Lampiran 2. Standart Mutu Pulp PT. TPL Tahun 2016
No Karakteristik Standart
1 Viskositas (Cp) 12
2 Kekotoran (ppm) 5
3 Derajat keputihan (GE) 99-92
4 Kadar air (%) 10
DAFTAR PUSTAKA
Bird, T. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama Dumanauw,J.F. 2001. Mengenal Kayu. Yogyakarta: Kanisius
Fengel, D. dan Wegener, G. 1995. Kimia Kayu Ultrastruktur, Reaksi-reaksi cetakan I. University Press
Haygreen, J.G. dan Bowyer, J.L. 1986. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
Hidayat, H. 2008. Politik Lingkungan Pengelolaan Hutan Masa Orde Baru dan Reformasi. Jakarta: Yayasan Obor Indonesia
Hohnholz, J.H. 1988. Menuju Kelestarian Hutan. Jakarta: Yayasan Obor Indonesia
PT. TPL. 2002. Digester Plant. PT. Toba Pulp Lestari, Tbk. Porsea Sirait,S. 2003. Module Bleaching. Porsea: PT. Toba Pulp Lestari
Sjostrom, E. 1995. Kimia Kayu, Dasar-dasar dan penggunaan. Edisi Kedua. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Sukardjo. 2002. Kimia Fisika. Jakarta: Rineka Cipta
Yazid,.E. 2005. Kimia Fisika Untuk Paramedis. Yogyakarta: Penerbit Andi
BAB 3
METODE PERCOBAAN
3.1 Alat-alat
1. Neraca analitis 2. Viskometer Ostwald 3. Viskometer bath 4. Buret Digital
5. Alat Penyaring (30-40 mesh) 6. Desikator
7. Shaker 8. Stopwatch 9. Corong Buchner 10. Vakum sheet 11. Bola Karet
12. Termometer 100oC 13. Peralatan Gelas
3.2 Bahan-bahan
1. Air demineralisasi
2. Larutan CED (Cupri Ethylen Diamine) 3. Etanol
4. Bubur pulp
3.2. Prosedur Kerja
3.2.1. Penentuan Viskositas Pulp Metode Ostwald
1. Sampel pulp dibuat menjadi lembaran tipis, kemudian dikonversi 1/3 sampel dan di timbang berat basah sampel.
2. Dikeringkan selama 7 – 10 menit di dalam oven.
3. Dimasukkan 12,5 ml CED (Cupri Etilen Diamin) dan 12 ml air demineralisasi kedalam labu erlenmeyer.
4. Dimasukkan sampel yang telah dikeringkan kedalam desikator ± 3 menit dan kemudian ditimbang berat kering sampel.
5. Dihitung � � � � �
�� � � �� � � ,
6. Diaduk atau dishaking selama ± 15 menit.
7. Diatarik liquid ke tanda goresan yang kedua kemudian dibersihkan dan dikembalikan viskometer ke posisi vertikalnya masing-masing.
9. Ditentukan waktu alir dengan menarik liquid ke tanda atas dan diukur waktu yang dibutuhkan untuk melewati miniskus antara kedua tanda tersebut.
10. Diukur waktu alir dari tanda garis atas ke tanda garis bawah. 11. Dicatat hasilnya.
12. Dibersihkan alat viskometer ostwald dan dibilas menggunakan etanol.
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Pengamatan
Dari hasil pengamatan praktek kerja lapangan di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk yang dilakukan, diperoleh data viskositas. Hasil pengamatan tersebut di tunjukkan pada tabel berikut
Tabel. 4.1 Data analisa penentuan viskositas pada proses pemutihan
(Bleaching)
No. Tanggal Waktu Viskositas (D0) Rata-Rata
1. 15-02-16 09.00 12.0 12.1 11.00 12.2
13.00 12.0
2. 16-02-16 09.00 12.5 12.2 11.00 12.2
13.00 12.0
3. 17-02-16 09.00 12.5 13.2 11.00 13.5
13.00 13.7
4. 18-02-16 09.00 12.7 12.4 11.00 12.0
13.00 12.5
5. 19-02-16 09.00 14.7 14.0 11.00 13.2
Catatan:
D0 : Tahap Klorin Dioksida
4.2 Perhitungan
Berdasarkan data analisis maka diperoleh nilai viskositas dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut:
Viskositas = C × T × D
Keterangan:
V= Viskositas dari CED pada 25oC
C= Konstantan Viskometer
T= Waktu alir (sekon)
D= Densitas larutan pulp (1,052)
Misalkan jika diketahui;
Konstanta viskometer (C) = 0.1085
Maka dapat dihitung nilai viskositasnya dibawah ini :
V = 0.1085 × 58 × 1.052
= 6.6
= 12.0
Maka nilai viskositasnya diperoleh 12.0 dengan melihat tabel konversi viskositas. Untuk mencari perhitungan viskositas yang lain dapat dilakukan dengan cara yang sama.
4.3 Pembahasan
Dari hasil analisis yang dilakukan dapat diperoleh bahwa viskositas yang baik sesuai standart yang ditetapkan dapat dilihat rata-ratanya pada hari pertama yaitu 12.1, hari kedua yaitu 12.2, dan hari keempat yaitu 12.4. Sedangkan untuk viskositas yang melewati standart yang ditetapkan dapat dilihat rata-ratanya pada hari ketiga yaitu 13.2 dan hari kelima yaitu 14.0. Hal ini disebabkan oleh pemakaian bahan pemutih yang kurang sabil serta suhu yang terlalu tinggi dalam proses pemasakan pulp.
Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas dari pulp adalah penambahan bahan pemutih dan tinggi rendahnya suhu yang digunakan pada proses pemasakan. Tinggi rendahnya suhu pada proses pemasakan dapat mempengaruhi kualitas pulp dimana jika suhu terlalu tinggi akan dapat mengakibatkan viskositas serat yang rendah dalam arti lebih banyak serat selulosa yang rendah dan sebaliknya. Oleh karena itu, pada proses pemasakan pulp suhu harus stabil agar tidak merusak selulosa.
Penambahan bahan pemutih yang sedikit akan menyebabkan pulp berwarna gelap. Sebaliknya bila penambahan bahan pemutih yang terlalu banyak akan mempengaruhi kekuatan serat pulp yang dihasilkan. Penggunaan bahan kimia pemutih (ClO2) yang terlalu banyak dapat menyebabkan degradasi selulosa sehingga mengurangi kekuatan serat. Banyaknya bahan pemutih yang digunakan berbanding terbalik dengan kekuatan serat pulp (viskositas pulp). Oleh karena itu bahan pemutih yang digunakan harus stabil agar mendapatkan viskositas yang tinggi dan kecerahan (brightness) yang dimiliki pulp tinggi.
Viskositas yang rendah artinya lebih banyak mengandung selulosa yang rusak atau selulosa yang telah terdegradasi. Para ahli juga menduga adanya degradasi lignin. Degradasi lignin juga merupakan salah satu faktor yang menyebabkan rusaknya nilai viskositas. Hal ini terjadi karena adanya perpecahan acak molekul selulosa yang menyebabkan berkurangnya rantai panjang selulosa.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil analisis yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
1. Kadar viskositas yang baik sesuai standart yang ditetapkan oleh industri adalah 12 Cp. Dengan penambahan bahan kimia yang stabil dan suhu sangat menentukan baik buruknya mutu kertas yang diperoleh. Oleh karena itu, viskositas yang baik sangat dipengaruhi oleh tinggi rendahnya suhu yang digunakan pada proses pemasakan. Jika suhu terlalu tinggi maka akan dapat mengakibatkan viskositas serat yang rendah dalam arti banyak mengandung serat selulosa yang rendah dan sebaliknya. Jika semakin banyak penambahan bahan kimia ClO2 (klorin dioksida) yang stabil maka semakin tinggi pula mutu kertas yang diperoleh dan sebaliknya.
2. Dari hasil analisa yang dilakukan di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk diperoleh rata-rata viskositas sebagai berikut
5.2 Saran
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kayu dan Sifat-Sifatnya
Kayu yang berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbeda-beda. Bahkan kayu yang berasal dari satu pohon pun dapat memiliki sifat yang berbeda, jika dibandingkan bagian ujung dengan pangkalnya. Sifat-sifat kayu yang berbeda tersebut antara lain yang bersangkutan dengan sifat-sifat anatomi kayu, sifat-sifat fisik, sifat mekanik, dan sifat kimianya. Disamping sekian banyak sifat-sifat kayu yang berbeda satu sama lain, ada beberapa sifat-sifat umum yang terdapat pada semua kayu, diantaranya :
1. Semua batang pohon mempunyai pengaturan vertical dan sifat simetri radial.
2. Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki bermacam-macam tipe, dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa-senyawa kimia berupa selulosa dan hemiselulosa (unsur karbohidrat) serta berupa lignin (non-karbohidrat)
4. Kayu merupakan suatu bahan yang bersifat higroskopik, yaitu dapat kehilangan atau bertambah kelembapannya akibat perubahab kelembapan dan suhu udara disekitarnya.
5. Kayu dapat diserang makhluk hidup perusak kayu, dapat terbakar, terutama jika kayu dalam keadaan kering.
2.1.1 Sifat Fisik Kayu
1. Berat Jenis
Kayu memiliki berat jenis (BJ) yang berbeda-beda, berkisar antara minimum 0.20 (kayu balsa) hingga 1.28 (kayu nani). Makin berat BJ-nya , umumnya makin kuat pula kayunya. Semakin ringan suatu jenis kayu, akan berkurang pula kekuatannya. Umunnya berat jenis kayu ditentukan berdasarkan berat kayu kering tanur atau kering udara dan volume kayu pada posisi kadar air tertentu.
2. Keawetan Alami Kayu
3. Warna Kayu
Ada beranekaa macam warna kayu, antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat muda, coklat tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain sebagainya. Hal ini disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda. Warna sesuatu jenis kayu dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain: tempat didalam batang, umur pohon dan kelembapan udara.
4. Higroskopik
Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap dan melepaskan air atau kelembaban. Suatu petunjuk, bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh kelembaban dan suhu udara pada suatu saat. Makin lembab udara disekitarnya akan makin tinggi juga kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya.
5. Serat
Arah serat dapat ditentukan oleh arah alur-alur yang terdapat pada permukaan kayu. Kayu dikatakan berserat lurus, jika arah sel-sel kayunya sejajar dengan sumbu batang. Jika arah sel-sel itu menyimpang atau membentuk sudut terhadap sumbu panjang batang dikatakan kayu itu berserat membelok.
