PENDETEKSIAN KEASAMAN DAN KEBASAAN PADA
PEMBUBURAN KERTAS DENGAN MENGGUNAKAN
pH METER PADA PROSES BLEACHING (PEMUTIHAN)
(APLIKASI PT. RIAU ANDALAN PULP AND PAPER)
O
L
E
H
035203005
HENDRA HARTAS. S
PROGRAM DIPLOMA-IV
TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
PENDETEKSIAN KEASAMAN DAN KEBASAAN PADA
PEMBUBURAN KERTAS DENGAN MENGGUNAKAN
pH METER PADA PROSES BLEACHING (PEMUTIHAN)
(APLIKASI PT. RIAU ANDALAN PULP AND PAPER)
O
L
E
H
035203005
HENDRA HARTAS. S
PROGRAM DIPLOMA-IV
TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Pada dunia industri penggunaan peralatan instrumentasi merupakan hal
yang sangat penting dalam proses operasi produksi suatu pabrik. Sejalan dengan
kemajuan dan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat
pada saat ini, manusia selalu berusaha untuk menemukan atau menciptakan suatu
peralatan yang dapat mempermudah pekerjaan pada suatu proses. Untuk itu
peralatan tersebut harus dapat menghasilkan pengukuran atau pendeteksian
dengan optimal. Beberapa parameter yang menjadi dasar bahan pengukuran pada
jalannya proses yaitu tekanan (pressure), suhu (temperature), tinggi permukaan
(level) dan aliran (flow).
Salah satu aplikasi dari alat-alat instrumentasi tersebut yang di pakai pada
pabrik pembuatan kertas atau pulp adalah dengan menggunakan PH meter yang
berfungsi untuk mendeteksi keasaman dan kebasaan pada buburan kertas agar
dapat menghasilkan kertas atau pulp yang kualitas baik. PH meter merupakan
suatu peralatan yang terdiri dari sensor sebagai pendeteksi keasaman dan
kebasaana, di mana data yang diperoleh dari pendeteksian oleh sensor tersebut
akan ditampilkan ke transmiter, selanjutnya transmiter mengirim data tersebut ke
ruang DCS (Distribution Control System), sehingga data tersebut dapat dibaca
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan yang maha Esa, atas berkat dan
rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini.
Tidak lupa pula penulis ucapkan ribuan terima kasih kepada Ayah handa
dan Ibunda tercinta yang tak pernah letih mengasuh, membesarkan, memberi
dukungan moral maupun materil dan selalu mengertai ananda dengan do’a sampai
ananda menyelesaikan Karya Akhir Ini.
Dalam proses penyusunan karya akhir ini, penulis telah mendapat
bimbingan dan arahan dari berbagai pihak, maka untuk bantuan yang di berikan
baik materil, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sudah
sepantasnya penulis mengucapakan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Nasrul Abdi. MT. selaku ketua Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Rahmad Fauzi. ST. MT. sebagai sekretaris Jurusan Departemen
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Syarifuddin Siregar. selaku dosen pembimbing dalam
penyusunan karya akhir ini.
memberikan dukungannya kepada penulis dalam menyelesaikan Karya
Akhir ini.
Akhir kata tak ada gading yang tak retak, karena keterbatasan waktu dan
kemampuan, penyusun menyadari bahwa dalam pembuatan Karya Akhir ini
masih terdapat banyak kekurangan maupun kesalahan. Untuk itu penyususn
membuka diri atas segala kritik dan saran yang bersifat membangun agar dapat di
diskusikan dan di pelajari bersama demi kemajuan wawasan ilmu pengetahuann
teknologi. Semoga karya akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Desember 2008
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
I. 1 Latar Belakang ... 1
I. 2 Tujuan Karya Akhir ... 2
I. 3 Batasan Masalah ... 2
I. 4 Metode Pembahasan ... 3
I. 5 Sistematika Pembahasan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 5
II. 1 Teori Dasar pH ... 5
II.4 Asam ... 9
II.5 Basa ... 10
II.6 Kalorimetri ... 10
II.7 Potensiometri ... 11
II.8 Proses pengolahan kayu pada PT. RAPP ... 14
BAB III PRINSIP KERJA ALAT YANG DIGUNAKAN PADA PH METER ... 17
III. 1 Wood Yard ... 17
III. 2 Area Fibreline ... 19
III. 3 Pulp Machine ... 23
III. 4 Area Measurment pH ... 24
BAB IV PROSES PENDETEKSIAN BUBURAN KERTAS DENGAN MENGGUNAKAN PH METER ... 30
VI.1 Penggunaan pH Meter pada Area Bleaching ... 30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 35
V. 1 Kesimpulan ... 35
V. 2 Saran ... 35
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Skema Elektroda pH Meter ... 7
Gambar 2. 2 Skala pH untuk beberapa Zat sehari-hari ... 9
Gambar 2. 3 Elektrode Ukur dan Elektrode Referensi ... 12
Gambar 2. 4 Elektrode pH Meter Modern ... 13
Gambar 2. 5 Diagram Blok proses produksi Pulp ... 15
Gambar 2. 6 Diagram Blok proses produksi di Fibreline ... 15
Gambar 3. 1 Blok Diagram Aplikasi Alat ... 17
Gambar 3. 2 Filtrate Piston pada keterpasangan pipa ... 25
Gambar 3. 3 Sensor pH Model AP301 ... 27
Gambar 3. 4 Sensor pH Model AP303 ... 27
Gambar 3. 5 pH Meter Type TB82pH ... 29
ABSTRAK
Pada dunia industri penggunaan peralatan instrumentasi merupakan hal
yang sangat penting dalam proses operasi produksi suatu pabrik. Sejalan dengan
kemajuan dan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat
pada saat ini, manusia selalu berusaha untuk menemukan atau menciptakan suatu
peralatan yang dapat mempermudah pekerjaan pada suatu proses. Untuk itu
peralatan tersebut harus dapat menghasilkan pengukuran atau pendeteksian
dengan optimal. Beberapa parameter yang menjadi dasar bahan pengukuran pada
jalannya proses yaitu tekanan (pressure), suhu (temperature), tinggi permukaan
(level) dan aliran (flow).
