PENGARUH JUMLAH PEMAKAIAN AIR PENCUCI TERHADAP
KANDUNGAN SODIUM DALAM BUBUR PULP DI WASHER IV
PADA PROSES WASHING PULP DI
PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA
KARYA ILMIAH
RATRI KARMILANINGTYAS
072409029
PROGRAM STUDI D-3 KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMTIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH JUMLAH PEMAKAIAN AIR PENCUCI TERHADAP KANDUNGAN SODIUM DALAM BUBUR PULP DI WASHER IV PADA PROSES WASHING PULP DI PT. TOBA PULP LESTARI Tbk PORSEA
KARYA ILMIAH
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
RATRI KARMILANINGTYAS 072409029
PROGRAM STUDI DIPLOMA-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PENGARUH JUMLAH PEMAKAIAN AIR PENCUCI
TERHADAP KANDUNGAN SODIUM DALAM BUBUR PULP DI WASHER IV PADA PROSES WASHING PULP DI PT. TOBA PULP LESTARI Tbk PORSEA
Kategori : KARYA ILMIAH
Nama : RATRI KARMILANINGTYAS
Nomor Induk Mahasiswa : 072409029
Program Studi : DIPLOMA-III KIMIA INDUSTRI
Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Medan, Juli 2010
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua, Dosen Pembimbing,
(DR. Rumondang Bulan,M.S) (Drs.Syamsul Bachri Lubis,M.Si)
PERNYATAAN
PENGARUH JUMLAH PEMAKAIAN AIR PENCUCI TERHADAP KANDUNGAN SODIUM DALAM BUBUR PULP DI WASHER IV
PADA PROSES WASHING PULP DI PT. TOBA PULP LESTARI Tbk 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, Juli 2010
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirabbil’alamin, puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Swt. yang Maha Pemurah lagi Maha Penyayang, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini yang berjudul “Pengaruh Jumlah Pemakaian Air Pencuci Terhadap Kandungan Sodium Dalam Bubur Pulp di Washer IV pada Proses Washing Pulp di PT. Toba Pulp Lestari Tbk Porsea”. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Jurusan Kimia Industri Universitas Sumatera Utara Medan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Kedua orang tua penulis Papa Muhammad Rusli dan Mama Widhyprihyati atas curahan kasih sayangnya dan selalu mendukung penulis baik berupa moril maupun materil, serta atas semua doa yang selalu dipanjatkan untuk penulis. 2. Bapak Drs.Syamsul Bahri Lubis,M.Sc selaku Dosen Pembimbing PKL yang
telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing penulis, memberikan panduan secara ringkas dan padat sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.
3. Ibu DR.Rumondang Bulan,MS selaku ketua Departemen Kimia yang telah membantu menyelesaikan karya ilmiah ini.
4. Seluruh dosen,staf dan karyawan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam khususnya Departemen Kimia.
5. Bapak Suhunan Sirait, Sudjadi dan seluruh staf dan karyawan PT. Toba Pulp Lestari Tbk Porsea yang telah memfasilitasi serta telah banyak memberikan informasi kepada penulis guna melengkapi data penunjang dalam karya ilmiah ini.
6. Mas Singgih Rusdhy Susetyo,SE dan adik Bagus Imam Rusdhy yang telah membantu kekurangan penulis.
7. Abangda Muhammad Ridwan Harahap,Ssi atas perhatian dan kasih sayangnya serta selalu memberikan motivasi dan inspirasi kepada penulis agar tetap semangat belajar untuk mencapai cita-cita.
8. Kepada sahabat penulis Indah Lestari Rahman, Sari Wulan dan Julia Wansiska sekaligus teman satu partner PKL, terima kasih atas dukungan, bantuan dan kerjasamanya dalam menyelesaikan karya ilmiah ini, serta telah memberikan hari-hari yang spesial selama masa perkuliahan.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Karena dari itu dengan kerendahan hati, penulis sangat mengharapkan masukan berupa kritikan maupun saran dari pembaca yang bersifat membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu demi terselesaikannya tugas akhir ini. Semoga Allah Swt. membalas kebaikannya. Harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juli 2010 Penulis,
PENGARUH JUMLAH PEMAKAIAN AIR PENCUCI TERHADAP KANDUNGAN SODIUM DALAM BUBUR PULP DI WASHER IV
PADA PROSES WASHING PULP DI PT. TOBA PULP LESTARI. Tbk PORSEA
ABSTRAK
Pulp merupakan hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat melalui berbagai proses pembuatannya. Dalam pembuatan pulp dengan proses kraft, chip dimasak dalam bejana dengan menggunakan cairan pemasak NaOH dan Na2S dengan perbandingan 4:1. Setelah
THE EFFECT OF AMOUNT USING THE WASHING WATER TO THE SODIUM IN PULP MATERIAL IN WASHER IV ON WASHING PROCESS IN
PT. TOBA PULP LESTARI. Tbk PORSEA
ABSTRACT
Pulp is made of the process of separation from some fiber materials through all of it’s process. In it’s process, pulp is made of by doing the kraft process, chip is cooked in the vessel with the cooking liquid NaOH and Na2S with the comparison of 4:1. After the
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR LAMPIRAN ix
BAB 1 PENDAHULUAN 1
2.1.1 Pengertian Kayu 4
2.1.2 Sifat-Sifat Umum Kayu 5
2.2 Kadar Air Kayu 6
2.3 Komponen Kimia Kayu 7
2.4 Metode Pembuatan Pulp 10
2.5 Natrium Sulfida 14
2.6 Air Secara Umum 14
2.7 Titrasi Asidimetri-Alkalimetri 15
2.8 Pencucian 15
2.9 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Pencucian 17
