Laporan Pratikum Dosen Pembimbing
Teknik Reaksi Kimia Ir.Rozanna.Sri Iriyanti,M.Si
PEMBUATAN PULP DENGAN PROSES SEMI MEKANIS
Kelompok : IX ( Sembilan )
Nama Kelompok : BOY PRESLEY P (1107035582) HARMIDIA QUROTUL AINI (1107020184)
RAHMAT KAMARULLAH (1107035706)
LABORATORIUM DASAR PROSES & OPERASIONAL PABRIK FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU
PENDAHULUAN
1.1 Dasar TeoriPulp adalah produk utama kayu, terutama digunakan untuk pembuatan kertas, tetapi pulp juga diproses menjadi berbagai turunan selulosa, seperti rayon dan selofan. Pulp sering juga disebut hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat (kayu maupun non kayu) melalui berbagai proses pembuatannya (mekanis, semikimia, kimia). Tujuan utama pembuatan pulp kayu adalah untuk melepaskan serat-serat yang dapat dikerjakan secara kimia, atau secara mekanik atau dengan kombinasi keduanya. Prinsip pembuatan pulp secara mekanis yakni dengan pengikisan dengan menggunakan alat seperti grinda. Proses mekanis yang biasa dikenal diantaranya PGW (Pine Groundwood), SGW (Semi Groundwood). Proses semi kimia merupakan kombinasi antara mekanis dan kimia. Yang termasuk ke dalam proses ini diantaranya CTMP (Chemi Thermo Mechanical Pulping) , NSSC (Neutral Sulfite Semichemical). Sedangkan yang termasuk proses kimia yaitu proses kraft yang merupakan bagian proses basa dan proses sulfit yang termasuk proses asam. Dimana proses kraft ini pertama sekali dikenal di Swedia pada tahun 1885. Disebut kraft karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan lebih tinggi dari pada proses mekanis dan semikimia, akan tetapi rendemen yang dihasilkan lebih kecil diantara keduanya karena komponen yang terdegradasi lebih banyak (lignin, ekstraktif dan mineral) (wikipedia, 2009).
Selulosa
Adapun faktor yang membuat selulosa disenangi untuk produksi pulp dan kertas adalah (Murugan, 1996) :
1. Jumlahnya berlimpah, dapat melengkapi, dan mudah dipanen dan dipindah-pindahkan dan akibatnya bahan ini murah harganya.
3. Zat ini bisa menarik air, yang mempermudah persiapan mekanik dari serat-serat atau ikatan-ikatan serat-serat ketika campuaran serat-serat tadi dikeringkan 4. Zat ini tidak dapat larut dalam air dan pelarut-pelarut organik
5. Tahan terhadap sejumlah bahan kimia yang menyebabkan dapat diisolasi dan dimurnikan dari kayu yang merupakan sumber utama selulosa.
Pembuatan pulp (pulping) adalah proses mengubah bahan baku yang berasal dari tumbuhan menjadi serat-serat selulosa yang dapat dijadikan kertas ataupun bahan kimia turunan selulosa lainnya. Secara umum, ada dua metode pembuatan pulp yaitu secara mekanis dan kimia. Pembuatan pulp secara mekanis adalah memanfaatkan gaya mekanis dan mungkin energi untuk melunakkan bahan baku menjadi serat-serat. Sedangkan, secara kimia adalah menggunakan bahan kimia dan energi untuk melarutkan lignin kedalam bahan kimia yang digunakan. Untuk menghasilkan kertas, serat-serat yang dihasilkan tersebut diolah lebih lanjut melalui beberapa tahapan, seperti pemucatan dan pemulusan serat, serta penambahan bahan-bahan pengisi untuk menambah kekuatan dari daya tahan kertas.