Salah satu aplikasi dari alat-alat instrumentasi tersebut yang di pakai pada
pabrik pembuatan kertas atau pulp adalah dengan menggunakan PH meter yang
berfungsi untuk mendeteksi keasaman dan kebasaan pada buburan kertas agar
dapat menghasilkan kertas atau pulp yang kualitas baik. PH meter merupakan
suatu peralatan yang terdiri dari sensor sebagai pendeteksi keasaman dan
kebasaana, di mana data yang diperoleh dari pendeteksian oleh sensor tersebut
akan ditampilkan ke transmiter, selanjutnya transmiter mengirim data tersebut ke
ruang DCS (Distribution Control System), sehingga data tersebut dapat dibaca
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Masalah
Pada sebuah pabrik atau industri agar suatu proses dapat berjalan dengan
sempurna dan memperoleh hasil yang baik maka harus didukung dengan
instrumen atau peralatan yang baik pula. Salah satu dari alat instrumen tersebut
adalah alat pendeteksi keasaman dan kebasaan pada pembuatan buburan kertas
atau pulp yang terdapat pada PT. Riau Andalan Pulp and Paper (RAPP). Alat ini
sangat berperan penting dalam menjaga kualitas kertas atau pulp yang akan
dihasilkan.
PH Meter merupakan salah satu alat yang berperan penting dalam proses
bleaching (pemutihan) terutama pada pabrik pembuatan kertas. PH Meter terdiri
dari beberapa bagian yaitu sensor pH yang berfungsi sebagai pendeteksi keasaman
dan kebasaan, serta transmitter sebagai alat yang menampikan hasil dari
pendeteksian sensor tersebut supaya dapat dilihat atau dibaca berapa nilai
keasaman dan kebasaan dari buburan kertas (pulp) yang akan dideteksi tersebut.
Atas dasar pengamatan dan pentingnya pemahaman tentang penggunaan
pH meter pada pabrik pembuatan kertas atau pulp tersebut, maka dalam karya
“PENDETEKSISAN KEASAMAN DAN KEBASAAN PADA
PEMBUBURAN KERTAS DENGAN MENGGUNAKAN PH METER
PADA PROSES BLEACHING (PEMUTIHAN). (APLIKASI PT. RAPP)”
I.2. Tujuan Karya Akhir
Adapun yang menjadi tujuan dari pembahasan karya akhir ini adalah :
1. Memenuhi syarat untuk menyelesaikan masa studi sebagai mahasiswa
program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik.
2. Mengetahui dan memahami cara kerja dari PH Meter pada pabrik.
I.3. Batasan Masalah
Mengingat masalah yang akan diangkat sebagai karya akhir ini
mempunyai ruang lingkup yang relatif luas, maka penulis membatasi masalah
karya akhir ini pada :
• Memaparkan prosas kerja PH Meter sebagai alat pendeteksi keasaman
dan kebasaan pada proses bleaching (pemutihan) di PT. RAPP.
• Tidak membahas rumus-rumus kimia dan senyawa-senyawa kimia secara
mendetail.
I.4. Metode Pembahasan
Metode pembahasan yang dipergunakan dalam penulisan karya akhir ini
antara lain sebagai berikut :
1. Dengan mempelajari teori dan pengamatan langsung di lapangan serta
melakukan diskusi dengan pembimbing dilapangan sewaktu
melaksanakan kerja praktek di PT. RAPP.
2. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing.
3. Dengan mencari buku-buku referensi dari beberapa pustaka yang dapat
menunjang penyusunan karya akhir.
I.5. Sistematika Pembahasan
Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan karya akhir ini, maka
penulis membuat suatu sistematika penulisan. Sistematika ini merupakan urutan
bab demi bab termasuk isi dari sub-sub babnya. Adapun sistematika pembahasan
tersebut adalah :
BAB I :PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, tujuan
pembahasan, batasan masalah, metode pembahasan, dan
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini menjelaskan tentang teori-teori pH Meter, dan proses
pengolahan kayu pada PT. RAPP secara umum.
BAB III : PRINSIP KERJA ALAT YANG DIGUNAKAN PADA pH
METER
Bab ini menjelaskan tentang proses pembuatan pulp dan alat
pendukung pada pH Meter
BAB IV :PRINSIP KERJA PH METER
Bab ini menjelaskan tentang proses pendeteksian buburan kertas
dengan menggunakan pH Meter pada area Bleaching.
BAB V : PENUTUP
Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran yang dapat
diambil penulis dari pengamatan sewaktu berada dilapangan dan
BAB II
LANDASAN TEORI
II.1. Teori Dasar pH
pH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaaman
atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. pH normal memiliki
nilai 7 sementara bila nilai pH > 7 menunjukkan zat tersebut memiliki sifat basa
sedangkan nilai pH< 7 menunjukkan keasaman. pH 0 menunjukkan derajat
keasaman yang tinggi, dan pH 14 menunjukkan derajat kebasaan tertinggi.
Umumnya indicator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang
berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya
rendah.
Selain menggunakan kertas lakmus, indicator asam basa dapat diukur
dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit/konduktivitas suatu
larutan. Sistem pengukuran pH mempunyai tiga bagian yaitu elektroda
pengukuran pH, elektroda referensi dan alat pengukur impedansi tinggi. Istilah pH
berasal dari "p", lambang matematika dari negative logaritma, dan "H", lambang
kimia untuk unsur Hidrogen. Defenisi yang formal tentang pH adalah negative
logaritma dari aktivitas ion Hydrogen. pH adalah singkatan dari power of
Hydrogen.