BAB 3 METODOLOGI 19
3.1 Bahan 19
3.2 Alat 19
3.3 Prosedur 20
3.3.1 Cara Kerja Proses Washing Pulp 20 3.3.2 Cara Kerja Proses Screening Pulp 22 3.3.3 Cara Kerja Pengambilan Sampel 22 3.3.4 Cara Kerja Analisa Kandungan Sodium 23 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 24
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Karakteristik Serat dari Kayu Lunak dan Kayu Keras 6
Tabel 2.2 Proses Pembuatan Pulp 13
Tabel 4.1 Data Pengamatan Lapangan 24
PENGARUH JUMLAH PEMAKAIAN AIR PENCUCI TERHADAP KANDUNGAN SODIUM DALAM BUBUR PULP DI WASHER IV
PADA PROSES WASHING PULP DI PT. TOBA PULP LESTARI. Tbk PORSEA
ABSTRAK
Pulp merupakan hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat melalui berbagai proses pembuatannya. Dalam pembuatan pulp dengan proses kraft, chip dimasak dalam bejana dengan menggunakan cairan pemasak NaOH dan Na2S dengan perbandingan 4:1. Setelah
THE EFFECT OF AMOUNT USING THE WASHING WATER TO THE SODIUM IN PULP MATERIAL IN WASHER IV ON WASHING PROCESS IN
PT. TOBA PULP LESTARI. Tbk PORSEA
ABSTRACT
Pulp is made of the process of separation from some fiber materials through all of it’s process. In it’s process, pulp is made of by doing the kraft process, chip is cooked in the vessel with the cooking liquid NaOH and Na2S with the comparison of 4:1. After the
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang kaya akan sumber daya alam. Kekayaan berupa hutan telah dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya. Hal ini terbukti dengan banyaknya industri yang memanfaatkan pohon-pohon kayu sebagai bahan baku. Salah satunya adalah PT.Toba Pulp Lestari,Tbk yang terdapat di desa Sosor Ladang Kecamatan Porsea Kabupaten Toba Samosir Sumatera Utara. Industri ini memanfaatkan kayu sebagai bahan baku yang akan diolah menjadi pulp ( bubur kertas ), yang kemudian akan di pasarkan guna di olah menjadi bahan baku pembuatan kertas. Dengan kata lain, PT.Toba Pulp Lestari, Tbk mempunyai hasil akhir produksi berupa pulp.
Kayu yang merupakan bahan baku pembuatan pulp mengandung senyawa-senyawa yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, lignin dan zat-zat ekstraktif. Jenis kayu yang biasa digunakan adalah pinus merkusi dan eukalyptus karena mempunyai serat yang panjang. Namun, PT.Toba Pulp Lestari, Tbk menggunakan Mix Hard Wood (kayu sembarang) sebagai bahan bakunya.
Komposisi utama dari pulp adalah selulosa dan hemiselulosa, sehingga mutu pulp tergantung pada tinggi rendahnya kandungan selulosa sedangkan lignin merupakan kotoran pada proses pembuatan pulp yang harus dihilangkan.
Proses pembuatan pulp dilanjutkan dengan proses kraft atau sering dikenal sebagai proses sulfat, dimana pada proses ini menggunakan zat alkali aktif yaitu Na2S dan NaOH
sebagai cairan pemasak.
Kayu yang telah dimasak dengan menggunakan cairan pemasak kemudian dicuci dengan menggunakan air guna menghilangkan sisa cairan pemasak yang dikenal dengan istilah lindi hitam (black liquor).
Proses pencucian di washing plant harus dilakukan seefisien mungkin dengan menggunakan air pencuci seminimal mungkin. Penggunaan air sebagai pencuci ini berfungsi untuk menghilangkan lindi hitam ( black liquor ) tersebut, dimana lindi hitam terdiri dari zat-zat kimia yang dipakai sebagai cairan pemasak yang mengandung Na2S,
NaOH, lignin serta zat padat kayu lainnya yang larut dalam lindi tersebut.
1.2Permasalahan
Washing plant merupakan salah satu bagian yang penting dalam proses pembuatan pulp. Proses pencucian berjalan lambat dan tidak efisien jika masih terlalu banyak lindi hitam yang terkandung pada bubur pulp. Pemakaian air yang terlalu banyak akan mempengaruhi % solid, namun jika pemakaian air terlalu sedikit akan mengakibatkan banyaknya sodium yang terikut pada bubur pulp. Berdasarkan permasalahan diatas maka judul untuk karya ilmiah ini adalah “PENGARUH JUMLAH PEMAKAIAN AIR PENCUCI TERHADAP KANDUNGAN SODIUM DALAM BUBUR PULP DI
WASHER IV PADA PROSES WASHING PULP DI PT TOBA PULP LESTARI
1.3 Tujuan
1. Untuk mengetahui pengaruh jumlah air pencuci terhadap sodium dalam bubur pulp.
2. Untuk mengetahui pengaruh kandungan sodium yang terdapat dalam bubur pulp.
1.4 Manfaat
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
2.1.1 Pengertian Kayu
Kayu adalah bagian keras tanaman yang digolongkan kepada pohon dan semak belukar. Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat sekaligus yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pengertian kayu disini ialah sesuatu bahan-bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut, setelah diperhitungkan bagian-bagian mana yang lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan. Baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar.(Dumanauw,J.F.,1993)
Selama periode prasejarah dan sesudahnya kayu tidak saja digunakan untuk bahan bangunan tetapi juga semakin penting sebagai bahan mentah kimia untuk pembuatan arang ( digunakan dalam peleburan besi ), ter dan getah ( digunakan untuk mengawetkan dan melapisi lambung kapal ), dan kalium ( digunakan dalam pembuatan gelas dan sebagai bahan pemucat kain dan tekstil kapas ).
