PENGARUH H-FAKTOR TERHADAP VISKOSITAS DAN BILANGAN KAPPA UNBLEACH DIUNIT DIGESTER DI PT TOBA PULP LESTARI Tbk.PORSEA
KARYA ILMIAH
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya INDRAYANI SINAGA
052401083
DEPARTEMEN KIMIA JURUSAN KIMIA ANALIS
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH H-FAKTOR TERHADAP VISKOSITAS DAN BILANGAN KAPPA UNBLEACH DIUNIT DIGESTER DI PT TOBA PULP LESTARI Tbk.PORSEA
KARYA ILMIAH
INDRAYANI SINAGA 052401083
DEPARTEMEN KIMIA JURUSAN KIMIA ANALIS
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PENGARUH H-FAKTOR TERHADAP VISKOSITAS DAN BILANGAN KAPPA UNBLEACH DIUNIT DIGESTER DI PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk Kategori : KARYA ILMIAH
Nama : INDRAYANI SINAGA Nomor Induk Mahasiswa : 052401083
Program Study : D III KIMIA ANALIS Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di Medan, Juli 2008
Pembimbing Ketua Departemen Kimia FMIPA USU
Dra. Saur Lumban Raja, M. Si Dr. Rumondang Bulan, MS
PERNYATAAN
PENGARUH H-FACTOR TERHADAP VISKOSITAS DAN BILANGAN KAPPA UNBLEACH DIUNIT DIGESTER DI PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk
Karya Ilmiah
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2008
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus Yang Maha Esa atas berkat kasih dan karuniaNya, Tugas Akhir ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan dengan judul ”PENGARUH H-FAKTOR TERHADAP
VISKOSITAS DAN BILANGAN KAPPA UNBLECH DIUNIT DIGESTER DI
PT.TOBA PULP LESTARI.Tbk. PORSEA.
Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada :
1. Bapak Dr. Eddy Marlianto, M.Sc, selaku Dekan FMIPA USU Medan.
2. Ibu Dr.Rumondang Bulan, Ms selaku ketua jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
3. Ibu Dra. Saur Lumban Raja, MSi selaku dosen pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini yang telah memberikan panduan ringkas, padat dan profesional, pengarahan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyelesaikan tugas akhir ini
4. Seluruh Stap Pengajar dan Pegawai MIPA Khususnya Jurusan Kimia .
5. Bapak Arlodis Nainggolan yang rela memberi arahan selama penulis melakukan kerja praktek di Laboratorium Quality Control.Di PT. Toba Pulp Lestari. Tbk. Porsea.
6. Terima kasih yang tak terhingga atas pengorbanan dan doa’ dari orangtuaku yang sangat kusayangi, Ayahanda (Alm) A.Sinaga dan Ibunda M. Saragih Garinging serta Kakanda Apri Endi Sinaga, Jhonsah Pardomuan Sinaga, Intan Derose Sinaga dan adikku Rio Kocuan Sinaga atas dukungan kalian baik materi dan moril.
9. IMAS USU (B’Pendi, B’ Paping ,Ferawalden, Jusian, Ronal, Jansedi ,Jonriaman ) dan teman – teman yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah mendoakan dan memberikan semangat dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.
10. Teman-teman seperjuanganku khususnya di D-III Kimia Analis: Deswenty, Pebri, Junita, Erista yang memberikan dukungan terbaik dan tak lupa seluruh teman-temanku di Kimia Analis’ 05 yang tak bisa disebutkan satu persatu.dan Sahabat Setiaku Romauli Manullang Kom A’05.
Dalam penyusunan karya ilmiah ini penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan karya ilmiah ini.
