dengan

masuknya air ke dalam kayu, maka berat kayu itu akan bertambah.

Sifat Kimia Kayu

Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti yang penting, karena

menentukan kegunaan sesuatu jenis kayu. Susunan kimia kayu digunakan sebagai

bahan pengenal ketahanan kayu terhadap serangan makhluk perusak kayu.Selain

itu dapat pula menentukan pengerjaan dan pengolahan kayu, sehingga didapat

hasil yang maksimal. Umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu daun

jarum terdiri dari 3 unsur:

- unsur karbohidrat terdiri dari selulosa

- unsur non-karbohidrat terdiri dari lignin

- unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan

dinamakan zat ekstraktif.

Distribusi komponen kimia tersebut di dalam dinding sel kayu tidak merata.

Komposisi unsur-unsur kimia dalam kayu adalah:

(18)

Deswenty Sinaga : Penentuan Viskositas Pada Proses Pemutihan Pulp (Bleaching) Di PT. Toba Pulp Lestari,

2.3 Bahan Baku Pembuatan Pulp

Bahan baku yang digunakan untuk membuat pulp ialah bahan-bahan yang

mengandung banyak selulosa seperti bambu, kayu, jerami, merang, dan lain-lain.

Jenis kayu yang banyak digunakan dalam pembuatan pulp adalah:

- Kayu lunak (softwood), adalah kayu dari tumbuhan konifer contohnya pohon

pinus.

- Kayu keras (hardwood), adalah kayu dari tumbuhan yang menggugurkan

daunnya setiap tahun.

Kayu lunak yang memiliki panjang dan kekasaran lebih besar digunakan

untuk memberi kekuatan pada kertas. Kayu keras lebih halus dan kompak

sehingga menghasilkan permukaan kertas yang halus. Kayu keras juga lebih

mudah diputihkan hingga warnanya lebih terang karena memiliki lebih sedikit

lignin. Kertas umumnya tersusun atas campuran kayu keras dan kayu lunak untuk

mencapai kekuatan dan permukaan cetak yang diinginkan pembeli.

Tabel 2.3. Karakteristik serat dari kayu lunak dan kayu keras

Kayu lunak Kandungan (%) Kayu keras Kandungan (%)

(19)

2.4 Komponen Kimia Kayu

Komponen kimia kayu sangat bervariasi, karena dipengaruhi oleh faktor

tempat tumbuh, iklim dan letaknya di dalam batang atau cabang. Sepanjang

menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara

komponen-komponen makromolekul utama dinding sel selulosa, 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. Perbandingan dan komposisi kimia lignin dan poliosa

berbeda pada kayu lunak dan kayu keras, sedangkan selulosa merupakan

komponen yang seragam pada semua kayu.

Tabel.2.4. Komponen kimia menurut golongan kayu

Komponen kimia Golongan kayu

Kayu daun lebar (%) Kayu daun jarum (%)

Selulosa 40 – 45 41 – 44

Lignin 18 – 33 28 – 32

Hemiselulosa 21 – 24 8 – 13

Zat ekstraktif 1 – 12 2,03

Abu 0,22 – 6 0,89

Sumber: Vademecum Kehutanan 1976

(Dumanauw,J.F. 1990)

(20)

Selulosa ialah suatu polimer yang mengandung unit-unit glukosa jenis

anomer yang membolehkan selulosa membentuk satu rantai yang sangat

panjang. Selulosa merupakan konstituen utama kayu. Kira-kira 40-45% bahan

kering dalam kebanyakan spesies kayu adalah selulosa, terutama terdapat dalam

dinding sel sekunder. Berat molekul selulosa sangat bervariasi (50.000-2,5 juta)

tergantung pada asal sampel. Selulosa merupakan polimer linier dengan unit-unit

dan ikatan-ikatan yang seragam. Ukuran rantai molekul lazim dinyatakan sebagai

derajat polimerisasi, yaitu hasil bagi dari berat molekul selulosa dengan berat

molekul satu unit glukosa.

Struktur Selulosa

Selulosa terdapat pada semua tanaman dari pohon bertingkat tinggi hingga

organisme primitif seperti rumput laut. Di dalam kayu, selulosa tidak hanya

disertai dengan poliosa dan lignin, tetapi juga terikat erat dengannya, dan

pemisahannya memerlukan perlakuan kimia yang intensif. Perlakuan kimia secara

intensif seperti pembuatan pulp dan pengelantangan,akan sangat menurunkan

harga derajat polimerisasi (DP).