papan serat, kayu telah menjadi bahan bangunan berharga. Disamping itu kayu merupakan bahan dasar pulp dan kertas, serat, film, aditif dan banyak produk – produk lainnya.( Fengel,D dan Wegener,G.,1995 )
2.1.2 Sifat-sifat Umum Kayu
Kayu berasal dari berbagai jenis pohon yang memiliki sifat-sifat yang berbeda-beda. Bahkan kayu yang berasal dari satu pohon memiliki sifat yang agak berbeda, jika dibandingkan bagian ujung dan pangkalnya. Namun, ada beberapa sifat yang umum yang terdapat pada semua kayu, yaitu :
a. Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam-macam dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa-senyawa kimia berupa selulosa dan hemiselulosa (unsur karbohidrat) serta berupa lignin (non-karbohidrat).
b. Semua kayu bersifat anisotropik, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang berlainan jika diuji melalui tiga arah utamanya.
c. Kayu merupakan suatu bahan yang bersifat higroskopik, yaitu dapat kehilangan atau bertambah kelembabannya akibat perubahan kelembaban dan suhu udara disekitarnya.
d. Kayu dapat diserang makhluk hidup perusak kayu, dapat juga terbakar, terutama jika kayu dalam keadaan kering. (Dumanauw,J.F.,1993)
1. Kayu Lunak (soft wood), merupakan kayu dari tumbuhan konifer, contohnya pohon pinus. Kayu lunak memiliki panjang dan kekerasan lebih besar yang digunakan untuk memberi kekuatan pada kertas.
2. Kayu keras (hard wood), merupakan kayu yang berasal dari tumbuhan yang menggugurkan daunnya setiap tahun. Kayu keras lebih halus dan kompak sehingga menghasilkan permukaan kertas yang halus. Selain itu kayu keras lebih mudah diputihkan hingga warnanya lebih terang karena memiliki sedikit lignin. Tabel 2.1 Karakteristik Serat dari Kayu Lunak dan Kayu Keras
Karakter Kayu Lunak Kayu Keras
Kandungan Selulosa 42 % 45 %
Kandungan Lignin 28 % 20 %
Kandungan Ekstraktif 3 % 5 %
Panjang Serat 2 – 6 mm 0,6 – 1,5 mm
Kekerasan 15 – 35 mg/mm 5 – 10 mg/mm
2.2 Kadar Air Kayu
Kayu bersifat higroskopis, artinya kayu memiliki daya tarik terhadap air, baik dalam bentuk uap maupun cairan. Kemampuan kayu untuk menghisap atau mengeluarkan air tergantung pada suhu dan kelembaban udara disekelilingnya. Sehingga banyaknya air dalam kayu selalu berubah-ubah menurut keadaan udara/atmosfer sekelilingnya. Semua sifat fisika kayu sangat dipengaruhi oleh perubahan kadar air kayu.
oleh molekul – molekul air, tetapi ketika pengeringan terjadi kolompok – kelompok ini bergerak saling mendekat, mengakibatkan pembentukan ikatan – ikatan selulosa ke selulosa menjadi lemah.
2.3 Komponen Kimia Dari Kayu
Komponen kimia kayu di dalam kayu mempunyai arti penting, karena menentukan kegunaan suatu kayu. Pada umumnya, komponen kimia kayu terdiri dari 3 unsur :
a. Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselulosa. b. Unsur non-karbohidrat terdiri dari lignin.
c. Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan yang dinamakan zat ekstraktif.
Distribusi komponen kimia kayu tersebut dalam dinding sel kayu tidak merata. Kadar selulosa dan hemiselulosa banyak terdapat dalam dinding skunder. Sedangkan lignin banyak terdapat dalam dinding primer dan lamela tengah. Zat ekstraktif terdapat di luar dinding sel kayu.
Komposisi unsur-unsur kimia kayu adalah : a. Karbon 50 %
b. Hidrogen 6 %
(http://noviantoblog.blogspot.com/2009/06/sifat-kimia-kayu-1.html)
1. Selulosa
Selulosa merupakan konstituen utama kayu. Kira-kira 40 – 45 % bahan kering dalam kebanyakan spesies kayu adalah selulosa, terutama terdapat dalam dinding sel skunder. Bahan dasar selulosa dalah glukosa dengan rumus C6H12O6. Molekul-molekul
glukosa disambung menjadi molekul – molekul besar, panjang dan berbentuk rantai dalam susunan menjadi selulosa. Selulosa merupakan bahan dasar yang penting bagi industri – industri yang memakai selulosa sebagai bahan bakunya, misalnya pabrik kertas, pabrik sutera tiruan dan sebagainya.