6. Berat Kayu
7. Kekerasan
Pada umunya terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dan berat kayu. Kayu-kayu yang keras juga termasuk kayu-kayu yang berat.Sebaliknya kayu ringan adalah juga kayu yang lunak. Berdasarkan kekerasannya, jenis-jenis kayu digolongkan sebagai berikut:
a. Kayu sangat keras, contoh: balau, giam, dan lain-lain. b. Kayu keras, contoh: kulim, pilang dan lain-lain.
c. Kayu sedang kekerasannya, contoh: mahoni, meranti, dan lain-lain. d. Kayu lunak, contoh: pinus, balsa, dan lain-lain.
2.1.2 Sifat Mekanik Kayu
Sifat-sifat mekanik atau kekuatan kayu ialah kemampuan kayu untuk muatan dari luar. Maksud muatan dari luar adalah gaya-gaya diluar bendayang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya benda.
2.1.3 Sifat Kimia Kayu
Pada umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu daun jarum terdiri dari 3 tiga macam unsur, yaitu :
(1) unsur karbohidrat yang terdiri dari selulosa dan hemiselulosa. (2) unsur non-karbohidrat yang terdiri dari lignin.
(3) unsur yang diendapkan didalam kayu selama proses pertumbuhan yang sering disebut zat ekstraktif.
2.2 Komponen Kimia Kayu
Kayu tersusun atas beberapa komponen yaitu diantaranya selulosa, lignin, hemiselulosa dan zat-zat lain (abu). Senyawa-senyawa yang dapat dikeluarkan sangat memengaruhi hasil pulp. (Haygreen., 1986)
2.2.1 Selulosa
Jelas bahwa pemanfaatan selulosa secara tradisional yang terpenting, yang merupakan setengah dari zat penyusun kayu, adalah sebagai bahan baku untuk produksi kertas. Dalam berbagai bentuk pulp, selulosa mewakili bahan baku untuk produksi berbagai tipe kertas dan karton, dan juga menghasilkan produk-produk selulosa yang dimodifikasi. (Hohnholz,J.H., 1988)
Selulosa merupakan komponen kayu yang terbesar, yang dalam kayu lunak dan kayu keras jumlahnya mencapai hampir setengahnya. Selulosa merupakan polimer linear dengan berat molekul tinggi yang tersusun seluruhnya
atas β-D-glukosa. Karena sifat-sifat kimia dan fisiknya maupun struktur
supramolekulnya maka ia dapat memenuhi fungsinya sebagai komponen struktur utama dinding sel tumbuhan. (Fengel,D. 1995)
2.2.2 Hemiselulosa
Jumlah hemiselulosa dari berat kering kayu biasanya antara 20 dan 30 %. Komposisi dan struktur hemiselulos dalam kayu lunak secara khas berbeda dari kayu keras. Perbedaan-perbedaan yang besar juga terdapat dalam kandungan dan komposisi hemiselulosa antara batang, cabang, akar, dan kulit kayu. Seperti halnya selulosa kebanyakan hemiselulosa berfungsi sebagai bahan pendukung dalam dinding sel. (Sjostrom,E., 1995)
Gambar 2.2.2 Unit dasar penyusun hemiselulosa 2.2.3 Lignin
CH2OH CH CH
OCH3 OH
Gambar 2.2.3. Struktur dasar lignin
2.2.4 Zat Ekstraktif
Kandungan dan komposisi ekstraktif berubah-ubah di anatara spesies kayu. Tetapi juga terdapat variasi yang tergantung pada tapak geografi dan musim. Pada sisi lain, komposisi ekstraktif dapat digunakan untuk determinasi kayu-kayu tertentu yang sukar dibedakan secara anatomi. Komposisi ekstraktif dapat berubah selama pengeringan kayu, terutama senyawa-senyawa tak jenuh, lemak dan asam lemak terdegradasi. Fakta ini penting untuk produksi pulp karena ekstraktif tertentu dalam kayu segar mungkin menyebabkan noda kuning (gangguan getah) atau penguningan pulp. Ekstraktif dapat juga mempengaruhi kekuatan pulp, perekatan dan pengerjaan akhir kayu maupun sifat-sifat pengeringan. (Fengel,D., 1995)
2.2.5 Abu
2.3 Pulp (Bubur Kertas)
Pulp adalah bahan mentah untuk membuat kertas. Bahan mentah ini dibuat dari
serat pendek yang diperoleh dari produksi kayu dan non-kayu, seperti ampas tebu, jerami padi, atau merang. Sekarang ini, industri pulp yang lebih besar memakai bahan baku seperti, pohon Eucalyptus, Acasia dan pohon Pinus.
Bahan baku tersebut akan dihasilkan serat pendek sebagai bahan baku untuk industri pulp. Bagaimanapun, serat panjang masih diimpor dari luar negeri. Asosiasi pulp dan kertas belum menanam tanaman ‘serat panjang’, karena ditaksir tidak efisien, namun industri kertas memerlukan baik serat pendek dan panjang. (Hidayat,H., 2008)
2.3.1 Bahan Baku Kayu Pembuatan Pulp
Bahan baku kayu pada pembuatan pulp adalah tumbuh-tumbuhan dengan kadar selulosa tinggi. Bahan baku tersebut dapat dibagi atas dua golongan :
a. Bahan baku kayu : mempunyai serat yang panjang, berasal dari pohon berdaun lebar (akasia dan lamtoro) dan pohon berdaun jarum (jarum dan cemara)
b. Bahan baku kayu : mempunyai serat pendek, berasal dari jerami, merang, dan rumput-rumputan.