II.2. Dasar pengukuran Drajat Keasaman
Asam dan basa adalah besaran yang sering digunakan untuk pengolahan
sesuatu zat, baik di industri maupun kehidupan sehari-hari. Pada industri kimia,
keasaman merupakan variabel yang menentukan, mulai dari pengolahan bahan
baku, menentukan kualitas produksi yamg diharapkan sampai pengendalian
limbah industri agar dapat mencegah pencemaran pada lingkungan. Pada bidang
pertanian, keasaman pada waktu mengelola tanah pertanian perlu diketahui.
Untuk mengetahui dasar pengukuran derajat keasaman akan diuraikan dahulu
pengertian derajat keasaman itu sendiri.
Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial
elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas
(membrane gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar
elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari
gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hydrogen yang ukurannya relative
kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektro kimia
dari ion hydrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan elektroda
pembanding. Sebagai catatan alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya
Gambar 2.1. Skema Elektroda pH Meter
II.3. Pengertian Derajat keasaman
Untuk memahami pengertian dasar keasaman dibawah ini diuraikan secara
ringkas tentang ionisasi. Bila suatu atom menerima energi tambahan dari luar,
electron atom itu akan meningkat energi kinetiknya. Hal itu akan memindahkan
tingkat energi electron ke tingkat yang lebih tinggi. Elektron akan berpindah
menuju kulit yang lebih luar yang akhirnya jika energi yang diterima cukup besar
dapat memisahkan electron dari atomnya. Dari atom ini akan didapatkan dua
partikel yang masing-masing partikel bermuatan positif dan negatif. Partikel atom
yang melepas elektronnya itu disebut ion positif. Atom juga bisa menerima
elektron sehingga akan kelebihan electron. Partikel seperti ini juga disebut ion
tetapi merupakan ion negatif.
Molekul- molekul suatu zat yang dalam larutannya dapat menghantarkan
arus listrik disebut elektrolit. Ion-ion negative bergerak menuju ke anode, oleh
karena itu ion positif disebut kation. Suatu larutan elektrolit, molekulnya terurai
menjadi ion-ion. Air murni tergolong elektrolit lemah. Sebagian molekulnya
terurai menjadi ion H- dan OH+
H .
2O--- H+ + OH
Dari persamaan diatas, 1 ion H
-+
dan 1 ion OH- berasal dari penguraian 1
molekul H2 O. Dengan demikian, konsentrasi ion H+ sama dengan konsentrasi ion
OH-. Larutan air seperti itu dinamakan dengan larutan Netral. Larutan yang
mengandung ion H+ berkonsentrasi lebih besar dari konsentrasi OH- dan disebut
larutan Asam, sedangkan larutan yang mengandung konsentrasi ion H+ lebih
kecil dari konsentrasi ion OH
-Banyaknya larutan yang terurai menjadi ion dinamakan derajat ionisasi.
Besarnya berkisar antara 0 sampai 1. Suatu elektrolit yang derajat ionisasinya
besar, mendekati 1 disebut elektrolit kuat, sedangkan yang derajat ionisasinya
kecil mendekati 0 dinamakan elektrolit lemah. Ionisasi mempunyai tetapan
kesetimbangan (K). Misal untuk air, kesetimbangannya dapat dihitung dengan
rumus:
disebut larutan Basa. Larutan asam dapat menerima
electron bebas, sedangkan basa dapat memberikan electron bebas.
Dalam air murni dengan suhu 25°C, konsentrasi H+=10-7mol/liter,
sedangkan hasil kali konsentrasi H+ dengan OH-=10-14. Konsentrasi H+=
konsentrasi OH-=10-7
Basa kuat
. Untuk menentukan asam atau basa diperlukan skala pH
seperti berikut.
Gambar 2.2. Skala pH untuk beberapa zat sehari-hari
II.4. Asam
Asam (sering diwakili dengan rumus umum HA)secara umum merupakan
senyawa kimia yang bila dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan dengan
pH lebih kecil dari 7. Dalam defenisi modern, asam adalah suatu zat yang dapat
memberi proton (ion H+) kepada zat lain (yang disebut basa), atau dapat
menerima pasangan elektron bebas dari suatu basa. Suatu asam bereaksi dengan
asam asetat (ditemukan dalam cuka) dan asam sulfat (yang digunakan dalam
baterai atau aki mobil) Asam umumnya berasa masam, walaupun demikian
mencicipi rasa asam terutama asam pekat dapat berbahaya dan tidak dianjurakan.
Secara umum Asam memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
Rasa : Masam ketika dilarutkan dalam air.
Sentuhan : Asam terasa menyengat bila disentuh, terutama asam yang kuat.
Kereaktifan : Asam bereaksi hebat dengan kebanyakan logam, yaitu korosif
terhadap logam.
II.5. Basa
Definisi umum dari basa adalah senyawa kimia yang menyerap ion hydronium
ketika dilarutkan dalam air. Basa adalah lawan dari asam, yaitu ditujukan untuk
unsur/senyawa kimia yang memiliki pH lebih dari 7. Basa merupakan senyawa
yang jika dilarutkan dalam air menghasilkan ion -OH.
Secara umum Basa memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
Rasa : Tidak masam bila dilarutkan dengan air.
Sentuhan : Tidak terasa menyengat bila disentuh.
Kereaktifan : Kebanyakan tidak bereaksi terhadap logam.
II.6. Kalorimetri
keadaan pH tertentu. Zat tersebut merupakan paduan dari asam basa lemah dan
garamnya. Jika garam dari asam lemah berbeda warnanya dari asam yang
terionisasi, hasil akhir warna larutan bergantung pada perbandingan dari
kosentrasi kedua bentuk tadi. Cairan indikator yang biasa digunakan adalah
penoftalin.