Selulosa dibuat langsung dari unit – unit glukosa. Sebagai langkah pertama dari proses tersebut, pohon mengangkut glukosa ke pusat – pusat pengolahan yang terletak pada pucuk – pucuk cabang dan akar ( meristem ujung ) dan ke lapisan kambium yang menyelubungi batang utama, cabang dan akar. Kemudian dalam suatu proses yang kompleks, glukosa mengalami midifikasi secara kimia dengan dipindahkannya satu molekul air dari setiap unit dan terbentuklah suatu anhidrid glukosa : C6H12O6 ( glukosa )
– H2O = C6H10O5 ( anhidrid glukosa ). Unit – unit anhidrid glukosa kemudian saling
bersambungan ujung – ujungnya membentuk polimer berantai panjang yaitu selulosa ( C6H10O5 )n dengan n ( derajat polimerisasi ) sama dengan 500 – 10000.
2. Hemiselulosa
dan manosa dan gula – gula dengan 5 karbon seperti xilosa dan arabinosa juga diproduksi di dalam daun. Gula – gula ini dan gula – gula yang lain, bersama-sama dengan glukosa, dipergunakan untuk mensintesiskan polimer – polimer dengan berat molekul yang relatif rendah yang disebut hemiselulosa. Sebagian besar hemiselulosa merupakan polimer – polimer dengan rantai bercabang, berbeda dengan polimer selulosa yang berantai lurus.
Selama pembuatan pulp, hemiselulosa bereaksi dengan larutan pemasak dibandingkan dengan selulosa. Hemiselulosa bersifat hidrofibril (mudah menyerap air) yang mengakibatkan strukturnya kurang teratur. Kadar hemiselulosa dalam pulp jauh lebih kecil dibandingkan dengan serat asal, karena selama pemasakan hemiselulosa bereaksi dengan bahan pemasak dan lebih mudah terlarut daripada selulosa.
3. Lignin
Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi. Meskipun tersusun atas karbon, hidrogen dan oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat dan bahkan tidak ada hubungannya dengan golongan senyawa tersebut. Lignin sangat stabil, sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang bermacam – macam, karenanya susunan lignin yang pasti di dalam kayu tetap tidak menentu.
Lignin terdapat diantara sel – sel dan di dalam dinding sel. Di antara sel – sel, lignin berfungsi sebagai perekat untuk mengikat sel – sel bersama. Dalam dinding sel, lignin sangat erat hubungannya dengan selulosa dan berfungsi untuk memberikan ketegaran pada sel.
lignin akan menjadi kuning. Karenanya kertas koran yang terbuat dari serat – serat yang diperoleh secara mekanis dengan lignin yang belum dipisahkan, tidak berumur panjang karena kecenderungannya menjadi kuning. Kertas koran juga kasar, massanya besar dan kekuatannya rendah karena serat – seratnya yang kaku memiliki ikatan antar serat yang lemah. ( Haygreen,J.G.,1996 )
Lignin muncul dalam limbah cairan dalam bentuk yang sudah agak berubah sebagai hasil dari ikutan dalam proses pembuatan pulp. Apabila cairan ini dimanfaatkan, hasil – hasil ikutan yang berupa bahan organik ini merupakan sumber penting bagi enerji atau bahan baku penggunaan kimia lebih lanjut. Teknologi yang memanfaatkan lignin adalah sangat penting, karena lebih dari 50 juta ton lignin dihasilkan diseluruh dunia setiap tahunnya.( Steinlin,H.,1988 )
4. Zat Ekstraktif
Kayu juga mengandung sejumlah kecil beberapa bahan lain yang disebut zat ekstraktif (getah kayu). Istilah ekstraktif kayu meliputi sejumlah besar senyawa yang berbeda yang dapat diekstraksi dari kayu dengan menggunakan pelarut polar dan non polar. Dalam arti yang sempit ekstraktif merupakan senyawa – senyawa yang larut dalam pe;arut organik, dan dalam pengertian ini nama ekstraktif digunakan dalam analisis kayu. Tetapi senyawa – senyawa karbohidrat dan anorganik yang larut dalam air juga termasuk dalam senyawa yang dapat diekstraksi.
Ekstraktif – ekstraktif menempati tempat – tempat morfologi tertentu di dalam struktur kayu. Sebagai contoh, asam – asam resin yang terdapat dalam saluran resin, sedangkan lemak dan lilin terdapat dalam se – sel parenkim.
2.4 Metode Pembuatan Pulp
Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat ( kayu maupun non kayu ) melalui berbagai proses pembuatannya. Pulp terdiri dari serat – serat yang terdiri dari selulosa dan hemiselulosa sebagai bahan baku kertas.
Tujuan dari pembuatan pulp adalah untuk memisahkan serat – serat selulosa dan hemiselulosa dari komponen – komponen lain yang terdapat dalam bahan baku berserat menjadi inividu – individu serat. Proses pembuatan pulp dilakukan dengan proses mekanis, kimia dan semikimia.
1. Proses Mekanis
Proses pengasahan kayu dimana kayu gelondong yang dikuliti diperlakukan dalam batu asah yang berputar dengan diberi semprotan air merupakan dasar pembuatan pulp mekanis. Disamping serat yang utuh, bahan kayu dirobek – robek dalam bentuk bagian – bagian serat yang kurang lebih rusak. Kerusakan serat secara fisik ini sulit dihindari dan karena itu kekuatan kertas yang dibuat dari pulp – pulp mekanik agak rendah. Kelemahan – kelemahan lain dari pembuatan pulp mekanik adalah pemakaian energi yang tinggi dan praktis hanya kayu – kayu lunak, terutama spruce, yang berguna sebagai bahan baku. Proses mekanis yang dikenal diantaranya PGW ( Pine Groundwood ) dan SGW ( Semi Groundwood).( Sjostrom,E., 1995 )
Proses semi kimia merupakan kombinasi antara proses mekanis dan proses kimia. Yang termasuk dalam proses ini adalah CTMP ( Chemi Thermo Mechanical Pulping ) dengan memanfaatkan suhu untuk mendegradasi lignin sehingga akan diperoleh pulp dengan rendemen yang lebih rendah dengan kualitas yang lebih baik dari pada pulp dengan proses mekanis.