Selulosa merupakan bahan dasar dari banyak produk teknologi (kertas, film,

serat, aditif, dan sebagainya) dan karena itu diisolasi terutama dari kayu dengan

(21)

kimia dalam pembuatan pulp, pada keadaan asam, netral atau alkalis, diperoleh

pulp dengan sifat-sifat yang berbeda. Untuk beberapa tujuan pulp harus

dimurnikan dengan proses tambahan pengelantangan.

2.4.2 Hemiselulosa

Di samping selulosa dalam kayu maupun dalam jaringan tanaman yang lain

terdapat sejumlah polisakarida yang disebut poliosa atau hemiselulosa.

Hemiselulosa berbeda dari selulosa karena komposisi berbagai unit gula, karena

rantai molekul yang lebih pendek, dan karena percabangan rantai molekul.

Selulosa merupakan homopolisakarida sedangkan hemiselulosa merupakan

heteropolisakarida.

Struktur Hemiselulosa

Seperti halnya selulosa kebanyakan hemiselulosa berfungsi sebagai bahan

pendukung dalam dinding-dinding sel. Hemiselulosa relatif mudah dihidrolisis

oleh asam menjadi komponen-komponen monomernya yang terdiri dari

D-glukosa, D-manosa, D-galaktosa, D-xilosa, arabinosa, dan sejumlah kecil

L-ramnosa di samping menjadi asam D-glukuronat, asam D-galakturonat.

Kebanyakan hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi hanya 200. Jumlah

(22)

(Sjostrom,E. 1995)

2.4.3 Lignin

Setelah selulosa, lignin merupakan zat organik polimer yang banyak dan

yang penting dalam dunia tumbuhan. Lignin adalah jaringan polimer fenolik tiga

dimensi yang berfungsi merekatkan serat selulosa sehingga menjadi kaku. Jumlah

lignin yang terdapat dalam tumbuhan yang berbeda sangat bervariasi. Dalam

kayu, kandungan lignin berkisar antara 20 hingga 40%. Kayu lunak normal

mengandung 26-32% lignin, sedangkan kandungan lignin kayu keras adalah

35-40%. Lignin yang terdapat dalam kayu keras sebagian larut selama hidrolisis

asam.

Struktur Lignin

Dalam kebanyakan penggunaan kayu, lignin digunakan sebagai bagian integral

kayu. Hanya dalam hal pembuatan pulp dan pengelantangan lignin dilepaskan dari

kayu dalam bentuk terdegradasi dan berubah, dan merupakan sumber karbon lebih

(23)

kimia dan energi. Pulping kimia dan proses pemutihan akan menghilangkan lignin

tanpa mengurangi serat selusosa secara signifikan. (Fengel,D. 1995)

2.4.4 Zat – zat Ekstraktif

Zat ekstraktif umumnya adalah zat yang mudah larut dalam pelarut seperti

eter, alkohol, bensin dan air. Banyaknya rata-rata 3 – 8% dari berat kayu kering

tanur. Termasuk di dalamnya minyak – minyakan , resin, lilin, lemak, tanin, gula,

pati dan zat warna. Zat ekstraktif tidak merupakan bagian struktur dinding sel,

tetapi terdapat dalam rongga sel. (Dumanauw,J.F. 1990)

2.5 Proses Pembuatan Pulp

Pulp adalah produk utama kayu, terutama digunakan untuk pembuatan

kertas, tetapi juga diproses menjadi berbagai turunan selulosa, seperti sutera rayon

dan selofan. Tujuan utama pembuatan pulp kayu adalah untuk melepaskan

serat-serat selulosa dari bahan baku. Ada 3 macam proses pembuatan pulp, yaitu:

1. Proses Mekanis

2. Proses semi-kimia

3. Proses Kimia

2.5.1 Proses Mekanis

Pada proses ini tidak menggunakan bahan-bahan kimia. Bahan baku

digiling dengan mesin sehingga selulosa terpisah dari zat-zat lain.

(24)

Proses pembuatan pulp secara semi-kimia pada dasarnya ditandai dengan

perlakuan kimia yang didahului dengan tahap penggilingan secara mekanik,

sehingga serat-serat selulosa mudah terpisah dan tidak rusak.