Akhirnya penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juni 2008
ABSTRAK
H-FACTOR INFLUENCE OF DIGESTER UNIT VISCOSITY AND KAPPA NUMBER UNBLEACH IN PT.TOBA PULP LESTARI Tbk. PORSEA
ABSTRACT
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak vi
Abstract vii
Daftar isi viii
Daftar Tabel x
Bab 1 Pendahuluan 1
1.1 Latar belakang 1
1.2 Permasalahan 2
1.3 Maksud dan Tujuan 2
1.4 Manfaat 3
Bab 2 Tinjauan Pustaka 4
2.1 Teori Umum Kayu dan Komposisi Unsur Kayu 4
2.1.1 Komponen Kimia Kayu 5
2.1.2 Selulosa 6
2.1.3 Hemiselulosa 6
2.1.4 Lignin 8
2.1.5 Ekstraktif 9
2.1.6 Abu 9
2.2 Proses Pulp 10
2.3 Proses Kraft 11
2.4 Pengawasan pada saat pemasakan 12
2.5 Siklus Proses Pemasakan Pada Digester 15
2.6 Waktu Proses Pemasakan Unit Digester 21
2.7 Titrasi 22
Bab 3 Metodologi Percobaan 25
3.1 Alat dan Bahan 25
Bab 4 Data dan Pembahasan 29
4.1 Data 29
4.2 Perhitungan 30
4.3 Pembahasan 34
Bab 5 Kesimpulan Dan Saran 36
5. 1 Kesimpulan 36
5. 2 Saran 36
Daftar Pustaka
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi Kayu 5
Tabel 2.1.1 Komponen Kimia Antar Hard Woods dan Soft Woods 6 Tabel 2.6 Perbedaan Waktu Pemasakan Unit Digester 21 Tabel 2.7 Indikator Oksidasi –Reduksi 23
ABSTRAK
H-FACTOR INFLUENCE OF DIGESTER UNIT VISCOSITY AND KAPPA NUMBER UNBLEACH IN PT.TOBA PULP LESTARI Tbk. PORSEA
ABSTRACT
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Pulp adalah produk utama kayu, terutama digunakan untuk pembuatan kertas, tetapi juga diproses menjadi berbagai turunan selulosa, seperti sutera, rayon dan selofan. Pada awalnya PT. Toba Pulp Lesari, Tbk menggunakan sumber serat terutama berasal dari pinus merkusi dan kayu alam tropis dan selanjutnya menggunakan kayu eucalyptus. Kayu yang digunakan oleh PT. Toba Pul Lestari, Tbk adalah jenis kayu yang berasal dari hutan tanaman industri seprti kayu eucalyptus.
Pembuatan pulp secara kimia adalah proses dalam mana lignin dihilangkan sama sekali hingga kayu mudah dilepaskan pada pembongkaran dari bejana pemasak (digester) atau paling tidak setelah perlakuan mekanik lunak. Proses pembuatan pulp dillanjutkan dengan proses kraft atau sering dikenal sebagai proses sulfat, yang berarti kuat. Proses karft ini menggunakan zat alkali aktif yaitu Na2S, NaOH, dan Na2CO3, sebagai cairan pemasak pada proses pemasakan chip diunit digester.
yang dihasilkan mendapatkan bilangan kappa dan viskositas pulp yang diinginkan harus berpedoman pada H-Faktor pada proses pemasakan chip di unit Digester. (Tobing ,2002)
1.2 Permasalahan
Proses pemasakan chip pada digester. Proses pemasakan atau cooking chip sangat menentukan berjalannya proses, dan juga berpengaruh terhadap penentuan kualitas pulp. Didalam unit digester pada saat pemasakan chip yang harus diperhatikan adalah H-Faktor, dimana H-Faktor merupakan hubungan temperatur dan waktu yang memilki pengaruh terhadap kekuatan pulp dan kadar lignin yang tersisa dalam pulp yang dihasilkan, yang diperoleh dari bilangan kappa dan viskositas. Maka dalam hal ini akan ditentukan bagaimana hubungan antara H- Faktor dengan viskositas dan bilangan kappa
1.3 Maksud dan Tujuan
1. Untuk mengetahui besarnya viskositas dan bilangan kappa
1.4 Manfaat
a. Untuk mengetahui tentang dunia industri khususnya industri dan kertas di PT. Toba Pulp Lestari Tbk, Sosor Ladang Porsea.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Umum Kayu dan Komposisi Kayu
Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang yang sesuai kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat sekaligus, yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pengertian kayu disini adalah sesuatu bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon dihutan, yang merupakan bagian 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.
Tabel 2.1 Komposisi unsur kayu
No Unsur % Berat Kering
1. Karbon 49
2 Hidrogen 6
3. Oksigen 44
4. Nitrogen Sedikit
5. Abu 0,1
( Sirait .S.2003)
2.1.1 Komponen kimia Kayu
Secara kimia, kandungan bahan yang terdapat dalam kayu dapat dibagi menjadi 5 bagian yaitu:
1. Selulosa 2. Hemiselulosa 3. Lignin 4. Exstractives 5. Abu
Komposisi dan sifat-sifat kimia dari komponen-komponen ini sangat berperan dalam proses pembuatan pulp, yang dibutuhkan adalah selulosa dan hemiselulosa, sedangkan lignin, exstractive dan abu tidak dibutuhkan/dipisahkan dari serat kayunya. Komposisi kimia kayu bervariasi untuk setiap spesies.