Untuk mengamati warna ini diperlukan pengalaman pengamat yang
berpengalaman bisa mencapai ketelitian 0,1 pH. Larutan yang gelap dan berwarna
tidak dapat diamati dengan baik. Indikator yang tidak stabil dan larutan yang kuat
akan mengoksidasi atau mereduksi. Penambahan indikator dapat pula mengubah
nilai pH dari sampel. Cara lain adalah dengan menggunakan kertas lakmus yang
dikenakan pada cairan sample. Kertas itu akan berubah warna dan dapat
dicocokkan dengan warna standar.
II.7. Potensiometri
Kalorimetri yang telah diuraikan diatas tidak dapat mengukur pH secara
kontinu disamping beberapa kelemahan lainnya. Untuk mengatasinya digunakan
cara elektrometri atau potensiometri. Peralatan ukur pH elektrometri secara garis
besar terdiri atas electrode ukur yang sensitive, electrode referensi, electrode
kompensasi suhu, dan alat ukur tegangan antara electrode ukur dan referensi.
Elektrode ukur untuk pH telah dikembangkan hingga bermacam-macam.
Untuk pengukuran pH di indutri digunakan electrode ukur yang dikenal dengan
electrode gelas. Elektrode gelas sensitive hanya pada ion hydrogen saja. Pada
gambar 2.3. elektrode ukur terdiri atas tabung gelas yang didalamnya berisi
dari tabung gelas adalah larutan proses yang harus diukur. Dinding gelas dari
tabung gelas mempunyai tahanan yang tinggi sekali.
Elektrode ukur
Elektrode Referensi
Gambar 2.3. Elektrode Ukur dan Elektrode Referensi
Dalam tabung gelas electrode ukur juga terdapat perak dan perak klorida
yang berada dalam larutan buffer. Jika aktifitas ion hydrogen dari larutan proses
lebih besar dari pada larutan yang ada di dalam tabung gelas, perbedaan tegangan
menjadi positif. Jika konsentrasi ion dalam larutan proses lebih kecil akan didapat
perbedaan potensial yang negative.
Hubungan antara potensial dengan aktifitas ion hydrogen dinyatakan
dengan rumus Nerst :
E = Perbedaan potensial yang terukur
Eo = Konstanta Elektrode pada suhu 25o
R = Konstanta Gas
n = Muatan ion
F = Angka Faraday sebagai Konstanta
H+
Konstruksi Elektrode ukur yang lebih lengkap dapat dilihat pada gambar 2.4. = Aktifitas Hidrogen
Gambar 2.4. Elektrode pH Meter Modern
1. Bagian perasa electrode yang terbuat dari kaca yang sfesifik.
2. Larutan buffer.
3. Cairan HCL.
4. Elektroda ukur yang dilapisi perak.
5. Tabung gelas elektroda.
6. Elektroda referensi.
7. Ujung kawat yang terbuat dari keramik.
Elektrode referensi terdiri atas tabung gelas yang berisi larutan potassium
Klorida (KCL). Pada bagian bawah tabung gelas terdapat lubang halus (Orifice).
Kawat penghubung adalah perak yang dibagian luarnya dilapisi perak klorida.
Perak klorida berhubungan dengan potassium klorida jenuh perak klorida. KCL
jenuh disebut garam jembatan karena dapat berhubungan dengan larutan proses.
Potensial antara KCL dengan larutan proses biasanya kecil dan akan
bervariasi bergantung pada perubahan proses. Potensial keseluruhan dari electrode
referensi dengan cara tersebut diatas, dapat dibuat konstan dan tidak terpengaruh
oleh perubahan yang terjadi. Elektrode referensi membutuhkan pengulangan
(Repeatability) dan ketelitian yang lebih tinggi. Elektrode referensi perlu diberi
proteksi (Perlindungan) untuk mencegah terjadinya lapisan penghalang pada
bagian lubang halus electrode. Kebocoran larutan proses, masuknya larutan kimia
proses kedalam electrode referensi.
II.8. Proses Pengolahan Kayu Pada PT. RAPP
Gambaran umum tentang proses produksi PT. Riau Andalan Pulp and
Paper (RAPP) Riau.
PT. RIAU ANDALAN PULP AND PAPER adalah sebuah industri yang
bergerak dibidang pengolahan pulp, yang merupakan bahan baku pembuatan
kertas. Adapun bahan baku pembuatan pulp itu sendiri berasal dari kayu. Didalam
proses pembuatan pulp pada PT. RAPP digunakan proses kimia dengan
menggunakan bahan kimia NaOH dan Na2S, dimana akan dihasilkan pulp yang
kuat. Secara diagram blok proses pembuatan pulp tersebut dapat digambarkan
WOOD
Gambar 2.5. Diagram Blog Proses Produksi Pulp
1. Wood Yard
Pada unit ini dilakukan proses pemotongan kayu menjadi chip-chip yang berasal
dari potongan kayu yang panjang.