2.5.3 Proses Kimia

Pada proses ini, bahan baku dimasak dengan bahan kimia tertentu untuk

menghilangkan zat lain yang tidak perlu dari serat-serat selulosa. Dengan proses

ini, dapat diperoleh selulosa yang murni dan tidak rusak Berdasarkan larutan

pemasak yang digunakan, proses kimia dapat dibagi dua, yaitu:

- proses soda

- proses sulfat (kraft)

Dalam proses pulping secara kimiawi ditambahkan panas dan zat kimia pada

serpihan kayu yang dimasukkan ke dalam tabung bertekanan yang disebut

digester. Dalam larutan tersebut dimasukkan larutan pemasak:

- NaOH 7% untuk proses soda.

- NaOH, Na2S dan Na2CO3 untuk proses sulfat.

Pemasakan ini berguna untuk memisahkan selulosa dari zat-zat yang lain. Reaksi

sebenarnya rumit sekali, tetapi secara sederhana dapat ditulis :

Kayu laru tanpemasak→pulp (selulosa) + senyawa alkohol +

(25)

Pembuatan pulp dengan proses kraft menggunakan larutan putih (white

liquor), yaitu larutan campuran natrium hidroksida dan natrium sulfida yang

secara selektif akan melarutkan lignin dan membuatnya lebih larut dalam cairan

pengolah. Setelah 2-4 jam, campuran antara pulp, sisa zat kimia dan limbah kayu

dikeluarkan dari digester. Pulp kemudian dicuci untuk memisahkannya dari cairan

hitam (sisa zat kimia dan limbah). Larutan yang mengandung serat kayu terlarut

kemudian masuk ke digester dan dipanaskan. Larutan hasil pemanasan yang

berwarna hitam (black liquor) dipisahkan dari pulp (brownstock) setelah proses

pemanasan. Dalam batch digester, pulp (brownstock) diambil dari dasar digester

tabung untuk dilanjutkan dengan pencucian. Pada digester bersinambungan,

pencucian dilakukan di dalam digester untuk menghilangkan larutan lain dan

mendinginkan pulp. Kraft pulping adalah proses dengan hasil rendah yaitu hanya

45% dari kayu akan menjadi pulp yang dapat digunakan. Pulp atau disebut

brownstock pada tahap ini siap untuk diputihkan.

Reaksi kimia yang penting dalam pengolahan kembali sisa larutan tersebut adalah:

Na2SO4 + 2 C ———————————> Na2S + 2 CO2 (gas)

Na2CO3 + Ca(OH)2 ———————————> 2 NaOH + CaCO3

endapan putih

2.6 Proses Pemutihan

Proses pemutihan (bleaching) dapat dianggap sebagai suatu lanjutan proses

pemasakan yang dimaksudkan untuk memperbaiki brightness dan kemurnian dari

(26)

pewarna yang tersisa pada pulp. Metoda pemutihan dipilih berdasarkan atas

sifat-sifat yang dikehendaki, salah satu dari pengelantangan secara delignify.

Pengelantangan secara delignify dilakukan dengan menggunakan bahan kimia

klorin (klorin, hipoklorit, dan klorin dioksida) serta alkali. Tujuan utama proses

pengelantangan secara umum adalah sebagai berikut:

1. Memperbaiki brightness

2. Memperbaiki kemurnian

3. Degradasi serat selulosa seminimum mungkin

Prinsip proses pemutihan adalah mereaksikan lignin dengan bahan pemutih.

Lignin sangat reaktif yang berarti bahwa lignin mudah dipengaruhi oleh bahan

pemutih yang digunakan. Kemudian molekul lignin terurai menjadi

partikel-partikel yang lebih kecil, yang larut dalam air, dan dapat dihilangkan dari pulp.

Dissolving Pulp (DKP) merupakan suatu pulp yang diproses secara khusus yang

digunakan dalam pabrik serat rayon, diputihkan dengan tujuan khusus, termasuk

pengendalian viskositasnya dan pengurangan abu dan zat-zat pengotor lainnya.

(Sirait,S. 2003)

2.6.1 Bahan Kimia Proses Pemutihan

1. Klorin (Cl2)

Klorin merupakan bahan kimia yang paling cocok untuk mengubah banyak

lignin dan bahan-bahan yang bukan selulosa di dalam pulp yang larut, di samping

(27)

kehijauan, bersifat racun serta klorin yang lembab (basah) sangat korosif terhadap

kebanyakan logam.