Biomassa adalah bahan yang dihasilkan dari hasil fotosintesis, kandungan terbesar biomasa adalah selulosa, hemiselulosa dan lignin. Selulosa merupakan komponen kimia utama sebagai penyusun dinding sel kayu. Selulosa adalah karbohidrat yang tersusun atas unsur karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). Selulosa merupakan polimer yang memiliki rantai lurus dan tidak bercabang. Rumus molekul dari selulosa adalah (C6H10O5)n. Dimana n adalah jumlah
Hemiselulosa merupakan polisakarida berantai pendek dan bercabang dengan berat molekul yang lebih rendah dari selulosa. Pada kayu, hemiselulosa mempunyai peranan penting terutama dalam daya ikat menambah kekuatan tarik dan sobek. Selama proses pulping sejumlah lokasi dan struktur dari bermacam hemiselulosa biasanya berubah. Hemiselulosa bersifat hidrokopis dan larut dalam larutan alkali encer sehingga bisa dipisah dari selulosa. Lignin merupakan senyawa yang tidak diharapkan dalam pembuatan pulp dan kertas karena akan membuat lembaran pulp kaku dan mengurangi aktivitas ikatan permukaan antarserat. Lignin merupakan tambahan total dari karbohidrat (selulosa dan hemiselulosa) yang terkandung di dalam serat, yang berfungsi sebagai pengikat antar serat dan memberikan warna kuning pada pulp.
Kayu merupakan bahan baku yang paling banyak digunakan dalam pembuatan pulp kertas. Kayu yang bersifat padat dan memiliki kadar lignin yang relatif lebih banyak membutuhkan kondisi operasi yang cukup rumit dalam proses pembuatan pulp, seperti suhu, dan tekanan operasi yang tinggi. Lignin bersifat seperti perekat dan memiliki berat molekul yang sangat besar dengan struktur acak. Kombinasi antara lignin dengan selulosa inilah yang menjadikan kayu bersifat keras dam memiliki daya tahan. Pada percobaan skala laboraturium, penggunaan bahan baku bukan kayu (non wood) seperti batang jagung, ampas tebu dan rumput-rumputan akan memudahkan kondisi operasi pembuatan pulp, karena bahan bukan kayu yang akan dijadikan pulp dimasak dalam larutan pemasak. Jika proses pemasakan berlangsung pada suhu dan tekanan yang tinggi proses ini disebut dengan proses soda. Untuk kemudahan proses, pemasakan bahan baku cukup dilakukan pada suhu didih, larutan pemasak pada tekanan ruang (1 atm). Walaupun demikian, proses ini belum mampu melepaskan lignin dari bahan baku yang dimasak, hanya melunakkan dan belum menghasilkan serat. Sehingga untuk menghasilkan serat diperlukan gaya mekanis pada bahan baku yangg telah dimasak. Karena bahan baku yang digunakan memerlukan bahan kimia dan gaya mekanis, proses ini disebut proses soda semi mekanis.
atau disebut juga dengan bagas, adalah hasil samping dari proses ekstraksi cairan tebu. Ampas tebu sebagian besar mengandung ligno-cellulose. Panjang seratnya antara 1,7-2 mm dengan diameter sekitar 20 µm, sehingga ampas tebu ini dapat memenuhi persyaratan untuk diolah menjadi papan-papan buatan. Serat bagas tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa, pentosan, dan lignin. Hasil analisis serat bagas tercantum dalam Tabel dibawah ini :
Tabel 1. Komposisi Kimia Ampas Tebu
Kandungan Kadar (%)
Pembuatan pulp dengan proses soda hanya membutuhkan NaOH sebagai bahan kimia. Biasanya, jika kayu digunakan sebagai bahan baku, proses soda dilangsungkan pada suhu mencapai (160ºC) dan tekanan tinggi (mencapai 10 atm) untuk melarutkan lignin. Namun, untuk beberapa bahan bukan kayu proses pelarutan lignin dapat berlangsung pada suhu didih larutan pemasak, yang kemudian diikuti dengan gaya mekanis untuk menjadikan serat. Lamanya waktu pemasakan, perbandingan berat bahan baku terhadap larutan pemasak, konsentrasi NaOH yang digunakan serta besarnya gaya mekanis yang digunakan merupakan beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas pulp yang dihasilkan dengan proses soda semi mekanis.
1.2 Tujuan Percobaan
Setelah praktikum ini mahasiswa dapat mengetahui pengaruh kondisi operasi pembuatan pulp proses soda semi mekanis terhadap perubahan pulp.
BAB II
2.1. Peralatan dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah : 1. Hot plate
2. Labu Erlenmeyer 500 ml 3. Labu Erlenmeyer 1000 ml 4. Gelas kimia 1000 ml
Sedangkan bahan kimia yang digunakan adalah NaOH. Dan untuk bahan baku yang digunakan adalah Ampas tebu.