Tabel 2.1.1 Komponen kimia antara Hard woods dan Soft Woods
Komponen Soft Woods Hard Woods
Selulosa 42 ± 2% 45±2%
Hemiselulosa 27±2% 30±5%
Lignin 27 ± 2% 20±4%
Exsrractive 3 ± 2% 5±3%
Abu 0,22% 0,89%
(Dumanauw.J.F.1990)
2.1.2 Selulosa
Selulosa merupakan bagian utama yang membentuk dinding sel daripada kayu, merupakan polimerisasi yang sangat kompleks dari gugus karbohidrat yang mempunyai komposisi yang mirip dengan ”Starch” yaitu glukosa yang terhidrolisa oleh asam. Molekul-molekul glukosa disambung menjadi molekul-molekul besar, panjang dan berbentuk rantai dalam susunan menjadi selulosa. Selulosa merupakan bahan dasar yang penting dalam industri-industri, misalnya pabrik kertas, pabrik sutera tiruan dan lain sebagainya. (Dumanauw.J.F.1990)
2.1.3 Hemiselulosa
disamping menjadi asam glukuronat, asam 4-0-metil-glukuronat, dan asam D-galakturonat. Kebanyakan hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi hanya 200.
Sejumlah polisakarida kayu banyak bercabang dan mudah larut dalam air.Khas untuk pohon-pohon tropika tertentu adalah pembentukan spontan getah-getah yang menetes, yang adalah pembentukan spontan getah-getah yang menetes , yang menetes sebagai cair kental pada tempat –tempat yang terluka dan setelah terdehidrasi menjadi bintil –bintil yang keras dan jernih yang keras dan jernih yang kaya akan polisakarida. Getah –getah ini misalnya, getah arabika, terdiri atas polisakrida yang banyak bercabang yang larut dalam air.
Jumlah hemiselulosa dari berat kering biasanya antara 20-30%. Komposisin dan struktur hemiselulosa dalam kayu keras. Perbedaan-perbedaan yang besar juga terdapat dalam kandungan dan komposisi hemiselulosa antara batang, cabang-cabang, akar dan kulit kayu. (Sjostrom,1995)
2.1.4 Lignin
Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi, tersusun atas unit-unit fenilpropan. Meskipun tersusun atas karbon, hidrogen, dan oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat suatu karbohidrat dan bukan tidak ada hubungannya dengan golongan senyawa tersebut. Sebaliknya lignin pada dasarnya adalah suatu fenol.lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang bermacam-macam karena susunan lignin yang pasti didalam kayu tetap tidak menentu.
ketegaran pada sel. Lignin juga berpengaruh dalam memperkecil perubahan dimensi sehubungan dengan perubahan kandungan air kayu dan juga dikatakan bahwa lignin mempertinggi sifat racun kayu membuat kayu tahan terhadap serangan cendawan dan serangga. Ketegaran yang diberikan oleh lignin merupakan faktor penentuan sifat-sifat kayu. Mengingat sifat kapas yang sangat lunak ( hampir-hampir selulosa murni ) dapat dibayangkan betapa kayu akan menjadi tidak kaku tanpa adanya bahan-bahan pengeras.
. Di dalam kayu lignin merupakan bahan yang tidak berwarna, apabila Lignin bersentuhan dengan udara, terutama dengan adanya sinar matahari, maka (bersama-sama dengan karbohidrat-karbohidrat tertentu) lama-kelamaan lignin cenderung menjadi kuning, karenanya kertas koran yang terbuat dari serat-serat yang diperoleh secara mekanis dengan lignin yang belum dipisahkan, tidak berumur panjang karena kecenderungannya untuk menjadi kuning, kertas koran juga kasar, massanya besar dan kekuatanya rendah karena serat-seratnya yang kaku memilki ikatan antar serat yang lemah.
Lignin bersifat termoplastik artinya lignin akan menjadi lunak dan dapat dibentuk pada suhu yang lebih tinggi dan keras kembali apabila menjadi dingin. Sifat termoplastik lignin menjadi dasar pembuatan papan kertas (Hardboard) dan lain-lain produk kayu yang dimampatkan ( Haygreen, 1987).
2.1.5 Extractives
mentah terpenting dapat diperoleh dari digester pada waktu pengeluaran gas. (TPL, 2003).
2.1.6 Abu
Disamping persenyawaan-persenyawaan organik, didalam kayu masih ada beberapa zat organik, yang disebut bagian-bagian abu (mineral pembentukan abu yang tertinggal setelah lignin dan selulosa habis terbakar ). Kadar zat ini bervariasi antara, 1-2 % dari berat kayu (Dumanauw, 1990).
2.2Proses Pulp
Pemisahan serat selulosa dari bahan-bahan yang bukan serat dalam kayu dapat dilakukan dengan berbagai macam cara / proses, yaitu:
1. Proses mekanik 2. Proses Semi Kimia 3. Proses Kimia
1. Proses Mekanik
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 rendamen sebesar 90-95 %, tetapi menyebabkan kerusakan pada serat. Penggunaan pulp yang dihasilkan pada proses makanik ini nilainya kecil sekali, juga pulp itu masih mengandung banyak lignin, dan serat-seratnya tidak murni sebagai serat.