Klorinasi mengubah warna dan sifat-sifat dasar yang dimiliki oleh pulp dan

membuat lignin serta resin makin larut di dalam air dan kaustik encer. Pada tahap

klorinasi, lignin diklorinasi menjadi klorolignin sehingga terjadi proses

delignifikasi. Klorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan substitusi. Reaksi

ini mengeluarkan lignin dan beberapa akan larut dalam tahap klorinasi. Reaksinya

adalah sebagai berikut:

Substitusi:

Cl2 + (Lignin) (Lignin) – Cl + HCl

Oksidasi:

Cl2 + (Lignin) Lignin teroksidasi + 2 HCl

Kebanyakan lignin yang terklorinasi dan teroksidasi akan larut di dalam tahap

ekstraksi selanjutnya setelah hidrolisa dengan pembentukan Natrium Phenolat.

2. Natrium Hidroksida (NaOH)

Pada saat klorin bereaksi dengan lignin, sebagian besar saja yang dihasilkan

larut dengan air, karena klorinat lignin sangat mudah larut dalam larutan alkali,

perlakuan alkali menyusul setelah proses klorinasi. Natrium Hidroksida

merupakan salah satu alkali kuat. Pada proses pemutihan biasanya digunakan

alkali encer dengan konsentrasi kira-kira 120 gram/liter.

(28)

Gas O2 digunakan sebagai suatu zat pemutih bersama-sama dengan alkali

pada tahap ekstraksi. Gas O2 memperkuat sifat-sifat pulp yang diputihkan. Hal ini

mungkin membuat berkurangnya emisi yang dapat mengganggu terhadap

lingkungan. Pengaruh penambahan O2 mencerminkan terhadap penghematan

klorin dioksida pada tahap selanjutnya.

4. Natrium Hipoklorit (NaOCl)

Hipoklorit adalah persenyawaan klorin yang pertama digunakan untuk

proses pemutihan (biasanya disebut “hypo”). Senyawa ini merupakan yang sangat

tidak stabil dan cenderung terurai yang meningkat dengan kenaikan konsentrasi

dan temperatur serta berkurangnya sifat alkali.

Tujuan utama perlakuan dengan menggunakan hipoklorit adalah untuk

meningkatkan brightness pada pulp. Ini dicapai dengan tindakan oksidasi dari

hipoklorit pada lignin dan bahan-bahan berwarna yang lain yang terdapat pada

pulp dengan cara mengubahnya menjadi tak berwarna. Bagaimanapun, reaksi ini

sangat serius merusak serat selulosa kecuali bila kondisi-kondisi operasi seperti

pH, temperatur, waktu tinggal dan jumlah hipoklorit yang digunakan dikendalikan

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

pulp yang dikehendaki (kendali viskositas).

5. Klorin Dioksida (ClO2)

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

pemutihan umumnya dengan cara oksidasi terhadap lignin dan bahan-bahan

berwarna yang lainnya. Ini digunakan untuk memutihkan pulp yang berkualitas

sebab ini memiliki keunikan yang sanggup mengoksidasi bahan yang bukan

selulosa yang minimum. Pada bleaching plant klorin dioksida digunakan sebagai

(29)

(Anonim. 2000)

2.6.2 Tahap Pemutihan

Proses bleaching dilakukan dalam beberapa tahap dengan tujuan

menghilangkan lignin tanpa merusak selulosa. Dalam industri kertas terdapat

beberapa tahap dalam proses pemutihan. Masing-masing tahapan dijabarkan di

bawah ini.

C : tahap klorinasi, menggunakan C12 dalam media asam

E : Ekstraksi Alkali, untuk melarutkan hasil degradasi lignin yang terbentuk pada

tahap sebelumnya dengan larutan NaOH.

D : Klorin dioksida, mereaksikan ClO2 dengan pulp pada kondisi asam

O : Oksigen, digunakan pada tekanan tinggi dan suasana basa

H : Hipoklorit, mereaksikan NaClO dalam media basa

P : Peroksida, reaksi dengan hidrogen peroksida (H2O2) dalam kondisi basa

Proses bleaching biasanya melibatkan 4-6 tahap. Standar industri hingga beberapa

tahun lalu adalah bleaching dengan urutan CEDED yaitu tahap klorinasi yang

diikuti ekstraksi alkali, pengolahan dengan klorin dioksida, ekstraksi alkali dan

pengolahan akhir klorin dioksida. Proses yang lebih modern telah beralih dari

penggunaan klorin (C-stage) karena menghasilkan senyawa toksik aromatik

terklorinasi (dioksin dan dibenzofurans) dalam efluen instalasi bleaching,

contohnya menerapkan urutan OXED yaitu menggunakan pemutih oksigen yang

(30)

Tahapan dalam bleaching disimbolkan dengan DED dimana D

melambangkan klorin dioksida (ClO2) dan E melambangkan ekstraksi alkali.