2.2. Prosedur percobaan
Langkah kerja untuk percobaan pembuatan pulp dengan proses soda semi mekanis adalah sebagai berikut :
1. Menimbang bahan baku (ampas tebu) sebanyak 20 gram
2. Mengukur pH Larutan NaOH (sebanyak 40 gram ditimbang) sebagai larutan pemasak
3. Setelah bahan baku ditimbang, dimasukkan ke labu Erlenmeyer yang berisi larutan pemasak. Mungkin sebagian bahan baku akan mengapung, gunakan batang pengaduk untuk membenamkan, dan bahan akan terbenam seiring adanya pemanasan.
Ingat !!!!! Jangan pernah melalaikan perhatian terhadap bahan baku yang telah dimasak
5. Sekali-kali bahan baku dalam Erlenmeyer diaduk dengan batang pengaduk untuk menyeragamkan pemanasan dan pemasakan. Saat larutan mulai mendidih akan terbentuk uap yang terkondensasi pada labu Erlenmeyer penutup dan kondesat terjatuh kembali ke larutan yang mendidih. Tutup mungkin bisa bergerak sedikit disebabkan tekanan yang terlepas dari cairan mendidih
6. Proses pemanasan diatur pada setting menengah untuk memperlambat dan menyeragamkan pendidihan pada semua bahan baku yang dimasak
7. Setelah proses pendidihan telah berlangsung baik, waktu reaksi mulai dihitung. Pendidihan dibiarkan selama waktu 75 menit
8. Setelah waktu pemasakan dicapai, pemanas dimatikan dan labu Erlenmeyer dipindahkan dari pemanas dan dibiarkan dingin selama 15-30 menit
9. Selanjutnya proses penyaringan bahan termasak yang telah dingin disaring menggunakan kain kasa corong. Letakkan kain kasa diatas corong, Cairan beserta bahan termasak dituangkan ke atas kain kasa dia atas corong dan cairan pemasak bekas ditampung. Biarkan sampai seluruh cairan turun dan bahan termasak dalam kain kasa tersebut diperas untuk meniris sisa cairan (gunakan sarung tangan selama penyaringan bahan termasak)
10.Bahan termasak dalam kain kasa dibilas kembali dengan air keran sampai cukup bersih
11. Setelah bahan termasak selesai dibilas, bahan dimasukkan ke blender dan air keran sebanyak 200 ml ditambahkan kedalam blender. Pastikan tutup blender ditutup dan ditekan dengan tangan ditutupnya. Blender dihidupkan selama waktu 2 menit
13.Setelah seluruh cairan menetes dari padatan yang tersaring, bahan tersaring diangkat dari corong buchner, kemudian dikeringkan diudara terbuka
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Data Hasil PercobaanPada percobaan pembuatan pulp ini, variasi yang dilakukan adalah lamanya pemasakan dimana variasi waktunya 75 menit dan 100 menit. Untuk hasil percobaannya dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut.
Tabel 3.1 Hasil pengamatan pada variasi lama pemasakan 75 menit dan 100 menit
proses pemasakan Warna hitam kecokelatan, pH = 12 Warna hitam kecokelatan, pH = 13
Lama pendidihan 20,38 menit 25,12 menit
Berat pulp basah
(sebelum dikeringkan) 71,09 gram 45,24 gram Berat pulp kering
sedangkan pada lama pemasakan 100 menit pHnya 14. Selain itu kita juga dapat melihat perolehan pulp yang dihasilkan pada Run 1 lebih banyak dibandingkan pada Run 2. Pada Run 1 pulp yang dihasilkan dari bahan baku sebanyak 20 gram adalah 9,35 gram, sedangkan pada Run 2 pulp yang dihasilkan adalah sebanyak 7,02 gram dari berat bahan baku yang sama. Kedua hal ini dikarenakan semakin lama proses pemasakan, lignin yang terekstrak dari ampas tebu juga akan semakin banyak. Jika semakin banyak lignin yang terlepas, maka yield yang dihasilkan juga semakin sedikit dan pulp yang dihasilkan akan semakin bagus karena lignin yang tersisa dalam bahan baku lebih sedikit. Selain itu tingkat kebasaan larutan pemasak NaOH juga akan semakin berkurang karena lignin yang larut lebih banyak.
Untuk melihat pengaruh lama pemasakan terhadap perolehan pulp dapat kita lihat pada Gambar 3.1 berikut.