3. Proses Kimia
Pembuatan pulp secara kimia adalah proses penghilangan lignin sama sekali hingga serat – serat kayu mudah dilepaskan pada pembongkaran dari bejana pemasak (digester) atau paling tidak setelah perlakuan mekanik lunak. Hampir semua produksi pulp di dunia saat ini masih didasarkan pada proses – proses sulfit dan sulfat (kraft), yang terakhir yang paling banyak.
Proses pembuatan pulp dengan proses kimia dikenal dengan sebutan proses kraft. Disebut kraft karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan yang lebih tinggi dari pada proses mekanis dan semi kimia, akan tetapi rendemen yang dihasilkan lebih kecil diantara keduanya karena komponen yang terdegradasi lebih banyak.
Dalam proses kimia, terdapat 2 metode pembuatan pulp, yaitu : a. Metode Proses Basa
Termasuk dalam proses ini adalah : 1. Proses Soda
2. Proses Sulfat
dalam pembuatan pulp sulfat, natrium sulfida merupakan komponen aktif tambahan. Nama kedua proses diperoleh dari bahan kimia yang dipulihkan yang digunakan untuk mengimbangi hilangnya natrium hidroksida, masing – masing natrium karbonat dan natrium sulfat.
Saat ini proses sulfat tidak hanya merupakan proses pembuatan pulp alkalis yang utama untuk kayu, tetapi juga merupakan proses pulp yang penting. Pernyataan pertama terutama didasarkan pada kenyataan bahwa pulp kraft (kraft dalam bahasa Jerman dan Swedia berarti kekuatan atau tenaga) diperoleh dalam rendemen yang lebih tinggi dan dengan sifat – sifat yang lebih unggul bila dibandingkan dengan pulp soda. Kedua, ada beberapa alasan yang telah dikenal di dunia cenderung menggunakan pulp kimia selama 50 tahun terakhir dan telah mendudukkan proses sulfat lebih kedepan daripada pembuatan pulp secara sulfit.
Keuntungan – keuntungan utama pembuatan pulp secara sulfat, dalam daftar di bawah memberikan karakteristik pertama dari proses dan pulp yang dihasilkan :
1. waktu pemasakan yang pendek
2. pengolahan cairan limbah pemasak yang telah mantap, termasuk pemulihan bahan – bahan kimia dalam pembuatan pulp.
3. sifat – sifat kekuatan pulp yang sangat baik.
b. Metode Proses Asam
Metode proses asam disebut juga dengan proses sulfit. Secara garis besar, proses sulfit dilakukan melalui tahap – tahap yang sama dengan proses basa, tetapi larutan yang dipakai adalah SO2, Ca(HSO3)2, dan Mg(HSO3)2 sebagai larutan pemasak.
Harga – harga derajat putih pulp sulfit yang tidak dikelantang umumnya lebih tinggi daripada pulp kraft, meskipun pada rendemen tinggi. Pulp sulfit mempunyai sifat – sifat kekuatan yang rendah.( Fengel,D dan Wegener,G.,1995 )
Tabel 2.2 Proses Pembuatan Pulp
Proses Mekanis Tidak menggunakan bahan – bahan kimia, tetapi bahan baku digiling dengan menggunakan mesin sehingga selulosa terpisah dari zat – zat lain
Proses Semi Kimia Dilakukan seperti proses mekanis, tetapi dibantu dengan bahan kimia untuk melunakkan, sehingga serat – serat selulosa mudah terpisah dan tidak rusak.
2.5 Natrium Sulfida (Na2SO4)
Natrium sulfida merupakan padatan kristal berwarna putih susu. Natrium sulfat sebagian besar digunakan untuk pembuatan detergen, dan dalam proses pembuatan pulp dengan cara kraft.
Natrium sulfat secara kimiawi sangat stabil yang tidak reaktif paling terhadap oksidasi atau reduktor pada suhu normal.
(http:// en.wikipedia.org/wiki/kraft_process)
2.6 Air secara umum
Air merupakan unsur yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia, yakni demi peradaban manusia. Bahkan dapat dipastikan, tanpa pengembangan sumber daya air secara konsisten peradaban manusia tidak akan mencapai tingkat yang dapat dinikmati sampai saat ini.
Pengertian “air” adalah semua air yang terdapat pada, di atas, maupun dibawah permukaan tanah. Air dalam pengertian ini termasuk air permukaan, air tanah, air hujan dan air laut yang dimanfaatkan di darat.
Sungai merupakan satu kesatuan antara wadah air dan air yang mengalir, karena itu kesatuan sungai dan lingkungan merupakan suatu persekutuan mendasar yang tidak terpisahkan. Pemanfaatan lahan sempadan sungai untuk keperluan pemukiman, pertanian maupun pengolahan pabrik.(Sunaryo,T.M., 2004)
Asidimetri dan alkalimetri termasuk reaksi netralisasi yakni reaksi antara ion hidrogen yang berasal dari asam dengan ion hidroksida yang berasal dari basa untuk menghasilkan air yang bersifat netral. Netralisasi dapat juga dikatakan sebagai reaksi antara pemberi proton (asam) dengan penerima proton (basa).