Dalam tahap ini, brownstock dicampur dengan ClO2 dalam reaktor D1 yang akan

bereaksi dengan lignin. Pencucian mengikuti tahap ini untuk menghilangkan

senyawa lignin yang berikatan dengan klor dari bubur kayu. NaOH ditambahkan

pada aliran pulp dalam menara E dan diikuti dengan pencucian. Ekstraksi

berfungsi untuk menetralisasi pulp dan memperbaiki proses pencucian

sebelumnya. Menara D2 adalah tahap akhir dari proses bleaching dimana ClO2

memberikan pemutihan terakhir pada pulp. Klorin biasanya diperoleh melalui

proses elektrolisis dari NaCl yang menghasilkan Cl2 dan NaOH. NaOH yang

dihasilkan dapat digunakan pada tahap E. Reaksi kimia elektrolisis dari NaCl

diuraikan berikut ini:

2 NaCl + e- ====> 2 NaOH +

Cl

2

Klorin dioksida diperoleh dari natrium klorat dengan katalis asam sulfit. Produk

lainnya adalah Na2SO4 yang dapat digunakan dalam proses kraft pulping.

Reaksinya diuraikan berikut ini:

2NaClO3 + SO2 ====> 2 ClO2 + Na2SO4

2.7 Viskositas

Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau

fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan

(31)

mengalirnya suatu cairan. Viskositas (kekentalan) cairan akan menimbulkan

gesekan antara bagian-bagian atau lapisan-lapisan cairan yang bergerak satu

terhadap yang lain.

Dalam fluida ideal (fluida tidak kental) tidak ada kekentalan yang

menghambat lapisan-lapisan cairan ketika bergeser satu di atas lainnya. Dalam

suatu pipa dengan luas penampang yang sama, setiap lapisan bergerak dengan

kecepatan yang sama. Pada fluida kental, antara lapisan-lapisan cairan mengalami

gesekan, sehingga kecepatan aliran tidak seluruhnya sama. Pada bagian tengah di

sekitar sumbu cairan mengalir lebih cepat karena lebih leluasa. Sebaliknya di

sekitar dinding pipa cairan mengalir lebih lambat, bahkan yang melekat pada

dinding sama sekali tidak bergerak.

Secara umum, viskositas cairan dapat ditentukan dengan dua metode, yaitu:

a). Viskometer Ostwald

Metode ini ditentukan berdasarkan hukum Poiseuille menggunakan alat

Viskometer Ostwald. Penetapannya dilakukan dengan jalan mengukur waktu yang

diperlukan untuk mengalirnya cairan dalam pipa kapiler dari atas ke bawah.

Sejumlah cairan yang akan diukur viskositasnya dimasukkan ke dalam viskometer

yang diletakkan pada termostat. Cairan kemudian diisap dengan pompa ke dalam

bola sampai di atas tanda garis atas. Cairan dibiarkan mengalir ke bawah dan

waktu yang diperlukan dari batas atas ke batas bawah dicatat menggunakan

stopwatch.

(32)

Viskositas cairan dapat ditentukan dengan metode bola jatuh berdasarkan

hukum Stokes. Penetapannya diperlukan bola kelereng dari logam dan alat gelas

silinder berupa tabung. Bola kelereng dengan rapatan d dan jari-jari r dijatuhkan

ke dalam tabung berisi cairan yang akan ditentukan viskositasnya. Waktu yang

diperlukan bola untuk jatuh melalui cairan dengan tinggi tertentu kemudian

dicatat dengan stopwatch.

Faktor - Faktor yang Mempengaruhi Viskositas

Setiap fluida mempunyai viskositas yang berbeda-beda yang harganya

bergantung pada jenis cairan dan suhu. Cairan mempunyai viskositas lebih besar

daripada gas, karena mempunyai gaya gesek untuk mengalir lebih besar. Pada

kebanyakan cairan viskositasnya turun dengan naiknya suhu. Sebaliknya

viskositas akan naik dengan turunnya suhu.