2.4 Proses Pembuatan Pulp
Pemisahan serat selulosa dari bahan-bahan yang bukan serat didalam kayu dapat dilakukan dengan berbagai macam cara/proses, yaitu :
1) Proses mekanik 2) Proses semi kimia 3) Proses kimia
2.4.1 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 randemen sebesar 90-95 %, tetapi menyebabkan kerusakan pada serat. Penggunaan pulp yang dihasilkan pada proses mekanik ini nilainya kecil sekali, juga pulp itu masih mengandung banyak lignin, dan serat-seratnya tidak murni sebagai serat.
2.4.2 Proses Semi Kimia
Proses semi kimia meliputi pengolahan secara kimia yang diikuti dengan perbaikan secara mekanik dan beroperasi pada rendemen yang tingginya dibawah proses mekanik. Baiasanya bahan kimia yang digunakan pada proses ini adalah sodium sulphite (Na2S).
2.4.3 Proses Kimia
merugikan pada proses ini adalah randemen yang rendah yaitu 45-55 %. Proses kimia dibagi menjadi tiga kategori :
1) Soda Process 2) Sulphite Process 3) Sulphate Process
Dalam proses soda, kayu dimasak dengan larutsn sodim hidroksida (NaOH). Larutan sisa pemasakn dipekatkan dan kemudian dibakar, yang akan menghasilkan sodim karbonat (Na2CO3), dan apabila diolah dengan menambahkan batu kapur akan menghasilkan sodium hidroksida (NaOH). Nama
proses “soda” karena bahan kimia yang ditambahkan kedalam prosesnya berupa
sodium karbonat (Na2CO3). Proses ini sekarang sudah tidak dipakai lagi. Pada proses sulfit, larutan pemasak yang dipakai adalah asam-asam yang mengandung sulfur banyak dipakai saat ini adalah proses sulphate atau disebut juga proses kraft. Kraft berasal dari bahasa Jerman yang berarti kuat. Kekuatan dari proses kraft ini dikarenakan adanya bahan kimia yang terkandung dalam larutan pemasak
yang disebut “sulfidity”. Yang menjadi target pada proses ini adalah untuk
memisahkan serat-serat yang terdapat dalam kayu secara kimia dan melarutkan sebanyak mungkin lignin yang terdapat pada dinding-dinding serat. (PT. TPL., 2002).
2.5 Proses Pemasakan (Digesting)
kimia yang digunakan adalah kaustik (NaOH) dan Sodium Sulfit (Na2S), campuran ini dinamakan white liquor. Panas ini diperoleh dari hasil pemanasan pada liquor heater secara tidak langsung dari penambahan steam (uap) langsung dari bawah digester. Dalam pemasakan kayu dengan proses kraft dipergunakan larutan pemasak (white liquor) . Pemasakan biasanya dilakukan pada suhu (160-180ºC) selama sekitar 120-180 menit adapun hasil produksi yang dikehendaki adalah kraft pulp. Untuk pembuatan kraft pulp, lignin dan hemiselulosa haruslah dihilangkan untuk mendapatkan pulp yang baik.
Untuk menghilangkan dilakukan cara melakukan steam secara langsung kedalam digester yang sudah berisi chip sesudah itu white liquor dimasukkan dengan perbandingan yang telah ditetapkan. Pemasakan soft wood membutuhkan waktu yang lama dibandingkan dengan pemasakan hard wood. Kemudian tekanan diturunkan pada digester hingga 2 barr, setelah itu ditambahkan white liquor dan black liquor, dan untuk pemasakan selanjutnya dengan menggunakan steam lebih kurang 3 jam. Beberapa faktor yang penting diperhatikan dalam pemasakan chip dalam digester adalah :
1. Perbandingan cairan pemasak dengan chip 2. Lama pemanasan
3. Temperatur pemasakan 4. Tekanan operasi pemasakan 5. Efektivitas pemindahan panas
(washing). Tipe blow tank yang telah dipakai adalah sama dengan jenis digester plant dengan volume 600 m3, diameter 8250 mm, tinggi 21000 mm.
2.5.1 Suhu Pemasakan
Temperatur pemasakan merupakan faktor yang berpengaruh terhadap kualitas pulp. Contohnya pada saat pemasakan serpihan kayu penambahan suhu 10ºC dari
160ºC menjadi 170ºC reaksi penghilangan lignin akan bertambah menjadi duakali lipat. Sehingga akan sangat berpengaruh terhadap kualitas pulp. Begitu juga pada saat pemutihan (bleaching) diasumsikan akan terjadi hal yang sama. Maka dalam penelitian ini perlu ditentukan suhu optimum dengan variasi konsentrasi klorin dioksida (ClO2) sebagai bahan pemutih pulp.
Klorin dioksida (ClO2) bereaksi cepat pada temperatur rendah terhadap pulp yang mengandung sejumlah lignin. Bagaimanapun pada saat sebagian besar
lignin telah dioksidasi, lignin yang tersisa akan lebih sulit dihilangkan. Untuk mengoksidasi sebagian kecil lignin tersebut dicapai pada tahap berikutnya, suatu temperatur yang tinggi harus dipergunakan untuk memperoleh tingkat brightness yang maksimum dengan jumlah klorin dioksida (ClO2) yang sedikit.
Dengan dua tahap klorin dioksida (ClO2), 89-90 % brightness ISO yang dicapai adalah lebih ekonomis. Jika suatu kenaikan terhadap brightness dikehendaki lebih lanjut lagi, bukan hanya jumlah klorin dioksida yang dibutuhkan lebih tinggi, akan tetapi temperatur juga harus dinaikkan menjadi 80-90ºC supaya jumlah klorin dioksida yang dipakai lebih besar. (PT. TPL., 2002).