Asidimetri merupakan penetapan kadar secara kuantitatif terhadap senyawa – senyawa yang bersifat basa dengan menggunakan baku asam. Sebaliknya alkalimetri merupakan penetapan kadar senyawa – senyawa yang bersifat asam dengan menggunakan baku basa.(Sudjadi, 2007)
2.8 Pencucian
Sasaran daripada proses pencucian (washing process) adalah untuk mengeluarkan sebanyak mungkin padatan terlarut dalam black liquor dari pulp dengan memakai air pencuci sedikit mungkin.
Padatan terlarut yang masih tertinggal dalam pulp setelah proses pencucian akan menjadi beban yang merugikan pada proses pencucian dan pada proses pembuatan kertas dan akan menambah biaya produksi.
Air yang ditambahkan kedalam liquor selama pencucian nantinya harus dipisahkan di bagian evaporator yang dimaksudkan agar liquor dapat terbakar ditungku pembakaran. Pekerjaan ini merupakan proses yang membutuhkan banyak biaya. Pemakan air pencuci yang sedikit mungkin akan mengurangi harga steam untuk proses penguapan di evaporator.
organik yang terbawa oleh pulp dalam proses pemutihan. Pulp yang kurang tercuci membutuhkan dosis zat pemutih yang lebih besar.
Tujuan dari pencucian bubur pulp adalah :
1. Untuk membersihkan ( memurnikan ) bubur pulp dari lindi pemasaknya. 2. Untuk menghemat bahan – bahan kimia pemasak agar dapat dipakai kembali. 3. Untuk mengumpulkan bahan – bahan yang tidak larut yang tidak dapat dipakai
kembali sebagai bahan bakar.
4. Untuk memisahkan serat – serat selulosa dari komponen – komponen lain yang terdapat dalam bahan – bahan berserat selulosa menjadi individu serat.
Pencucian bubur pulp pada mulanya dilakukan dalam sebuah tanki yang disebut dengan “diffuser” ( menyebar ). Dari percobaan yang telah dilakukan, proses ini sanggat lambat dan tidak effisien, dan cenderung menyebabkan masih banyak lindi hitam yang tersisa ( pencucian kurang bersih ).
Kemudian ditemukan suatu alat yang disebut “rotari vacum cylinder” ( vakum silinder putar ) yang berhasil menggantikan alat diffuser dan tidak terlalu banyak memerlukan tenaga dan ruangan tetapi angka produksinya lebih besar, sekaligus dapat dilakukan pencucian yang effisien. Alat ini biasanya dilengkapi dengan empat alat pencuci vakum yang dialiri dengan air pencuci.
Selama proses pencucian terdapat pengotor yang selain dapat mengganggu proses pencucian tersebut juga dapat mempengaruhi hasil dari pulp itu sendiri. Pengotor tersebut adalah pembusaan dan adanya picth yang mengakibatkan adanya bintik – bintik pada pulp yang sudah dicetak. Karena itu perlu adanya defoamer dan pitch dispersant untuk menghilangkan pengotor tersebut.
Pada proses pencucian di washing plant dihasilkan sisa air pencucian dari washer I yang mengandung black liquor yang sangat pekat, sehingga dapat diolah kembali menjadi cairan pemasak dengan cara menambahkan zat kapur.
Mula – mula air sisa air pencucian dari washer I yang mengandung black liquor 15 – 18 % solid akan masuk ke evaporator untuk dibakar sehingga menghasilkan HBL ( height black liquor ) sebanyak 68 – 72 % solid. Kemudian masuk ke recovery boiler dengan menambahkan Na2SO4 sehingga akan menghasilkan green liquor yang akan di
recaustic dengan penambahan CaO, dimana CaO berasal dari hasil pembakaran batu kapur ( CaCO3 ).
2.9 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Proses Pencucian
1. Faktor pengenceran
Faktor pengenceran adalah perbedaan antara volume kembali lindi hitam dan lindi hitam asli, yaitu dengan kata lain kualitas lindi hitam setelah penambahan air pencuci melebihi kualitas dari lindi hitam asli. Faktor pengenceran sering dinyatakan dalam ton atau meter kubik cair per ton pulp.
berkurang namun pada suatu titik akan tidak ekonomis dengan mempergunakan lebih banyak air pencuci karena tingginya biaya evaporasi.
2. Temperatur Air Pencuci
Temperatur air pencuci sangat mempengaruhi keadaan pencucian yang dikehendaki. Pencucian akan kurang baik hasilnya jika pada temperatur dingin, namun jika pada temperatur yang lebih tinggi akan mengakibatkan terlalu tingginya evolusi uap dari lindi hitam. Temperatur 70oC merupakan temperatur yang sempurna, karena pada temperatur tersebut air pencuci dapat melarutkan padatan yang harus dihilangkan dari bubur pulp dengan baik.
3. Level ( pulp washing rate )
Level air pencuci merupakan salah satu faktor yang perlu diperhatikan dalam proses pencucian. Level harus ditetapkan sehingga dapat mengurangi ketersumbatan dan untuk mengatur jumlah aliran pengencer ataupun putaran drum. Level yang ditetapkan adalah 68%. Jika level terlalu rendah akan menyebabkan bubur pulp tidak melekat pada silinder, sehingga proses vakum tidak terjadi yang mengakibatkan bubur pulp akan tumpah.