2. Proses Fibreline
Proses di Fiberline dapat digambarkan sebagai berikut:
DIGESTER
WASHING/
SCREENING
BLEACHING
CHIPS BLEACHEAD
PULP
Gambar 2.6. Diagram Blok Proses Produksi di Fibreline
Unit ini merupakan unit pengolahan dari chip. Chip yang dikirim kedalam chipple
dimasukkan kedalam digester dengan kapasitas 140 ton chip.
a. Digester
Digister adalah merupakan bejana yang digunakan untuk memasak pulp
kimia dengan proses sulfat. Dalam pemasakan serpihan kayu (Chip) dengan
Liquor). Senyawa kimia yang aktif yang terkandung dalam lindi puth adalah
NaOH dan Na2S. Pemasakan dilakukan pada suhu 165 °C sampai 170 °C.
b. Washing And Screening
Didalam discharge tank dilakukan pencucian (washing) untuk
menghilangkan sisa bahan kimia dalam pulp dengan menggunakan air pencucian
seminimal mungkin.
c. Bleaching Plan
Bleaching Plant adalah area proses pemutihan yang bertujuan untuk
menghasilkan derajat putih (Brightness) pulp dengan cara menghilangkan lignin
yang tersisa pada proses pemasakan dan Delignifikasi Oxigen, dimana dalam area
ini berlangsung empat tahap proses pemutihan sesuai bahan kimia yang digunakan
3. Pulp Machine
Pulp Machine dirancang yang fungsinya untuk memisahkan air dari
buburan pulp hingga kadar air pada pulp tinggal 10%. Setelah melalui proses
pemutihan, maka pulp diproses kembali pada unit pulp machine dimana pada unit
ini dilakukan proses pengeringan dan membentuknya menjadi sheet
(lembaran-lembaran) dengan ukuran tertentu yang tujuannya untuk mempermudah
BAB III
PRINSIP KERJA ALAT YANG DIGUNAKAN PADA pH METER
Prinsip Kerja
Dibawah ini dapat kita lihat diagram aplikasi alat yang digunakan pada pH
Meter, disini dapat kita lihat bahwa chip-chip kayu yang masuk kebagian Digester
Plant menuju bagian Washing (pencucian) lalu ke Bleaching (pemutihan) dan
kemudian ke bagian pulp Machine. Pada bagian Bleaching inilah pH Meter
dipasang untuk mendeteksi/mengukur keasaman ataupun kebasaan dari pulp agar
menghasilkan pulp yang berkualitas baik (Berwarna Putih).
III.1. Wood Yard
Pada unit ini dilakukan proses pemotongan kayu menjadi chip-chip yang
berasal dari potongan kayu yang panjang. Proses pembuatan chip tahapannya
sebagai berikut :
a. Kayu yang telah diambil dari hutan dikumpulkan dan kemudian dipotong
potong oleh mesin Slaser hingga panjangnya menjadi 2,5 meter.
b. Setelah diperoleh potongan kayu yang sesuai dengan ukurannya, maka kayu
tersebut dimasukkan kedalam mesin Barking Drum, dimana mesin tersebut
akan membersihkan kulit dari kayunya. Kulit kayu yang telah terkumpul
kemudian dimasukkan kedalam Boiler sebagai bahan bakar untuk
menghasilkan steam.
c. Kayu yang telah bersih (dikuliti), kemudian dimasukkan kedalam mesin
pembuat chip yang disebut dengan mesin Chipper. Mesin Chipper ini
memotong kayu hingga menjadi chip dengan ukuran 16 mm sampai dengan 22
mm dengan tebal 3mm.
d. Setelah menjadi chip, maka chip-chip tersebut dikirimkan ke mesin chip Screen
(mesin penyaring chip) dimana mesin ini memisahkan chip sesuai dengan
Tahap penyaringan melalui dua tingkat :
a. Tingkat 1
Pada tingkat ini, chip yang disaring adalah yang berukuran lebih besar dari
ukuran yang standartnya atau yang disebut Oversize. Chip yang tersaring atau
melewati tingkat ini akan disaring kembali pada tingkat kedua. Sedangkan
chip berukuran besar tadi akan dikirim kembali pada mesin Chipper guna
dilakukan pemotongan kembali.
b. Tingkat 2
Pada tingkat ini, chip yang lolos dari tingkat satu akan disaring kembali pada
tingkat ini, penyaringan chip yang berukuran lebih kecil dari ukuran standart,
sehingga chip tersebut akan tersaring. Adapun chip yang tertinggal pada
tingkat dua ini merupakan chip dengan ukuran standart. Dengan belt conveyor
akan dikirimkan kedalam chippile guna pengolahan selanjutnya.
III.2. Area Fibreline
a. Digester
Digister adalah merupakan bejana yang digunakan untuk memasak pulp
kimia dengan proses sulfat. Dalam pemasakan serpihan kayu (chip) dengan proses
Kraft (sulfat) digunakan larutan pemasak yang disebut Lindi Putih (White
Liquor). Senyawa kimia yang aktif yang terkandung dalam lindi putih adalah
NaOH dan Na2S. Pemasakan dilakukan pada suhu 165 °C sampai 170 °C.
a. Pengisian Chip.
Chip Filling adalah proses pengisian serpihan kayu (chip) yang dikirim dari chip
storaging atau dari chip screening dengan menggunakan belt conveyor ke chip
Silo, dari chip Silo serpihan dimasukkan ke Digester dengan menggunakan screw
conveyor pada waktu pengisian chip, udara yang ada dalam Digester dihilangkan
(Dievaluasi) melalui saringan sirkulasi dengan menggunakan Blower.
b. Pengisian Warm Black Liquor
Setelah pengisian chip dilakukan dengan level dan berat yang ditargetkan
Imperegnasi Warm Black Liquor dipompakan ke dasar Digester dan diisi secara
continiu sampai overflow (melimpah) yang fungsinya menyempurnakan udara di
dalam rongga-rongga chip kayu dan udara di dalam Digester.
Warm Black Liquor merupakan pemanasan awal pemasakan yang tujuan
utamanya adalah untuk penetrasi dan difusi chip agar didapatkan reaksi kimia
antara serpihan kayu dengan alkali aktif terdispersi secara homogen dan
pemasakan pulp yang dihasilkan memiliki kematangan yang tidak bervariasi.
c. Pengisian Hot Black Liquor dan Hot White Liquor
Pada proses pengisian Hot Black Liquor yang tujuannya untuk menaikkan panas
dari warm black liquor pada suhu dibawah ±100 °C digantikan oleh Hot Black
Liquor pada suhu ±140 °C pada siklus pemasakan di dalam Digester. Setelah Hot
d. Heating and Cooking.