2.5.2 Konsentrasi
Konsentrasi larutan pemasak sangat berpengaruh pada penguraian serat selulosa. Semakin tinggi konsentrasi larutan pemasak maka lignin yang terdegradasi akan semakin besar, jadi konsentrasi larutan pemasak sangat berpengaruh terhadap kualitas pulp.
2.5.3 Waktu
Pada temperatur yang lebih tinggi, 95 % klorin akan bereaksi pada beberapa menit yang pertama dan sisanya akan segera terbuang. Ini perlu dicatat bahwa orto-kuinon dalam filtrat proses klorinasi akan dititrasi sebagai klorin pada pemutihan klorin yang tersisa, yang ditunjukkan dengan suatu sisa yang tak terdeteksi. Pengukuran yang benar terhadap sisa lorin dilakukan dengan mengekstraksi sisa klorin dari filtrat dengan menggunakan karbon tetra klorida.
2.5.4 Pengaruh Konsistensi
Pengaruh konsistensi terhadap efisiensi pemutihan dengan klorin dioksida adalah kecil, akan tetapi biaya pemanasan air daripada pulp menjadi 70ºC membuatnya setinggi mungkin. Konsisten yang optimum proses pemutihan untuk pencampuran klorin dioksida adalah 11-12 %. Konsistensi stock yang meninggalkan menara pemutihan pulp machine diukur dan dicatat oleh instrumen-instrumen yang terpasang dijalur tersebut. Pengukuran ini adalah untuk dibandingkan terhadap hasil pemeriksaan dilaboratorium. Sebagai tambahan, contoh yang dikumpulkan dari tahap yang berbeda-beda didalam proses akan diperiksa konsistensinya dilaboratorium.
2.5.5 Brightness
2.5.6 Klorin yang Tersisa
Pemeriksaan terhadap klorin yang tersisa didalam stock pulp pada tahap proses klorinasi dan klorin dioksida dilakukan untuk mengendalikan dosis bahan kimia. Contoh yang berasal dari tahap-tahap ini dianalisa di laboratorium dan berdasarkan hasil yang diperoleh, penting untuk pengaturan dosis bahan kimia yang diberikan. Pada tahap klorinasi ada juga pengukuran sisa klorin yang digunakan secara otomatis dengan sebuah instrumen yang terpasang dijalur tersebut untuk mengendalikan klorin yang ditambahkan. (PT.TPL., 2002)
2.6 Proses Pemutihan (Bleaching)
Warna pada pulp yang belum diputihkan umumnya disebabkan oleh lignin yang tersisa. Penghilangan lignin dapat lebih banyak pada proses pemasakan, tetapi akan mengurangi hasil yang banyak sekali dan merusak serat, jadi menghasilkan kualitas pulp yang rendah. Oleh karena itu, proses pemasakan agar benar benar cukup dimana proses penghilangan lignin dengan bahan kimia, umumnya memiliki suatu dampak terhadap dekomposisi dari lignin.
Pada normalnya proses penghilangan lignin adalah melarutkan pulp ke bentuk yang larut dalam air. Penghilangan bentuk bentuk lignin merupakan kehilangan sebahagian dari hasil pada proses pemutihan, yang mana ini adalah antara 5% sampai dengan 10% (dihitung mulai dari pulp yang telah selesai dimasak), tergantung pada metode pemasakan dan sasaran brightness dari pulp.
hipoklorit, hidrogen peroksida, dan lain-lain. Kemudian molekul lignin terurai menjadi partikel partikel yang lebih kecil yang larut dalam air, dan dapat dihilangkan dari pulp. Variabel-variabel dasar pada proses pemutihan adalah bahan kimia, kekuatan, waktu, temperatur, dan pH.
2.7 Proses Pemutihan (Bleaching) Tahap Klorin Dioksida (D0)
Awalnya klorin dioksida menggantikan hipoklorit dari proses pemutihan untuk mencapai brightness pulp yang tinggi tanpa mengalami degradasi. Secara substansial substitusi dengan klorin dioksida memiliki banyak keuntungan :
a. Pemakaian bahan kimia sedikit b. Hasil tinggi
c. Biaya lebih rendah
d. Kekuatan pulp lebih tinggi e. Zat pengotor dan shive sedikit f. Brightness lebih stabil
g. Sedikit resin pada limbah h. Warna lebih rendah
2.7.1 Pemutihan Menggunakan Klorin dioksida (ClO2)
Warna dari pulp yang belum diputihkan umumnya disebabkan oleh lignin yang tersisa didalam pulp setelah proses pemasakan. Penghilangan lignin dapat lebih banyak pada proses pemasakan, tetapi akan mengurangi hasil yang banyak sekali dan merusak serat, sehingga menghasilkan kualitas pulp yang rendah. Klorin dioksida adalah salah satu bahan kimia pengoksidasi yang kuat, berwarna hijau kekuning-kuningan pada konsentrasi tinggi warnanya berubah menjadi orange, dapat larut dengan air dingin ,merupakan campuran yang terdiri dari air dan ±16% Cl2 memiliki titik beku -590C, dan titik didih nya +110C. Kerja dari cara proses pemutihan ini umumnya dengan cara mengoksidasi lignin dan bahan bahan berwarna lain yang terdapat didalam pulp. Digunakan untuk memutihkan pulp yang berkualitas sebab dapat mengoksidasi bahan yang bukan merupakan selulosa dengan kerusakan pada selulosa yang minimum,dan brightness tinggi yang dihasilkan dengan klorin dioksida adalah stabil.