4. Konsistensi bubur pulp
BAB 3
METODOLOGI
3.1 Bahan
1. Sampel 2. Aquadest 3. HCl 0,1 N 4. Bubur pulp 5. Air pencuci 3.2 Alat
1. Beaker glass 2. Magnetik Stirer 3. Kertas Saring 4. Lemari Pengering 5. pH meter
6. Buret
12. Liquor Filter 13. Filtrat Tank 14. Wash Stock Tank 15. Delta Screen 16. Screen Feriflow 17. Secondary Screen 18. Tertiary Screen 19. Screw Press Tank 20. Reject File
3.3 Prosedur
3.3.1. Cara kerja proses washing pulp
a. Dari tanki blow hasil pemasakan di digester, pulp di encerkan kira-kira 3,0 – 3,5 % kekentalannya lalu dipompakan ke area washing.
b. Pulp stock dimasukkan ke radi screen, di dalam pipa yang menghubungkan blow tank dan radi screen, pulp di encerkan sampai kira-kira 2 % kekentalannya.
c. Di dalam radi screen terjadi proses pemisahan antara bubur pulp yang telah matang dengan serat kasar dan mata kayu yang belum matang.
d. Bubur pulp yang telah matang akan masuk ke washer # 1, sedangkan reject berupa serat kasar dan mata kayu akan masuk ke radi trim.
f. Bubur pulp dari radi trim akan menuju washer # 1, sedangkan mata kayu akan di kirim ke reject file.
g. Bubur pulp dari radi screen dan radi trim yang akan di kirim ke washer # 1, di encerkan kembali sampai kira-kira 1,0 – 1,5 % kekentalannya.
h. Di washer # 1 bubur pulp di cuci dengan menggunakan lindi hitam yang kadarnya rendah yang di ambil dari filtrat tank # 2 dimana pencucian dilakukan dengan cara vakum.
i. Bubur pulp yang telah dicuci di Washer # 1 akan di kirim menuju washer # 2, dimana kekentalan bubur pulp yang keluar dari washer # 1 adalah 1,0 – 1,5 %. j. Di washer # 2 bubur pulp dicuci dengan menggunakan lindi hitam yang
kadarnya lebih rendah yang di ambil dari filtrat tank # 3, dimana kekentalan bubur pulp yang telah keluar dari washer # 2 adalah 1,0 – 1,5 %.
k. Bubur pulp yang telah di cuci di washer # 2 akan di kirim ke washer # 3, dimana di washer # 3 bubur pulp akan di cuci dengan menggunakan lindi hitam yang kadarnya lebih rendah lagi yang di ambil dari filtrat tank # 4.
l. Bubur pulp yang telah di cuci di washer # 3 akan di kirim menuju wash stock tank, dimana kekentalan bubur pulp yang keluar dari washer # 3 adalah 1,0 – 1,5 %.
m. Di dalam wash stock tank bubur pulp akan di encerkan kembali menjadi kira-kira 4 – 5 % kekentalannya yang kemudian akan melewati proses screening. n. Bubur pulp yang telah melewati proses screening, akan masuk ke washer # 4,
o. Bubur pulp yang telah melewati washer # 4 akan masuk ke unbleach tower dimana kekentalan bubur pulp adalah kira-kira 12 %.
3.3.2. Cara kerja proses screening pulp
a. Proses screening melalui tiga tahap, yaitu primary screen, secondary screen dan tertiary screen. Dimana tahap primary screen mempunyai satu delta screen dan satu screen feriflow.
b. Dari wash stock tank, bubur pulp dipompakan ke delta screen dan screen feriflow. Yang sebelumnya telah mengalami pengenceran dengan lindi hitam dari 4 – 5 % menjadi 1,0 – 1,5 % kekentalannya.
c. Di delta screen dan screen feriflow, bubur pulp mengalami proses penyaringan, reject / serat kasar dari proses penyaringan tahap pertama ini di pompakan ke secondary screen / proses penyaringan tahap kedua, sedangkan acceptnya masuk ke washer # 4.
d. Accept dari secondary screen / tahap kedua di kembalikan lagi ke screen tahap pertama sedangkan reject dipompakan ke thirtiary screen.
e. Accept dari thirtiary screen / tahap ketiga di kemnbalikan lagi ke secondary screen, sedangkan reject dipompakan ke screw press tank yang kemudian akan dikirim ke reject file.
3.3.3. Cara kerja pengambilan sampel
a. diambil bubur pulp dari 3 titik yang berbeda melewati washer drum.
b. dicampurkan ketiga bubur pulp secara bersamaan untuk mendapat gabungan ketiga sampel.
3.3.4. Cara kerja analisa kandungan sodium
a. dimurnikan 500 ml air dengan suhu 60oC dalam 1000 ml beaker glass
b. disesuaikan pH air destilat dengan menambahkan HCl 0,1 N untuk memperoleh pH 4,3
c. ditambahkan 1-2 gram dari berat kering sampel pulp ke beaker dari air hangat yang dimurnikan
d. diaduk dengan magnetik stirer
e. dititrasi dengan HCl 0,1 N sampai pH dari larutan sampel mencapai 4,3 f. dicatat volume HCl 0,1 N yang digunakan
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Tabel 4.1 Data Pengamatan dilapangan
Tanggal waktu Stock level (%)
Air Pencuci (Liter/menit) Hot water Condensate
29-12-2009
08.00 48 700 680
16.00 37 1300 0
00.00 40 900 850
30-12-2009
08.00 37 700 700
16.00 31 820 560
00.00 45 1000 800
31-12-2009
08.00 39 1100 600
16.00 42 900 570
00.00 41 1100 920
01-01-2010 08.00 39 950 750
4.2 Pembahasan
Soda loss adalah kandungan sodium yang terbawa keluar pada bubur pulp setelah
proses pencucian. Dimana, soda loss ini merupakan salah satu bagian penting dalam proses pencucian pulp. Hal ini dikarenakan tujuan dari proses pencucian adalah untuk meminimalkan kandungan sodium yang terbawa keluar pada washer IV. Kandungan sodium ini dipengaruhi dengan banyaknya air pencuci yang dipakai dalam proses pencucian pulp. Semakin banyak air pencuci yang dipakai, maka kandungan soda juga akan sedikit. Namun disamping itu, air pencuci juga mempengaruhi % solid pada filtrat tank I. % solid merupakan istilah yang dipakai untuk menyatakan jumlah lindi hitam pada filtart tank I yang akan mengalami proses evaporasi guna diolah untuk menjadi cairan pemasak kembali.