2. Proses Semi Kimia
Proses semi kimia meliputi pengolahan cara kimia yang diikuti dengan perbaikan secara makanik dan beroperasi pada rendamen yang tingginya dibawah proses mekanik. Biasanya bahan kimia yang digunakan pada proses ini adalah natrium sulfat.
3. Proses Kimia
Pada proses kimia, bahan-bahan yang terdapat ditengah lapiasan kayu akan dilarutkan agar serat dapat terlepas dari zat-zat yang mengikat. Hal yang merugikan pada proses ini adalah rendamen yang rendah yaitu 45-55 %.
Proses Kimia dapat dikategori: 1. Soda Proses
2. Sulfit Proses 3. Sulfat Proses
Dari ketiga proses kimia ini, proses yang dipakai pada pembuatannya pulp di PT. Toba Pulp Lestari. Tbk adalah proses kraft atau Proses Sulfat.
2.3Proses Kraft
Dapat dipakai untuk proses pembuatan pulp dari bahan kayu dari spesies yang berbeda
Tersedianya bahan kimia pengganti dengan berbagai alternatif dan harganya tidak mahal
Tersedianya peralatan-peralatan operasi yang standar. Banyaknya pilihan yang dipakai untuk proses pemucatan . Dampak pencemarannya bisa dikatakan sangat rendah Pen-daur ulang bahan kimianya sangat efisien
Pen-daur ulang panas yang begitu efisien .
Masalah getah (Pitch) dari kayu yang mengandung resin-resin sangat berkurang
Dapat dihasilkan berbagai jenis pulp
Pada proses kraft yang menjadi target adalah pemisahan serat-serat yang terdapat dalam kayu secara kimia dan pelarutan sebanyak mungkin lignin yang ada pencapaian viskositas yang diharapkan dalam pembuatan pulp pada tahap digester.
Tujuan dalam proses kraft ini adalah memasak pulp sampai target bilangan kappa dan viskositas yang ditentukan, target bilangan kappa pada proses (Bleach Kraft Pulp) BKP adalah 10-12,5 cP dan pada proses ( Disolving Kraft Pulp) DKP adalah 5-8.
2.4Pengawasan pada saat Pemasakan
Hal-hal yang perlu diawasi pada saat pemasakan adalah: 1. Waktu dan temperatur
3. Perbandingan liquor dan kayu
1. Waktu dan temperatur
Reaksi penghilangan lignin sangat tergantung pada temperatur dan begitu juga pencapaian viskositas yang diharapkan penambahan temperatur sedikit saja sudah berakibat terhadap reaksi penghilangan lignin. Contoh penambahan suhu 100 oC dan 160 0C menjadi 170 0C akan mengakibatkan kecepatan reaksinya menjadi 2 kali lipat. Sampai kira-kira 175 oC temperatur tidak lagi berpengaruh terhadap penghilangan lignin, namun berpengaruh terhadap viskositas yang menurun juga berpengaruh terhadap pemutusan rantai selulosa yang mengakibatkan viskositas yang menurun juga berpengaruh terhadap pemutusan rantai selulosa yang mengakibatkan rendahnya rendemen dan kekukatan pulp. Waktu pemasakan sama, pentinganya, ketika temperatur tinggi reaksi penghilangan lignin sangat cepat. Penambahan waktu beberapa menit pada saat proses perembesan liqour kedalam chip tidak berpengaruh banyak terhadap kualitas pulp, tetapi beberapa menit saja bertambah waktu pada saat pemasakan akan berdampak pada kualitas.
2. Jumlah alkali yang dimasukkan
turun bawah yang diizinkan dimana lignin yang terlarut akan meresap/menggumpal kembali masuk kedalam serat.
Kalau jumlah alkali yang dimasukkan lebih banyak maka akan mempercepat kecepatanya reaksinya. Dengan menambahkan alkali, kita dapat memasak dengan H-Faktor yang lebih rendah untuk mencapai bilangan kappa yang sama. Dengan bertambahnya jumlah alkali yang dimasukkan maka akan mengurangi rendemen pulp karena jumlah hemisellulosa yang terlarut bertambah.
3. Perbandingan liqour dengan kayu
Pada digester yang yang beroperasi secara ”Batch”, dibutuhkan sejumlah effective alkali yang dimasukkan sebanyak kurang dari jumlah volume yang dibutuhkan untuk membasahi seluruh chip. Weak Black liqour (WBL) perlu ditambahkan sebagai penambahan kekurangan liqour dengan kayu.
Dengan menggunakan metode dengan memadatkan chip yang dimasukkan kedalam digester, chip didalam digester memerlukan sedikit penambahan liqour agar liqour bisa meresap sempurna. Keuntungan menggunakan metode pemadatan chip dan perbandingan liqour dengan kayu yang lebih rendah akan menghasilkan produksi yang lebih tinggi karena bertambahnya jumlah kayu yang dimasukkan kedalam digester.