Klorin dioksida (ClO2) memiliki sifat-sifat kimia yang dominan, yaitu:
1. Klorin dioksida merupakan oksidator yang kuat
2. Memiliki reaktivitas yang tinggi dalam fase gas
3. Reaksinya sangat lambat terhadap karbohidrat
4. Dalam bentuk murni cenderung terurai dan mudah meledak
5. Dalam pulp ,klorin dioksida hanya bereaksi dengan lignin
2.7.2 Proses Kimiawi Pemutihan Dengan Klorin Dioksida
Pada saat pulp diberikan perlakuan dengan klorin dioksida, ini bereaksi dengan air dan komponen-komponen pulp, umumnya lignin dan resin melengkapi reaksi. Klorin dioksida bereaksi dengan air sesuai dengan persamaan reaksi berikut ini:
2ClO2 + H2O → HClO3 + HClO2
Reaksi ini lambat pada kondisi asam, agak baik pada temperatur tinggi, akan tetapi kecepatan reaksi meningkat dengan suatu kenaikan terhadap pH 1. Asam Klorat tidak reaktif diatas pH 6, akan tetapi ini akan menjadi suatu zat pemutih yang efektif seperti berkurangnya pH dan sangat reaktif dibawah pH 3. Bagaimanapun kecepatan reaksi antara klorin dioksida dan komponen–komponen pulp adalah lebih cepat. Langkah pertama adalah satu elektron memindahkan klorin dioksida yang tereduksi menjadi sebuah ion klorin dan mengoksidasi lignin pada pulp.
ClO2 + e- → ClO2-
Asam klorat pada filtrat menunjukkan suatu kehilangan sebahagian kekuatan pengoksidasi dari ClO2.
2.7.3 Reaksi Klorin dengan Lignin
Klorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan substitusi. Reaksi–reaksi ini mengeluarkan lignin dan oleh karena itu, beberapa akan terlarut dalam tahap klorinasi. Substitusi:
Oksidasi :
Cl2 + (Lignin) → (Lignin teroksidasi) + 2HCl
Kebanyakan lignin yang terklorinasi dan teroksidasi akan larut didalam tahap ekstraksi selanjutnya setelah hidrolisa dengan pembentukan Sodium Phenolat. (Sirait,S., 2003)
2.8 Viskositas
Viskositas adalah sifat fluida yang mendasari diberikannya tahanan terhadap tekanan geser oleh fluida tersebut. Hukum viskositas Newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida yang tertentu maka tekanan geser berbanding lurus dengan viskositas. (Sukardjo., 2002)
Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Cairan ada yang mengalir cepat seperti contohnya air, alkohol, dan bensin karena memiliki nilai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir lambat seperti gliserin, minyak, dan madu karena mempunyai viskositas besar. Jadi viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan.
ditimbulkan oleh peristiwa tumbukan yang terjadi antara molekul-moleku gas. (Yazid., 2005)
Viskositas (kekentalan) fluida menggambarkan ketahanan fluida terhadap regangan geser. Bila fluida mengalir dalam sebuah pipa silinder yang berjari-jari dalam R dan panjang L, laju volume total diberikan oleh persamaan Poiseuille :
��
fluida dengan viskositas η. (Young, H.D., 2002)
Fluida, baik zat cair maupun gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Viskositas atau kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul yang menyusun suatu fluida. Jadi molekul-molekul yang membentuk suatu fluida sling gesek-menggesek ketika fluida-fluida tersebut mengalir. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul. (Bird., 1993)
2.8.1 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Viskositas
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut (Bird, 1993) :
1. Tekanan
2. Temperature
Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.
3. Kehadiran zat lain
Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan tambahan seperti bahan suspense menaikkan viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu alirnya semakin cepat.
4. Ukuran dan berat molekul
Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi serta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi.
5. Berat molekul
Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak. 6. Kekuatan antara molekul
2.8.2 Metode Pengukuran Viskositas
Secara umum, viskositas cairan dapat ditentukan dengan dua metode, yaitu diantaranya :
a) Viskometer Ostwald
2.8.2 Gambar Alat Viskosimeter Ostwald
Metode ini ditentukan berdasarkan Hukum Poiseille menggunakan alat Viskometer Ostwald. Penetapannya dilakukan dengan jalan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengalirnya cairan dalam pipa kapiler dari atas kebawah. Sejumlah cairan yang akan diukur viskositasnya dimasukkan kedalam viskometer yang diletakkan pada thermostat. Cairan kemudian dihisap dengan pompa kedalam bola sampai diatas tanda garis atas. Cairan dibiarkan mengalir kebawah dan waktu yang diperlukan dari batas atas kebatas bawah dicatat menggunakan stopwatch.
b) Viskometer Bola jatuh
tabung berisi cairan yang akan ditentukan viskositasnya. Waktu yang diperlukan untuk bola jatuh melalui cairan dengan tinggi tertentu kemudian dicatat dengan stopwatch. (Yazid., 2005)
c) Viskometer Hoppler
Pada viscometer ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam untuk melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena adanya gravitasi akan jatuh melalui medium yang berviskositas (seperti cairan) misalnya dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan tercapai bila gravitasi sama dengan fictional resistance medium.
d) Viskometer Cup dan Bob
Prinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan gesekan yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebabkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat.
e) Viscometer Cone dan Plate
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kertas merupakan bahan produk yang banyak dipergunakan oleh manusia. Pulp sebagai bahan baku kertas dibuat dari semua jenis kayu yang berserat panjang (hard wood) maupun kayu yang berserat pendek (soft wood). Perkembangan industri pulp (bubur kertas) di Indonesia berkembang secara pesat didukung oleh sumber daya yang ada. Lokasi pabrik pulp menghasilkan kertas di Indonesia terletak di Desa Sosor Ladang, Kecamatan Porsea, Kabupaten Toba Samosir, Sumatera Utara. Sedangkan lokasi pabrik pulp untuk menghasilkan rayon terletak di Riau.