Setelah Hot Liquor diisikan, suhu di dalam digester hampir mendekati suhu
pemasakan. Tujuan dari fase disini untuk menaikkan suhu sampai ±170 °C dengan
steam yang dimasukkan langsung melalui steam nozle di dalam jalur sirkulasi
Digester. Pada fase cooking yaitu mempertahankan suhu pemasakan pada ±170
°C sampai pada target faktor H yang diperlukan.
e. Displacement dan Discharging
Bila fase pemasakan sudah dilakukan selanjutnya fase Displacement. Dalam fase
ini akan menghentikan reaksi pemasakan dan merupakan pencucian awal. Black
liquor yang digunakan adalah Filtrat dari washing plant yang sudah didinginkan
pada suhu ±85 °C, dimasukkan ke dalam Digester menggantikan Black Liquor di
dalam Digester, pada akhir fase ini temperatur pamasakan ±100 °C. Discharging
merupakan proses pemompaan pulp yang sudah dimasak di Digester ke
Discharging tank, untuk mempermudah pemompaan pulp tersebut diencerkan-
(Delution) pulp hasil pemasakan ditampung di Charging tank yang selanjutnya
dikirim ke proses pencucian dan penyaringan.
b. Washing (Pencucian)
Pulp hasil pemasakan di Digester yang dikirim ke sistem pembersihan
berwarna coklat yang disebut Brown Stock. Tujuan dari Brown Stock Washing
dan Screening adalah untuk memisahkan material-material yang tidak diinginkan
yang terdapat dalam pulp. Sebagai persiapan sebelum proses Delignifikasi
pemasakan dari Digester yang diikuti emulsi (Black Liquor) berdasarkan dimensi
maupun berupa berat jenis.
c. Bleaching (Pemutihan)
Pulp Sulfat yang sebelumnya diputihkan berwarna coklat karena adanya
gugus Lignin serta turunanya. Proses pemutihan (Bleaching) tujuannya untuk
menghasilkan derajat putih (brightness) pulp, dengan cara menghilangkan Lignin
yang tersisa pada proses pemasakan dan Delignifikasi Oxigen. Proses ini
terdiridari 4 tahap sesuai dengan bahan kimia yang digunakan serta untuk
menghindari Degredasi Selulosa.
Tahap 1 Chlorine Dioxida (D)
Proses Pemutihan pada tahap pertama ini bahan kimia yang digunakan
dengan jenis Elemen Chlorine Free (ECF), dimana tidak menggunakan unsur
Chlor (Cl2). Tujuan tahap ini untuk merusak dan memisahkan struktur Lignin
yang terdapat dalam selulosa.
Tahap 2 Ekstraksi & Oxidasi (EO)
Pada tahap ini merupakan reaksi Ekstraksi dan Oxidasi yang tujuannya
untuk melarutkan dan mengoksidasi lignin dan resin yang dipisahkan. Pada tahap
pertama, bahan kimia yang digunakan adalah NaOH (ekstraksi) dan Oxigen
Tahap 3 Dioxidasi I ( D1 )
Pada tahap ini merupakan tahap utama reaksi yang terjadi antara Chlor Dioxida
dan Lignin yang tujuannya untuk meningkatkan derajat putih pulp. Bahan kimia
yang digunakan Chlordioxida.
Tahap 4 Dioxida (D2)
Pada tahap ini bertujuan untuk lebih meningkatkan Derajat Putih hingga
89 – 90 GE°. Bahan kimia yang digunakan Chlor Dioxida dan SO2. SO2
digunakan untuk menetralkan Residual Chlordioksida yang selanjutnya disuplai
ke pulp machine untuk dibuat lembaran pulp.
III. 3. Pulp Machine
Setelah melalui proses pemutihan, maka pulp diproses kembali pada unit
pulp machine dimana pada unit ini dilakukan proses pengeringan dan
membentuknya menjadi sheet (lembaran-lembaran) dengan ukuran tertentu.
Proses pengeringan ini melalui beberapa tahapan antara lain :
Tahap 1
Dengan mengunakan alat Centricleanir dilakukan pembersihan pulp dari
partikel-partikel berat seperti pasir dan lain-lain berdasarkan berat jenisnya.
Tahap 2
Setelah dibersihkan, maka Wire Part melakukan pemisahan air dengan pulp
dengan mengunakan Wire (lembaran saringan), kemudian dihisap dengan
Tahap 3
Pada tahap ini dilakukan pemisahan air dari pulp dengan mengunakan Presspart
(silinder press) sehingga kadar air berkurang dari 70% menjadi 50%.
Tahap 4
Merupakan tahap pengeringan dengan menggunakan steam sebagai bahan
bakarnya, sehingga kadar air kembali berkurang dari 50% menjadi 10%.
Tahap 5
Selanjutnya pulp yang telah kering dan berbentuk lembaran, kemudian dipotong
dengan alat potong (cutter) sesuai dengan ukuran yang telah ditetapkan, dan
selanjutnya pulp tersebut ditumpuk membentuk ball dan kemudian diikat serta
dilakukan pengepakan, dan siap untuk dikirimkan kekonsumen.
Sisa dari bahan kimia yang telah digunakan dari proses produksi tidaklah terbuang
percuma, akan tetapi diolah kembali, ada yang digunakan sebagai bahan bakar ada
pula yang didaur ulang menjadi air yang dimamfaatkan kembali untuk proses
produksi.