(Sirait ,S.2003).
2.5Siklus Proses Pemasakan Pada Digester
Siklus proses pemaasakan chip pada digester ada 2 proses:
1. ( Disolving Karft Pulp ) DKP
b. Pre- Hydrolisis
c. Cooking Liqour Charging d. Kraft Cooking
e. Blowing
f. Black dan White Liqour Heating
2. ( Bleach Kraft Pulp ) BKP
a. Chip Filling
b. Cooking Liqour Charging c. Kraft Cooking
d. Blowing
e. Black Dan white liqour heating
Proses pembuatan pulp yang dilakukan oleh PT. Toba Pulp Lestari adalah proses ( Disolving Kraft Pulp ) DKP. Proses yang dilakukan pada pembuatan pulp ini tergantung pada produk pulp yang diinginkan oleh permintaan pasar.
a. Chip Filling
Steam bertekanan rendah Low Preasure Steam ( LPS) dipakai untuk chip packer yang akan menyebabkan tumbukan dan memadatkan chip secara seragam udara dan staem yang digunakan selama chip, pack dikeluarkan digester melalui alat air. Chip packer akan menambahkan jumlah chip yang masuk kedalam digester sebanyak kira-kira 20%.
b. Tahap Pre-Hydrolisis
Pada proses ( Disolving Kraft Pulp ) DKP Pre-Hydrolisis merupakan tahapan awal dari proses pemasakan setelah pengisian chip prehydrolisis dimasukkan untuk mengelolah serpihan kayu sebelum dimasak dengan alkali pada proses ini kandungan-kandungan yang bukan selulosa yang terdapat dalam kayu, seperti selulosa yang terpotong-terpotong dan karbohidrat rantai pendek akan dikeluarkan dalam serpihan kayu. Proses pre-hydrolisis dilakukan dalam fase uap memakai steam. Adapun tujuan tahap pre-hydrolisis ini antara lain:
1. Mengurangi pemakaian sistem
2. Panas yang diperoleh dalam bentuk kondesat dari liqour heter 3. Menurunkan pulp yang direject dan meningkatkan mutu pulp
4. Agar tidak perlu dilakukan pengeceran pemasakan bahan kimia karena kondensat steam
c. Pengisian Liqour
Pada proses ( Disolving Kraft Pulp ) DKP pengisian liqour dilakukan setelah pre-hydrolisis dimana pada proses (Bleach Kraft Pulp ) BKP pengisian dilakukan segera setelah pengisian chip.
Larutan pemasak yang dimasukkan kedalam digester, terdapat sistem penukaran panas dengan temperatur 120 oC dengan perbandingan yang sesuai sebagaimana dibutuhklan untuk pemasakan dan black liqour penambahan sebagai pengecer juga harus dengan perbandingan yang sesuai. Penambahan white liqour didasarkan pada persentase bahan kimia yang dibutuhkan untuk memasak dengan berat kering kayu yang dimasukkan.
d. Kraft Cooking
Proses pemasakan yang dilakukan secara kraft setelah penambahan white liqour dan black liqour kedalam chip. Digester yang berisi chip dan larutan pemasak dipanaskan hingga temperatur 170 oC dan tekanan mencapai 7 kg / cm2
Sumber panas yang dipakai pada pemasakan chip adalah staem (Low Pressure) LP dan (Medium Pressure) MP steam yang dipergunakan adalah steam yang disuplai dari bagian boiler dan recovery. Pemanasan digester dilakukan dengan pemanasan langsung (direct heating) atau tidak langsung (Indirect Heating). Direct heating
3. Pemasakan tidak merta mengakibatkan pemasakan yang menghasilkan kualitas pulp rendah
Sedangkan indirect heating staem adalah steam yang mengalir melaui liqour heter. Cooking liqour yang dipanasi sirkulasikan dari atas lalu kebawah digester. Keuntungan-keungtungan penggunaan indirect heating antara lain:
1. Tidak perlu pengeceran pemasakan bahan kimia karena kondesat steam 2. Mengurangi pemakaian steam
3. Panas diperoleh dalam bentuk merata dan meningkatkan daya tahan pulp 4. Menurunkan pulp yang direject dan meningkatkan mutu pulp
Waktu dan tempearatur selama pemasakan sangat berpengaruh terhadap kualitas daripada pulp. Jika chip dimasak dalam jangka waktu lama maka akan dihasilkan pulp dengan kualitas rendah dan dengan rendemen yang rendah pula.