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. Dengan demikian harus ada hubungan antara bahan kimia pemutih yang digunakan dengan pulp yang akan diputihkan. Berdasarkan pemikiran tersebut, begitu pentingnya penentuan viskositas untuk mengetahui kualitas pulp yang dihasilkan setelah proses pemutihan ,maka saya merasa tertarik untuk menjadikan ini sebagai pembahasan dalam Karya Ilmiah dengan judul “Penentuan Viskositas Pulp Pada D0 Stage Dalam
1.2 Permasalahan
Pada proses uji yang dilakukan oleh Quality Control ada beberapa parameter yang digunakan diantaranya adalah penentuan kadar viskositas. Pengujian viskositas dilakukan untuk menentukan kekentalan yang dimiliki oleh pulp. Yang menjadi permasalahannya adalah apakah viskositas sangat mempengaruhi mutu pulp yang dihasilkan sehingga diperoleh mutu pulp sesuai dengan standar yang ditetapkan oleh industri dan bagaimana cara menentukan viskositas yang terkandung didalam bubur pulp.
1.3 Tujuan
Adapun tujuannya adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui pengaruh pemakaian jumlah pemutih terhadap viskositas sehingga diperoleh mutu pulp sesuai standart yang ditetapkan industri.
2. Untuk mengetahui cara penentuan viskositas yang terkandung didalam bubur pulp.
1.4 Manfaat
PENENTUAN VISKOSITAS PULP PADA D0 STAGE
DALAM PROSES PEMUTIHAN PULP (BLEACHING) DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA
ABSTRAK
Telah dilakukan pengujian terhadap viskositas yang bertujuan untuk menentukan kekentalan yang dimiliki oleh pulp setelah dilakukan proses pemutihan (bleaching). Pengujian ini mengevaluasi derajat polimerisasi daripada selulosa atau degradasi dari serat selulosa. Penentuan viskositas di PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk-PORSEA dilakukan dengan menggunakan alat viskometer Ostwald dan dengan metode Ostwald. Pada metode ini meliputi penentuan viskositas dari pulp yang dicampur dengan larutan Cupri Etilen Diamin (CED) sebanyak 12.5 ml dan air destilat sebanyak 12.5 ml. Untuk memperoleh viskositas dari pulp yang diinginkan sesuai standart maka setiap penambahan bahan kimia harus stabil. Dari hasil analisis yang dilakukan dapat diketahui bahwa viskositas dari pulp yang diperoleh sesuai standart yang digunakan oleh PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA yaitu 12 Cp.
DETERMINATION OF THE PULP VISCOSITY AT D0 STAGE
IN THE PULP BLEACHING PROCESS IN PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA
ABSTRACT
Has conducted test on viscosity which aims to determine the viscosity of which is owned by the pulp after the bleaching process. This test evaluates the degree of polymerization of the cellulose or the degradation of cellulose fibers. Determination of viscosity in PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk-PORSEA were performed using an Ostwald viscometer and the Ostwald method. In this method involves determining the viscosity of the pulp is mixed with a solution Cupri Ethylene Diamine (CED) 12.5 ml and 12.5 ml of water distillate. To abtain the desired viscosity of the pulp according to standard then any addition of chemicals to be stable. Of the analysis carried out showed that the viscosity of the pulp obtained according to standard used by PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk-PORSEA is 12 Cp.
PENENTUAN VISKOSITAS PULP PADA D
0DALAM PROSES PEMUTIHAN PULP (BLEACHING)
DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA
KARYA ILMIAH
TITIK PUJI LESTARI 132401058
PROGRAM STUDI D-3 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENENTUAN VISKOSITAS PULP PADA D
0STAGE
DALAM PROSES PEMUTIHAN PULP (BLEACHING)
DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA
KARYA ILMIAH
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
TITIK PUJI LESTARI 132401058
PROGRAM STUDI D-3 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Penentuan Viskositas Pulp Pada D0 Stage Dalam Proses Pemutihan (Bleaching) Di PT. Toba Pulp, Tbk-Porsea
Kategori : Karya Ilmiah Nama : Titik Puji Lestari Nomor Induk Mahasiswa : 132401058
Program Studi : Diploma (D3) Kimia
Departemen : Kimia
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Juni 2016
Diketahui oleh:
Program D3 Kimia FMIPA USU
Ketua, Dosen Pembimbing,
Dra. Emma Zaidar Nst, M.Si Dr. Firman Sebayang, MS NIP: 195512181987012001 NIP: 195607261985031001
Disetujui oleh:
Departemen KIMIA FMIPA USU Ketua
PERNYATAAN
PENENTUAN VISKOSITAS PULP PADA D0 STAGE
DALAM PROSES PEMUTIHAN (BLEACHING) DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA
KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebut sumbernya.