Dengan melakukan pengujian sampel yang diambil dari washer IV, kandungan sodium dapat ditentukan. Kandungan sodium yang normal pada bubur pulp adalah sekitar 7 – 10 kg NaSO4 / ton pulp. Apabila kandungan sodium pada bubur pulp terlalu tinggi,
maka akan mempengaruhi proses pembuatan pulp selanjutnya, seperti banyaknya jumlah chemical yang dipakai untuk proses bleaching pulp.
Dari hasil pengamatan dilapangan, kandungan sodium yang diperoleh adalah sekitar 7,0 – 12,0 kg NaSO4 / ton pulp. Disini dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan kadar
Pulp yang keluar dari sistem pemasakan mengandung banyak black liquor yang merupakan sumber dari sodium tersebut. Karena kondisi blow tank yang tidak baik, maka black liquor yang seharusnya sedikit terpisah sebelum masuk ke proses pencucian tidak terjadi, hal inilah yang menyebabkan peningkatan kandungan sodium pada pulp. Selain itu, Level air pencuci yang naik pada saat beroperasi menyebabkan bubur pulp tidak melekat pada rotari vakum sehingga bubur pulp tersebut tumpah. Oleh karena itu terjadi pemberhentian operasi washing pada tanggal 1 Januari 2010 di shift II guna memperbaiki kesalahan operasi.
Peningkatan kandungan sodium dari kadar normalnya, mengakibatkan banyaknya chemical yang dipakai pada proses bleaching. Hal ini perlu dilakukan agar dicapai target brighnest yang diinginkan oleh konsumen.
Selain itu, proses pencucian menyisakan air pencuci yang mengandung black liquor yang dapat diolah kembali menjadi cairan pemasak. Lindi hitam ini harus diuapkan menjadi paling sedikit 60% padatan agar supaya dapat dibakar pada tungku pemulihan.
Tungku pemulihan merupakan jantung dari sistem pemulihan, dan dalam tungku yang modern pembakaran lindi bekas dari peoduksi pulp dimungkinkan lebih dari 1000 ton/hari. Natrium sulfat dan bahan – bahan kimia dalam jumlah sedikit seperti Na2CO3
dan Na2SO3 ditambahkan kedalam lindi hitam pekat untuk mengimbangi kehilangan
sulfiditas. Tungku pemulihan mempunyai dua fungsi utama :
1. Pembakaran bahan kayu organik yang terlarut untuk menghasilkan panas, yang dapat diubah menjadi uap pemroses.
Setelah pembersihan lindi hijau dengan menghilangkan bahan yang tidak larut (disebut ampas), reaksi kaustisasi dilakukan untuk mengubah natrium karbonat menjadi natrium hidroksida dengan menambahkan kalsium hidroksida (batu kapur). Setelah dibersihkan, lindi putih yang dihasilkan siap digunakan sebagai lindi pemasak segar di dalam bejana pemasak.
Tabel 4.2 Data Hasil Perhitungan
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Jumlah air pencuci yang digunakan dalam proses pencucian terhadap sodium pada bubur pulp adalah berbanding terbalik. Semakin banyak jumlah air pencuci yang digunakan untuk mencuci bubur pulp, maka kandungan sodium yang terbawa keluar pada washer IV akan semakin rendah sebaliknya jika air pencuci sedikit maka kandungan sodium pada bubur pulp yang terbawa pada washer IV akan semakin tinggi.
2. Kandungan sodium dalam bubur pulp akan mempengaruhi pemakaian chemical pada proses pemutihan pulp. Semakin banyak kandungan sodium yang terbawa pada washer IV, maka semakin banyak pula chemical yang digunakan untuk proses bleaching.
5.2 Saran
1. Diharapkan agar perawatan alat washing dan sreening di PT Toba Pulp Lestari lebih dilakukan secara berkala, sehingga kesalahan dalam operasi pencucian dapat dihindari.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2003. Buku Manual Training Washing And Screening Plant. Porsea: PT Toba Pulp Lestari Tbk.
Dumanauw,J.F. 1993. Mengenal Kayu. Yogyakarta: Kaninus.
Fengel,D dan Wegener,D. 1995. Kayu,Kimia,Ultrastruktur,Reaksi-Reaksi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Haygreen,J.G. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Maret, 2010.
Sudjadi. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar. Sunaryo,T.M. 2004. Pengelolaan Sumber Daya Air. Malang: Bayumedia.
Sjostrom,E. 1995. Kimia Kayu, Dasar-Dasar Penggunaan. Edisi 2. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