Waktu dan temperatur pemasakan disebut dengan H-Faktor. H-Faktor yang saling berpengaruh kalau dalam pemasakan dilakukan pada temperatur yang lebih tinggi maka waktu yang diperlukan adalah lebih singkat. Walaupun demikian kedua faktor temperatur dan waktu itu tidaklah cukup untuk mengontrol reaksi penghilangan lignin dalam suatu proses pemasakan, maka untuk memperbaiki proses pembuatan pulp secara kimia dan agar selalu ada pedoman untuk mengatur waktu dengan bervariasinya temperatur dan atau sebaiknya maka facktor-faktor itu dikombinasikan menjadi satu faktor perhitungnan yang disebut ”H-Faktor”. Yang merupakan besarnya luasan bahwa kurva/grafik kecepatan rekasi-reaksi realatif vs waktu reaksi.
tinggi dapat menurunkan viskositas maka pada proses pemasakan yang dilakukan diunit digester itu memantau viskositas unbleachnya diruang DCS. Viskositas yang dihasilkan itu tergantung pada permintaan. Tetapi biasanya viskositras yang pada umumnya didinginkan adalah berkisar 18-22 cP dan bilangan kappa berkisar 5-8. Jika pada saat pemasakan viskositas dan bilangan kappa yang diperoleh lebih rendah dari target pemasakan maka pada pemasakan itu akan menurunkan H-Faktornya, dan begitu juga apabila viskositas dan bilangan kappa lebih tinggi maka H-Faktor juga akan dinaikan guna mencapai viskositas yang ditargetkan pada proses pemasakan.
Viskositas pada proses pemasakan ini sangat berpengaruh pada mutu pulp atau kekuatan pulp sedangan bilangan kappa sangat berpengaruh bterhadap kadar lignin yang sisa pada pulp yang dihasilkan selain itu viskositas dan bilangan kappa sangat berpengaruh terhadap proses pengolahan pulp ke produk yang lain.
Untuk menaikan temperatur kita menggunakan steam sampai temperatur 120 o
C dicapai steam dengan tekanan rendah dari temperatur 125 0C sampai temperatur 170 0C. Digunakan steam dengan tekanan sedang pengontrol temperatur akan bertindak sebagai pengontrol gas yang dikeluarkan ke sistem pendaurulangan .
e. Blowing
isi dahulu blow tank dengan black liqour sampai batas agilator agar tidak terjadi hentakan beban agitator karena masuknya pulp kedalam blow tank.
g. Black dan white liqour Heating
Alat pemanas cairan digester adalah untuk membantu mengurangi volume steam dan waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan cairan pemasakan pada digester dalam pentransferan panas.
Sistem ini menggunakan/memanfaatkan uap kondesat dari tangki kondesat untuk memanaskan cairan pemasakan. Dengan metode ini adalah memungkinkan bagi kita menaikkan temperatur cairan pemasakan hingga ke 85 oC dimana temperatur maksimum adalah 98 0C. Sistem diatas dapat di pass jika ada peralatan dalam perbaikan.
2.6Waktu proses pemasakan unit Digester
Tabel 2.6 Perbedaan waktu proses pemasakan diunit digester pada proses Kraft
Siklus Pemasakan (Disolving Kraft Pulp)
(Bleach Kraft Pulp)
Pengisian Chip 20 menmit 20 menit
Temperature naik 40 menit -
Waktu temperatur 50 menit -
Gas blow 15 menit -
Pengisian liqour 25menit 25 menit
Temperatur naik 105 menit 100 menit
Waktu temperatur 90 menit 70 menit
Blow 15 menit 15 menit
Waktu luang (Mungkin ) 10 menit 10 menit
Waktu yang dibutuhkan pada proses pemasakan pulp pada proses (Disolving Kraft Pulp ) DKP totalnya 370 menit. Sedangkan waktu yang dibutuhkan pada proses pemasakan pulp pada proses (Bleach Kraft Pulp ) BKP adalah 240 menit
( Tobing , J.2002).