Viskositas cairan naik dengan bertambahnya tekanan. Sebaliknya viskositas

cairan turun dengan berkurangnya tekanan. Untuk larutan viskositasnya

bergantung pada konsentrasi atau kepekatan larutan. Umumnya larutan yang

konsentrasinya tinggi, viskositasnya juga tinggi. Sebaliknya larutan yang

(33)

BAB 3

METODOLOGI

3.1 Metodologi Percobaan

- Pengambilan sampel dilakukan pada pukul 09.00; 11.00 dan 13.00 WIB.

- Analisis dilakukan pada tanggal 11 Februari 2008 sampai dengan 17 Februari

2008.

- Penentuan viskositas pulp dilakukan dengan menggunakan alat viskometer.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

- Oven

- Neraca Analitis

- Viskometer Ostwald

(34)

- Desikator

- Buret Digital

- Alat Penyaring (30-40 mesh)

- Stopwatch

- Shaker

- Vakum sheet

- Corong Buchner

- Bola Karet

- Erlenmeyer viskositas 250 ml

- Termometer 100oC

- Peralatan gelas

- Lampu Infra Red

3.2.2 Bahan

- Air demineralisasi

- Larutan CED (Cupri Ethylen Diamine)

- Etanol

3.3 Prosedur Kerja

3.3.1 Cara kerja penyediaan sampel

- Disobek (dikoyak) sekitar 5-7 gram dari lembar sampel pulp dari washer 4

(konsistensinya 0,5%)

- Semua sampel disintegrasi dalam disintegrator dengan menggunakan 200

rpm (putaran per menit)

(35)

- Dibuat lembaran tipis kecil/hand sheet dengan menggunakan buchner

funnel dengan kertas saring setelah pemotongan per diameter buchner

funnel

- Dikeringkan dengan menggunakan lampu Infra Red

3.3.2 Penentuan Viskositas

- Ditentukan kadar air dari lembar sampel yang disediakan dengan

mengeringkan dari ½ lembaran pulp

- Ditimbang sampel pulp sama dengan 0,125 gram berat kering pulp

- Diletakkan sampel dalam tabung dissolving/pelarut dan ditambahkan 12,5

ml air destilat dengan menggunakan buret dan beberapa potongan copper

wire, dikocok dengan perlahan sekitar 30 detik

- Ditambahkan sekitar 12,5 ml larutan Cupri Ethylen Diamine (CED)

- Dilanjutkan mengocok untuk 15 menit berikutnya

- Diisi viskometer dengan mencelupkan ujung viskometer yang berdiameter

ke dalam larutan dan ditarik liquid ke dalam instrument dengan

menggunakan sedotan ke ujung yang lainnya

- Ditarik level liquid ke tanda goresan yang kedua kemudian dibersihkan

dan dikembalikan viskometer ke posisi vertikalnya masing-masing

- Ditempatkan viskometer pada temperatur bath yang tetap 25,0oC ± 0,1oC

dan dibiarkan selama 5 menit untuk menstabilkan temperatur viskometer

- Ditarik larutan ke dalam measuring leg dari viskometer dengan sebuah

(36)

- Ditentukan waktu alir dengan menarik liquid ke tanda bagian atas dan

diukur waktu yang dibutuhkan untuk melewati miniskus antara kedua

tanda tersebut

- Diukur waktu alir dari tanda garis atas ke tanda garis bawah

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Praktek

Tabel. 4.1 Data analisa tanggal 11-17 Februari 2008

No Tanggal Waktu

analisa

Viskositas

rata-rata

D1 D2 D1 D2

1. 11-02-08 09.00

11.00

13,7 14,2

13,2 13,0

(37)

Deswenty Sinaga : Penentuan Viskositas Pada Proses Pemutihan Pulp (Bleaching) Di PT. Toba Pulp Lestari,

D1 : Pemutihan pulp tahap pertama

D2 : Pemutihan pulp tahap kedua

4.2 Pembahasan

Berdasarkan data analisis maka diperoleh nilai viskositas dengan

menggunakan perhitungan sebagai berikut:

D

(38)

Misalkan diketahui;

Konstanta viskometer (C) = 0,0125

Waktu alir (T) = 567 sekon

Maka viskositasnya dapat dihitung sebagai berikut:

D

Untuk perhitungan yang lain dapat dihitung dengan cara yang sama dan

hasilnya diperoleh seperti pada tabel 4.1.