1 2
Dari Gambar 3.1 tersebut dapat kita lihat semakin lama proses pemasakan, maka semakin sedikit yield pulp yang dihasilkan yaitu 5,445%, Sebaliknya pada pemasakan waktu yang singkat yield pulp yang dihasilkan besar yaitu 6,155%. Jika waktu pemasakan lebih lama, maka waktu reaksi yang berlangsung saat proses pendidihan juga akan semakin lama. Waktu reaksi yang lebih lama akan membuat lignin yang terekstrak dari ampas tebu juga semakin banyak dan yield yang dihasilkan semakin sedikit.
Lamanya pemasakan juga akan mempengaruhi kualitas pulp yang dihasilkan. Untuk melihat perbandingan kualitas pulp yang dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 3.2 berikut.
Tabel 3.2 Perbandingan kualitas pulp pada variasi lama pemasakan 75 menit dan 100 menit
Penampilan Berserat Berserat Seperti bubur Seperti bubur Rasa
ditangan Kasar Kasar Lembut Lembut
pada Run 2 warnanya lebih cerah dibandingkan Run 1. Perbedaan ini juga dipengaruhi banyaknya lignin yang terlepas dari bahan baku. Lignin akan memberikan warna kuning pada pulp. Semakin banyak lignin yang terlepas, maka warna pulp yang dihasilkan akan semakin putih dan semakin bagus kualitasnya.
PENUTUP
4.1.Kesimpulan1. Semakin lama waktu pemasakan, maka akan semakin sedikit pulp yang diperoleh. Pada proses dengan lama pemasakan 75 menit, pulp yang diperoleh sebanyak 9,35 gram, sedangkan pada proses dengan lama pemasakan 100 menit, pulp yang diperoleh sebanyak 7,02 gram.
2. Semakin lama waktu pemasakan, maka pH larutan pemasak akan semakin kecil. Pada proses dengan lama pemasakan 75 menit, pH larutan pemasaknya 13, sedangkan pada lama pemasakan 100 menit, pH larutan pemasaknya 14.
4.2.Saran
Perhatikan dengan baik saat larutan pemasak ketika mendidih lalu kecilkan segera pemanas agar larutan tidak melimpah keluar.
Tim Program Studi. 2013. Penuntun Praktikum Teknik Reaksi Kimia. Pekanbaru : laboratorium Dasar-Dasar Proses Program D3 Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau.
Sastrohamidjojo,Harjdono. 1984. Kayu Kimia Ultra Struktur Dan Reaksi-Reaksi. Yogyakarta : Gajah Mada Universitas Press.
Proses soda semi mekanis dalam pembuatan pulp merupakan proses yang menggunakan proses kimiawi dan proses mekanis. Proses kimiawi merupakan pemasakan dengan menggunakan larutan pemasak NaOH. Proses mekanis merupakan penggunaan gaya mekanis untuk menghasilkan serat yang lebih halus. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kondisi operasi pembuatan pulp proses soda semi mekanis terhadap perolehan pulp. Dalam praktikum ini variabel percobaan lama pemasakan dengan variasi 75 menit dan 100 menit. Dari percobaan pada variasi lama pemasakan 75 menit, yield pulp yang diperoleh adalah sebanyak 6,155%, sedangkan pada variasi lama pemasakan 100 menit, yield pulp yang diperoleh sebanyak 5,445%.
LAMPIRAN
1) Menghitung Kadar AirKadar Air = Berat pulpbasah−Berat pulpkering
Berat pulpbasah x100
a. Pada Run 1
Kadar Air = 71,09gram−9,35gram 71,09gram x100 = 86,84 %
b. Pada Run 2
Kadar Air = 45,24gram45,24−gram7,02gramx100 = 84,48 %
2) Menghitung Berat Pulp
Berat pulp = Berat pulp kering – (kadar air x berat pulp kering) a. Pada Run 1
Berat pulp = 9,35 gram – (0,8684% x 9,35 gram) = 1,231 gram
b. Pada Run 2
Berat pulp = 7,02 gram – (0,8448% x 7,02 gram) = 1,089 gram
3) Menghitung Yield Pulp
Yield pulp = Berat bahan bakuBerat pulp x 100 %
a. Pada Run 1
Yield pulp = 1,23120gramgram x 100 %
b. Pada Run 2
Yield pulp = Berat bahan bakuBerat pulp x 100 %
= 1,08920gramgram x 100%