2.7Titrasi
MnO4- + 4 H+ + 3 e MnO2 + 2 H2O E0 c. dalam larutan basa, OH
= 1,70 Volt
-MnO
1 N atau lebih
4- + e MnO4= E0 = 0,56 Volt
Tabel 2.7 Indikator Oksidasi –Reduksi
Indikator Perubahan warna Potensial formal(Volt) pada pH =0 Bentuk
Teroksidasi
Bentuk Tereduksi
5-Nitro-1,10 feantrolina besi (II) sulfat (nitroferoin)
Biru Pucat Merah 1,25
1-10-Fenantrolina besi (II) Sulfat (feroin)
Biru Pucat Merah 1,06
2,2 –Bipiridil besi (II) sulfat
Biru sangat Pucat Merah 1,02
5,6-Dimetilferoin Biru Pucat Merah 0,97
Asam N-Fenilantranilat Merah Lembayung
Tak berwarna 0,89
4,7-Dimetil-1,10-fenantrolina besi (II) sulfat (4,7-Dimetilferoin )
Biru Pucat Merah 0,88
Asam
difenilaminasulfonat
Merah Ungu Tak Berwarna 0,85
Difenilbenzidina Ungu Tak Berwarna 0,76
Difenilamina Ungu Tak Berwarna 0,76
3,3-Dimetilnaftidina Merah
Kelembayung
Tak Berwarna 0,71
Kanji – I3-IK Biru Tak Berwarna 0,53
Biru metilena Biru Tak Berwarna 0,52
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
Adapun alat-alat yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Buret digital 2. Neraca Analitis 3. Oven
4. Desikator 5. Termometer 6. Magnetik Stirer
7. Alat penyaring (30-40 mesh) 8. Stop watch
9. Peralatan gelas 10. Shaker
18. Erlenmeyer viskositas 250ml 19. Hot Plate
20. Gelas Kimia
3.1.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan adalah sebagai berikut: 1. KMnO4
2. Na
0,1 N p.a E. Merck
2S2O3 3. H
0,1N p.a E. Merck
2SO4
4. Indikator starch p.a E. Merck
4N p.a E. Merck
5. Air Demineralisasi
6. Etanol p.a E. Merck
7. KI 1 N p.a E. Merck
8. CED (Cupri Etilen Diamine) p.a E. Merck
3.2 Prosedur Kerja
3.2.1 Penentuan bilangan kappa
2. Sampel dicuci dengan air demineralisasi sambil disaring dengan penyaring ukuran ( 35 - 40 ) mesh
3. Dipress sampel dengan tangan lalu disheetkan
4. Dikeringan dalam oven selama ± 10 menit pada temperatur (105 -120 ) o
5. Ditimbang sampel dengan berat tertentu sehingga larut dalam KMnO
C. Lalu didinginkan dalam desikator beberapa saat
4
6. Dimasukkan 400 ml air demineralisasi ke dalam beaker glass 1000 ml, lalu dimasukkan sampel sebanyak 1 gr dari hasil penimbangan
sekitar 50% (W)
7. Kemudian diaduk dengan pengaduk magnet sehingga larut terdisfersi sempurna 8. Dttambahkan 50 ml larutan KMnO4 0,1 N dan 50 ml Larutan H2SO4 N secara
bersamaan , temperatur dijaga tetap 25 o
9. Dilakukan pengadukan selama ± 10 menit , lalu ditambahkan 10 ml KI 1 N C selama reaksi berlangsung
10. Titrasi dengan larutan Na2S2O3
11. Dititrasi dilanjutkan sampai warna biru tua hilang
0,1 N, dan indikator starch ditambahkan pada saat mendekati titik akhir titrasi
12. Dilakukan pengukuran temperatur setelah titrasi dihentikan
13. Untuk penentuan blanko, seluruh prosedur diatas dikerjakan, tetapi tanpa menggunakan sampel
3.2.2 Penentuan Viskositas
Adapun penentuan Viskositas yang dilakukan adalah: 1. Sampel disheetkan
3. Disobek untuk dicek kadar airnya
4. Dimasukkan 12,5 ml ( kupri etilen diamin ) CED dan 12 ml Demin water kedalam erlenmeyer
5. Dimasukkan batang pengaduk
6. Ditimbang sampel {berat basah /Air dry (AD) } 7. Dikeringkan kira-kira 7-10 menit
8. Ditimbang sampel yang telah dikeringkan {Berat kering/Oven dry (OD)} 9. Dimasukkan kedalam desikator ±3 menit , Oven Dry (OD) berat kering
{ AD (Berat Basah ) }
X 0,125 {OD( Berat Kering ) }
10. Digoyang atau dishaker selama ± 15 menit 11. Dihisap kedalam viskosimeter
BAB 4
DATA DAN PEMBAHASAN
Dari hasil analisa diperoleh data sebagai berikut :
Tabel .4.1 Hubungan H-Faktor terhadap Viskositas dan Bilangan Kappa
Waktu H-Faktor Viskositas Bilangan Kappa
06.00 1400 11,0 5,2
07.00 1400 22,2 5,8
08.00 1400 25.0 6,0
09.00 1400 28,.0 6,4
10.00 1400 15,8 5,2
11.00 1400 19,5 5,4