Medan, Juni 2016
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan karunia-Nya Karya Ilmiah ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang telah
ditentukan. Karya Ilmiah ini berjudul “Penentuan Viskositas Pada D0 Stage Dalam Proses Pemutihan (Bleaching) di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea”. Dimana Karya Ilmiah ini merupakan salah satu persyaratan untuk meraih gelar ahli madya pada program Diploma III Kimia di FMIPA USU.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Karya Ilmiah ini kurang sempurna, karena keterbatasan penulis baik dari segi isi maupun penyusunan kata, namun penulis berharap Karya Ilmiah ini dapat berguna bagi penulis dan semua pihak yang membaca Karya Ilmiah ini. Karena itu, penulis dengan segala hormat mengharap segala kritik dan saran untuk perbaikan Karya Ilmiah ini.
Selama penulisan Karya Ilmiah ini penulis menyadari telah mendapatkan dorongan, perhatian, bantuan dan petunjuk dari semua pihak, maka pada kesempatan ini dengan segala kerendahaan hati penulis ingin menyampaikan penghargaan dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Kedua orang tua yaitu Ibunda dan Ayahanda penulis yang telah memberikan semangat dan dorongan moral kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.
2. Bapak Dr. Firman Sebayang, MS selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.
3. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS selaku ketua Departemen Kimia FMIPA USU.
4. Ibu Dra. Emma Zaidar Nst, M.Si selaku ketua program studi D3 KIMIA. 5. Seluruh dosen dan karyawan / staf progam studi Diploma-3 FMIPA USU. 6. Bapak Arlodis Nainggolan selaku pembimbing lapangan yang telah
membimbing dan masukan kepada penulis selama melaksanakan praktek kerja lapangan,
7. Seluruh staf/karyawan PT. Toba Pulp Lestari, Tbk-Porsea yang telah memberikan dukungan, bimbingan, dan ilmu baru kepada penulis.
8. Teman separtner saat melaksanakan praktek kerja lapangan, yang menjadi teman berbagi dan saling membantu memberi semangat semasa PKL. 9. Semua pihak kakak/abang alumni D-III Kimia Analis dan Kimia Industri
Akhir kata semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas kebaikan dan partisipasi kepada semua pihak yang telah banyak membantu penulis menyelesaikan Karya Ilmiah ini. Terima Kasih
PENENTUAN VISKOSITAS PULP PADA D0 STAGE
DALAM PROSES PEMUTIHAN PULP (BLEACHING) DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA
ABSTRAK
Telah dilakukan pengujian terhadap viskositas yang bertujuan untuk menentukan kekentalan yang dimiliki oleh pulp setelah dilakukan proses pemutihan (bleaching). Pengujian ini mengevaluasi derajat polimerisasi daripada selulosa atau degradasi dari serat selulosa. Penentuan viskositas di PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk-PORSEA dilakukan dengan menggunakan alat viskometer Ostwald dan dengan metode Ostwald. Pada metode ini meliputi penentuan viskositas dari pulp yang dicampur dengan larutan Cupri Etilen Diamin (CED) sebanyak 12.5 ml dan air destilat sebanyak 12.5 ml. Untuk memperoleh viskositas dari pulp yang diinginkan sesuai standart maka setiap penambahan bahan kimia harus stabil. Dari hasil analisis yang dilakukan dapat diketahui bahwa viskositas dari pulp yang diperoleh sesuai standart yang digunakan oleh PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA yaitu 12 Cp.
DETERMINATION OF THE PULP VISCOSITY AT D0 STAGE
IN THE PULP BLEACHING PROCESS IN PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA
ABSTRACT
Has conducted test on viscosity which aims to determine the viscosity of which is owned by the pulp after the bleaching process. This test evaluates the degree of polymerization of the cellulose or the degradation of cellulose fibers. Determination of viscosity in PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk-PORSEA were performed using an Ostwald viscometer and the Ostwald method. In this method involves determining the viscosity of the pulp is mixed with a solution Cupri Ethylene Diamine (CED) 12.5 ml and 12.5 ml of water distillate. To abtain the desired viscosity of the pulp according to standard then any addition of chemicals to be stable. Of the analysis carried out showed that the viscosity of the pulp obtained according to standard used by PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk-PORSEA is 12 Cp.
DAFTAR ISI
2.5.1 Suhu Pemasakan 15
2.5.2 Konsentrasi 16
2.5.3 Waktu 16
2.5.4 Pengaruh Konsistensi 17
2.2.5 Brightness 17
2.5.6 Klorin yang Tersisa 18
2.6 Proses Pemutihan (Bleaching) 18
2.7 Proses Pemutihan (Bleaching) Tahap Klorin Dioksida (D0) 19 2.7.1 Pemutihan Menggunakan Klorin Dioksida (ClO2) 20 2.7.2 Proses Kimiawi Pemutihan Dengan Klorin Dioksida 21
2.7.3 Reaksi Klorin Dengan Lignin 21
2.8 Viskositas 22
2.8.1 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Viskositas 23
2.8.2 Metode Pengukuran Viskositas 25
BAB 3 METODE PERCOBAAN
3.1 Alat-alat 27
3.2 Bahan-bahan 28
3.3 Prosedur Kerja 28
DAFTAR GAMBAR
No Gambar Judul Halaman
Gambar 2.2.1 Struktur Selulosa 8