Dari hasil analisis yang dilakukan dapat dinyatakan bahwa viskositas dari

pulp sulfat (kraft) setelah diputihkan pada proses pengelantangan (bleaching)

telah memenuhi standar yang telah ditetapkan yaitu 11-14 untuk kertas A2 dan

16-18 untuk kertas A4. Dimana pada data analisis diperoleh viskositas pada D1

yaitu 13-16 sedangkan viskositas pada D2 yaitu 12-14. Dalam penentuan

viskositas bertujuan untuk mengetahui kekuatan serat yang dimiliki oleh pulp

setelah diputihkan. Viskositas daripada pulp dapat dipengaruhi berbagai faktor

salah satu diantaranya adalah konsentrasi dari bahan pemutih yang digunakan.

Pemakaian bahan pemutih yang terlalu sedikit akan menyebabkan pulp

berwarna gelap (kurang cerah). Sebaliknya bila konsentrasi bahan pemutih yang

berlebihan akan berpengaruh terhadap kekuatan serat pulp yang dihasilkan.

Penggunaan bahan kimia pemutih (ClO2) yang berlebih menyebabkan degradasi

selulosa sehingga mengurangi kekuatan serat. Bahkan pada kondisi yang baik

(39)

banyaknya bahan pemutih yang digunakan berbanding terbalik dengan kekuatan

serat pulp (viskositas pulp). Oleh karena itu bahan pemutih yang digunakan,

diusahakan sekecil mungkin untuk mendapatkan viskositas yang tinggi serta

derajat keputihan (brightness) yang dimiliki pulp tinggi.

Reaksi lignin selama pembuatan pulp merupakan reaksi yang sangat

kompleks dan belum diketahui secara pasti. Para ahli menduga degradasi

karbohidrat juga merupakan faktor penghambat utama dalam delignifikasi yang

dapat dicapai dalam penghilangan lignin. Hal ini terjadi terutama oleh perpecahan

acak molekul selulosayang menyebabkan berkurangnya rantai panjang selulosa.

Jika dibiarkan berlangsung pada titik tertentu, maka akan menyebabkan

menurunnya kekuatan pulp.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisis yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1. Hasil analisis viskositas dari pulp sulfat (kraft) pada D1 dan D2 pada proses

pemutihan pulp (bleaching) telah memenuhi standar yang ditetapkan.

(40)

11-Deswenty Sinaga : Penentuan Viskositas Pada Proses Pemutihan Pulp (Bleaching) Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2008.

14, dari data hasil analisis yang diperoleh untuk kertas A4 adalah 15,7-16,4

dan untuk kertas A2 adalah 12,9-14,1.

2. Dari hasil analisis yang diperoleh berdasarkan data dapat disimpulkan

bahwa viskositas pada D1 lebih besar daripada viskositas pada D2 , hal ini

disebabkan jumlah pemakaian bahan pemutih (ClO2) yang semakin besar.

5.2 Saran

Perlu dilakukan metode lain dalam penentuan viskositas pulp selain dengan

metode Ostwald sehingga dapat dibandingkan metode mana yang lebih praktis

dan lebih tepat.

DAFTAR PUSTAKA

-Anonim. 2000. Bleaching Plant. Porsea: PT.Toba Pulp Lestari, Tbk. Training

and Development Centre.

-Dumanauw, J.F. 1990. Mengenal Kayu. Yogyakarta: Kanisius.

-Fengel, D. dan Wegener, G. 1995. Kimia Kayu Ultrastruktur Reaksi – Reaksi.

Terjemahan Hardjono Sastrohamidjojo. Yogyakarta: Gadjah Mada

(41)

-Sirait Suhunan. 2003. Bleaching. Toba Samosir: PT.Toba Pulp Lestari,

Training and Development Centre.

-Sjostrom, E. 1981. Kimia Kayu Dasar – Dasar dan Penggunaan. Terjemahan

-Hardjono Sastrohamidjojo. Yogyakarta: Gadjah Mada University.

-Yazid Estien. 2005. Kimia Fisika untuk Paramedis. Yogyakarta: Andi

Yogyakarta.

Diakses Jun 23, '07 10:15 AM