III. 4. Area Measurmen pH
Pada tahap Bleaching (pemutihan) inilah perlu diketahui atau dideteksi
keasaman dan kebasaan dari pulp untuk menjaga agar pulp yang dihasilkan
memiliki warna putih yang berkualitas baik, dibagian inilah pentingnya pH Meter
1. Filtrate piston
Filtrate Piston digunakan untuk mengatasi tekanan dan suhu yang tinggi pada
pipa aliran pulp sebelum di deteksi/ukur dengan sensor pH, karena dapat
merusak gelas sensor pH (bisa pecah), dan juga berfungsi sebagai penyaring
atau untuk memisahkan cairan pH (asam/basa) dari pulp (bubur kertas) agar
cairan yang akan dideteksi/ukur keasaman dan kebasaanya tersebut dapat
lebih mudah di diketahui nilai keasaman dan kebasaannya dengan
menggunakan sensor pH. Cairan yang akan diukur atau di deteksi keasaman
dan kebasaanya harus bersih dan suhunya tidak boleh terlalu tinggi, karena
akan mempengaruhi keakuratan dari kerja sensor pH.
2. pH Meter
pH meter yang digunakan pada PT.RAPP adalah type TB82pH dengan merk
ABB buatan Jerman. Tampilan yang terdapat pada pH meter adalah nilai pH
yaitu skala 0-14 dan juga menampilkan suhu dari cairan pulp tersebut.
pH Meter terdiri dari 2 bagian, yaitu :
a. Sensor pH
Sensor pH adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi cairan pulp agar
diketahui nilai keasaman dan kebasaannya dan menampilkannya ke
transmitter. Sensor pH memiliki dua elektroda didalamnya, yaitu elektroda
ukur dan elektroda referensi, dan didalam elektroda gelas terdapat larutan
potassium klorida (KCL). Pada potensial elektro kimia yang terjadi antara
larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membrane gelas) yang telah
diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak
diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan
berinteraksi dengan ion hydrogen yang ukurannya relative kecil dan aktif,
elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektro kimia dari ion
hydrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan elektroda
pembanding. Sebagai catatan alat tersebut tidak mengukur arus tetapi
hanya mengukur tegangan. Berdasarkan perbedaan teganga tersebut maka
Gambar 3.3 Sensor pH Model AP301
Gambar 3.4 Sensor pH Model AP303
b. Transmitter
Transmitter yang digunakan pada pH Meter adalah Transmitter elektrik.
Transmitter elektrik adalah salah satu peralatan kontrol yang pengaruhnya
sangat besar terhadap jalanya proses pengontrolan, karena transmitter ini
fungsinya menerima sinyal elektrik dari alat ukur yang akan dikirim ke
kontroller. Standarisasi sinyal yang keluar dari transmitter elektrik adalah
sinyal arus selalu 4-20 mA atau sinyal 10-50 mA, dan skala kerja sinyal
tegangan ada yang bervariasi sebesar 1-5 VDC dan ada juga yang 0-10
VDC
Untuk pengendali yang bersifat remote biasanya digunakan alat bantu
sebagai penguat dan penterjemah output dari sensor kedalam bentuk sinyal
standart. Peralatan semacam inilah yang dalam sistem instrumentasi
pengendali proses yang kita kenal dengan ”Transmitter”. Dimana
tergantung besaran fisik yang diukur dan lebih populer dengan sebutan
proses variabel (Prosess Variable) oleh transmitter tersebut, bila besaran
yang diukur adalah tekanan maka disebut transmitter tekanan (pressure
transmitter), berkenaan dengan itu dikenal juga level transmitter, flow
transmitter dan sebagainya. Menurut bentuk sinyal energi yang digunakan
transmitter dibedakan menjadi pneumatik dan elektrik.
, atau skala-skala yang lain tergantung pada kerja unit transmitter.
Transmitter adalah salah satu elemen dari sistem pengendali proses.
Seperti yang sudah diketahui bahwa untuk mengukur besaran fisik suatu
proses digunakan alat ukur yang sering disebut sebagai sensor/primary
elemen (bagian yang berhubungan langsung dengan medium yang
diukur), keluaran (output) dari sensor tersebut dapat
disuplaykan/ditampilkan dimana tempat sensor tersebut dipasang pada
lokal indikator, atau bisa juga langsung dikirim melalui ruangan
Gambar 3.5 pH Meter TypeTB82pH
3. DCS (Distributed Control System)
DCS (Distributed Control System) sesuai dengan namanya adalah sebuah
Sistem Pengontrolan yang bekerja menggunakan beberapa controller dan
mengkoordinasikan kerja semua controller tersebut. Masing-masing controller
tersebut menangani sebuah plant yang terpisah. Controller yang dimaksud
tersebut adalah PLC (Programmable Logic Controller). Hampir semua
pengontrolan pada PT. RAPP dapat dilakukan diruang DCS seperti membuka
dan menutup control valve, mengatur putaran motor dan mengontrol alat-alat
BAB IV
PROSES PENDETEKSIAN BUBURAN KERTAS
DENGAN MENGGUNAKAN pH METER
IV.1 Penggunaan pH Meter Pada Area Bleaching
pH Meter dipasang pada Area Bleaching pada tahap pemutihan pulp untuk
mendeteksi berapa nilai keasaman dan kebasaan (pH) dari pulp dan untuk
mengetahui apakah perlu dilakukannya penambahan asam/basa (pH) pada proses
ini, agar pulp yang dihasilkan memiliki kualitas yang baik. pH Meter dipasang
pada pipa aliran pulp/buburan kertas pada area Bleaching. Berikut dapat kita lihat
Dari gambar blok diagram dapat kita lihat proses kerja pH Meter yang
dipasang pada area bleaching (Proses Pemutihan). Berikut langkah kerja dari pH
Meter yang terdapat pada area bleaching :
Pulp yang mengalir pada pipa dari bagian proses yang masih memiliki
kadar air yang tinggi (berbentuk bubur kertas) diambil dan disaring dengan
menggunakan Filtrate Piston agar cairan pulp yang akan dideteksi keasaman dan
kebasaanya tidak bercampur dengan pulpnya dan juga untuk mengurangi tekanan
yang tinggi dari pipa aliran pulp tersebut, karena akan mempengaruhi keakuratan
pendeteksiannya dari sensor pH yang terdapat pada pH meter. Hanya cairan dari
pulpn itu saja yang diambil dari pipa aliran pulp tersebut.