12.00 1400 18,6 5,2
13.00 1400 19,8 5,5
14.00 1400 20,1 6,0
15.00 1400 21,3 6,2
16.00 1400 20,1 6,0
17.00 1400 19,8 5,5
18.00 1400 17,2 5,2
19.00 1100 20,7 6,4
20.00 1100 19,5 6,0
21.00 1100 16,1 5,4
22.00 1150 15,1 5,8
23.00 1100 21,0 6,6
00.00 1100 16,4 5,4
01.00 1100 18,6 5,8
02.00 1100 18,0 5,8
03.00 1100 15,1 5,2
04.00 1100 16,1 5,4
4.2 Perhitungan
Berikut ini contoh perhitungan untuk menentukan:
a. Viskositas
Diketahui :
T : 7,9 Menit = Waktu dalam detik C : 0,0125 = Konstanta ( 0,0125 ) D : 1,052 = Density (1,052 ) untuk menentukan viskositas adalah : V = T. D.C
V = T.D.C
= 474 X 1,052 X 0,0125
= 6,23 ( dilihat Tabel Viskosity ) Terlampir = 11,0
B. Bilangan Kappa
Diketahui
K = P x F ﴾ 1 + 0,0013 ( 25 – T)﴿ W
Dimana :
P ( Tabel 4.2)
T = Temperature pada pencampuran (titrasi ) o N = Normalitas larutan standar Na
C (Tabel 4.3 2S2O3
Vb = Volume titrasi blanko (ml)
( 0,1N)
Vt = Volume titrasi Sampel (ml ) W = Berat kering sampel
K = Bilangan kappa Diketahui
W = 3,9 gr Vb = 32,40 ml Vt = 16,30 ml T = 26oC
Maka :
Vb –Vt
P = X 0,1 N 0,1
32.40ml – 16.30
= X 0,1
0,1 = 16.10 F = 2 x P = 2 X 16.20
= 32.20 ( Dapat dilihat tabel korosif untuk pemakaian KMnO4 P x F { 1+ 0,013 (25-26) }
)
K = W
= 3,9 gr
15.4882 { 1+ 0,013 (24,013) } =
3,9 gr
15,4882 ( 1 + 0,3121) =
3,9 gr
15,4882 ( 1,3121) =
3,9 gr
20,3220 =
3,9 gr = 5,2107
C. Perhitungan H-Faktor
Ln K = B – E/R T
Dimana: K : H – Faktor
B : banyaknya chip yang dimasukkan kedalam digester E : Energi aktivasi untuk melepaskan lignin
B- E/R Ln K =
T
50,4425 – 16113 Log K =
373
Log K = 50,4425 – 43,1983
Log K = 7,2442 K = 1399,96
4.3 Reaksi Percobaan
Reaksi: KMnO4 + Na2S2O3
Red : MnO4 + 8 H+ + 5e Mn 2+ + 4H2 Oks : 2S
O │2x 2O32- S4O6
2MnO
+ 2e │2x
2-4.3 Pembahasan
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil analisa diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Harga H – Faktor 1100 – 1600 didapat
Harga viskositas adalah 11 – 14 cP Harga bilangan kappa adalah 5 – 8 Sesuai dengan harga target perusahan
2. Harga H-Faktor berbanding terbalik dengan harga viskositas dan bilangan kappa
5.2Saran
1. Sebaiknya mahasiswa lebih teliti dan serius dalam melakukan praktek lapangan untuk mendapatkan data dan pembahasan yang lengkap.
DAFTAR PUSTAKA
Achmadi, S. 1990. Kimia Kayu. Departemen Pendidikan dan kebudayaan Direktoral Jenderal Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Ilmu Hayat IPB. Bogor.
Dumanauw .J.F.1990. Mengenal Kayu .Penerbit Kanisinus .Semarang
Fengel dan Wegner .1995. Kayu: Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-reaksi. Terjemahan Hardjono S. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.
Haygreen.G.J.1996. Hasil Hutan Dan Ilmu Kayu .Penerbit Gadjah Mada University Press.Yogyakarta
PT. TPL. 2002. Recautizuicing. Traning and Devolopment Centre. Toba Pulp Lestari . Porsea
Tobing, J. 2002. Digester Plant . TRaning and Devolepment Centre. Porsea: PT. Toba Pulp Lerstari,Tbk.
Sirait, S. 2003. Digester Plant Module. TRaning and Development Centre. Porsea: PT. Toba Pulp Lestari,Tbk.
Tabel 4.2 Faktor Koreksi Untuk pemakaian KMnO
P(%)
4
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
30 0,958 0,960 0,962 0,964 0,966 0,968 0,970 0,973 0,975 0,997
40 0,979 0,981 0,983 0,985 0,987 0,989 0,991 0,994 0,996 0,998
50 0,100 1,002 1,004 1,006 0,009 1,011 1,013 1,015 1,017 1,019
60 0,022 1,024 1,026 1,028 1,030 1,033 1,035 1,037 1,039 1,042
70 0,044 1,046 1,048 1,050 - - - -
Tabel 4.3 Faktor Koreksi Kalibrasi Temperature
ToC Faktor koreksi
suhu
ToC Faktor koreksi
suhu
ToC Faktor koreksi
suhu
20 1,065 25 1,000 30 0,935
21 1,520 26 0,987 31 0,922
22 1,039 27 0,974 32 0,909
23 1,026 28 0,961 33 0,989
[image:49.595.106.523.418.570.2]