Selanjutnya cairan dari pulp yang telah disaring dengan menggunakan
filtrate piston tersebut mengalir ke tempat dimana sensor pH tersebut dipasang.
Sebelum cairan tersebut dideteksi/diukur keasaman atau kebasaannya dengan
sensor pH, cairan tersebut didinginkan terlebih dahulu dengan air (cooler) untuk
menurunkan suhu dari cairan pulp tersebut karena cairan pulp yang diambil tadi
masih memiliki suhu yang tinggi dan itu dapat merusak sensor pH.
Selanjutnya cairan pulp yang telah diturunkan suhunya tadi kemudian
ditampung pada tempat dimana sensor pH dipasang. Kemudian sensor pH akan
bekerja mendeteksi/mengukur nilai pH (asam/basa) dari cairan pulp tersebut.
Hasil dari pendeteksian tersebut kemudian ditampilkan pada transmitter, dari hasil
tampilan tersebut sudah dapat diketahui cairan tersebut asam atau basa.
Hasil pendeteksian/pengukuran yang ditampilkan pada transmitter
sini operator dapat mengetahui apakah perlu dilakukan penambahan pH
(asam/basa) pada pulp pada proses bleaching (pemutihan). Pada pH meter skala
yang ditampilkan 0-14 (>7 basa dan <7 asam), sedangkan pembacaan pada DCS
(Distribution Control System) 4-20 mA. Maka jika pembacaan pada transmitter
pH 0 maka setelah dikirim ke DCS sinyal yang dibaca 4 mA.
Data pemeriksaan pH yang diperoleh dilapangan
pH Temperatur (oC)
6,5 60
8 29
5,5 70
4 65
10 20
Dari data yang diperoleh dilapangan dapat di ketahui bahwa nilai pH dan
suhu pada pH Meter, pada proses bleaching tidak dijaga pada nilai tertentu (tidak
harus konstan), dan tidak boleh juga kurang dari pH 4 dan lebih dari pH 11. pH
meter hanya mengidikasikannya saja bila terjadi kelebihan atau kekurangan, maka
dilakukan penambahan asam/basa (pH) pada bagian proses agar kwalitas pulp
IV. 2. Pengkalibrasian pH Meter
Pengkalibrasian pH meter pada PT.RAPP dilakukan apabila telah terjadi
kesalahan (error) pada pendeteksian/pengukuran keasaman dan kebasaan pada
cairan pulp. Sebelum di lakukan pengkalibrasian data yang ada pada transmitter
tersebut harus di hold (simpan) terlebih dahulu agar data yang ada sebelumnya
tidak hilang dan tempratur pada transmitter diatur pada suhu 25°C (Suhu Normal)
Kemudian dilakukan langkah-langkah seperti berikut :
Langkah 1
Sensor pH dicuci dengan air, kemudian sensor dimasukkan ke cairan asam pekat
(pH 14) secara berulang hingga respon yang ditampilkan cepat oleh sensor dan
data yang ditampilkan pada trasmiter juga harus pH 14 (nilai pH yang ditampilkan
sama dengan pH yang diukur).
Langkah 2
Sensor pH dicuci kembali dengan air untuk menghilangkan bekas cairan asam
tersebut, kemudian dimasukkan kembali kecairan basa pekat (pH 0) secara
berulang hingga respon yang ditampilkan juga cepat oleh sensor, dan data yang
ditampilkan pada transmitter juga harus pH 0.
Langkah 3
Sensor pH dicuci kembali dengan air, kemudian dimasukkan kecairan dengan pH
7. Tampilan nilai di trasmitter minimal harus pH 6,5 kemudian sensor dicuci
kembali dengan air, dan dimasukkan kembali kecairan dengan pH 4 maka
transmitter lebih rendah dari yang diatas tersebut maka slopenya tidak bagus,
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. Kesimpulan
Dari hasil pengamatan yang dilakukan di PT. RAPP (Riau Andalan Pulp
and Paper) mengenai pH meter pada proses bleaching (pemutihan), maka dapat
diambilkesimpulan sebagai berikut :
1. Penggunana pH meter pada proses bleaching sangat penting dalam
menjaga kualitas dari pulp untuk memperoleh hasil produksi yang
berkualitas baik, terutama terhadap kwalitas putih tidaknya kertas yang
diproduksi.
2. Dapat disimpulkan bahwa nilai pH pada proses bleaching tidak
diharuskan dijaga pada suatu nilai tertentu atau dengan kata lain tidak
harus konstan.
3. Pengukuran pH (Drajat keasaman/kebasaan) dengan menggunakan pH
Meter lebih akurat dibandingkan dengan menggunakan metode kertas
lakmus.
V.2. Saran
1. Untuk meningkatkan kinerja dari pH meter di PT. RAPP sebaiknya
pH meter type TB82pH diganti dengan pH meter type ASPS 1111 hal
suhu dan tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan type
DAFTAR PUSTAKA
A.C. Srivastava Susanto, Teknik Instrumentasi, Universitas Indonesia, 1987.
Djudju Djumhadi, Teknik Pengukuran Besaran Proses II, Departemen Pendidikan
dan Kebudayaan, 1992.
Ir. H. Mansyur, Msi, Instrumentasi Pabrik II, Departemen Perindustrian R.I.
PTKI - Medan, 2006.
PT. Riau Andalan Pulp And Paper, DLP Training Module Instument Riau Pulp,
2007.
