Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo2 Untuk Meningkatkan % Brightness Pulp Di Do-Tower Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea

(1)

PENGARUH LAJU ALIR PULP TERHADAP KONSENTRASI

ClO

2

UNTUK MENINGKATKAN % BRIGHTNESS PULP DI

DO-TOWER DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA

KARYA ILMIAH

PUJIMAN BUTAR-BUTAR

052409040

PROGRAM D-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

Pujiman Butar-Butar : Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi Clo2 Untuk Meningkatkan % Brightness

2

PENGARUH LAJU ALIR PULP TERHADAP KONSENTRASI

ClO

2

UNTUK MENINGKATKAN % BRIGHTNESS PULP DI

DO-TOWER DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat untuk mendapat ijazah Ahli Madya pada program Diploma-3 Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

PUJIMAN BUTAR-BUTAR

052409040

PROGRAM D-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH LAJU ALIR PULP

TERHADAP KONSENTRASI ClO2 UNTUK

MENINGKATKAN % BRIGHTNESS PULP DI DO-TOWER

DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA

Kategori : KARYA ILMIAH

Nama : PUJIMAN BUTAR-BUTAR

Nomor Induk Mahasiswa : 052409040

Program Studi : D-3 KIMIA INDUSTRI

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di

Medan, Mei 2008

Diketahui

Program studi D-3 Kimia Industri FMIPA USU

Ketua, Pembimbing,

Dr. Harry Agusnari. M. Sc.Phil Dr. Rumondang Bulan, MS

NIP. 131 273 466 NIP. 131 459 466

Diketahui

(4)

4

NIP. 131 459 466

PERNYATAAN

PENGARUH LAJU ALIR PULP TERHADAP KONSENTRASI

ClO

2

UNTUK MENINGKATKAN % BRIGHTNESS PULP DI

DO-TOWER DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri,kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Mei 2008

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala limpahan Rahmat dan Karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan karya ilmiah ini yang “Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi ClO2 Untuk

Meningkatkan % Brightness Pulp di DO-Tower DI. PT TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA.

Karya ilmiah ini merupakan hasil kerja praktek di PT. TOBA PULP LESTARI Tbk.Poersea.Karya ilmiah ini merupakan salah satu persyaratan akademik mahasiswa untuk memperoleh ijazah Ahli Madya Diploma-3 untuk program studi Kimia Industri di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya karya ilmiah ini, penulis mengucapkan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dan membimbing penulis untuk menyelesaikan karya ilmiah ini terutam kepada :

1. Orang tua penulis Bapak A.Butarbutar dan Ibu B.Marpaung yang telah memberikan dukungan moril dan materil. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada abang dan kakak penulis yang selalu memberi semangat kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini. Penulis juga tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada seluruh keluarga keluar besar penulis yang tidak bisa disebutkan satu-persatu.

2. Ibu Dr Rumondang Bulan, MS selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini sekaligus ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Dr.Edy Marlianto , MSc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh Dosen dan Staf Pengajar di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh Staf dan Karyawan PT. TOBA PULP LESTARI yang selalu membimbing saya disaat praktek kerja lapangan

6. Rekan –rekan Mahasiswa/Mahasiswi Kimia Industri khususnya angkatan tahun 2005 dan juga stambuk 2006 dan 2007.Terlebih-lebih kepada teman-teman terbaikku Bona, Markam, Vordinan, Sudirman, Olomanti, Irma , Sri, Boy, Dian, Meli, B’Jeplin, Jaminan, Dhrema,Kristina, Friska, wiwi, Junita, (terimakasih atas doanya).

(6)

6

8. Teman-temanku dari kepanitiaan PDS Tahun 2008

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan karya ilmiah ini masih

kurang sempurna dan memiliki berbagai kekurangan. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun, yang pada akhirnya dapat digunakan untuk menambah pengetahuan dan perbaikan atas kekurangan dan kesalahan dalam penulisan karya ilmiah ini.

Medan, Mei 2008

(7)

ABSTRAK

Pemutih pulp dan pemisahan lignin dari selulosa sebagian besar terjadi pada tahap DO-Tower yaitu dengan penambahan ClO2 dengan konsentrasinya 0,75-0,78

%dan konsistensi pulp sekitar 4,5 %. Dalam tahap ini aliran stock pulp harus disesuaikan dengan aliran ClO2 karena laju alir ClO2 sangat berpengaruh untuk

meningkatkan derajat putih (brightness), dan menghilangkan senyawa pengotor-pengotor pulp

(8)

8

ABSTRACT

Whitening pulp and lignin separation from cellulosa is a big of part happen on DO-Tower step is additionally ClO2 with range concentrate 0,75-0,78 % and pulp

consistency is around 4,5 %. On this step, the pulp stock flow must be accorded with ClO2 flow because flow rate of ClO2 is very in fluence to increase brightness

degree, and losing the dirts of pulp.

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Karasteristik serat dari kayu lunak dan kayu keras 4 Tabel 2.2. Komposisi kimia serbuk kayu menurut (L,Nelson) 9 Tabel 2.3. Kondisi-kondisi proses normal diberikan dengan

data dibawah ini 16

tabel 4.1. Hasil pengamatan dari ruangan DCS

(distribution control system) 26 Tabel 4.2. Hasil pembahasan dari hasil pengamatan di ruangan

(10)

10

1.2 Permasalahan 3

1.3 Tujuan penulis 3

1.4 Manfaat 3

Bab 2 Tinjauan Pustaka 4

2.1 Pemilihan jenis kayu 4

2.2 Komposisi Kimia Serbuk 9

2.3 Sifat-sifat kayu 10

2.4 Sifat mekanik kayu 11

2.5 Proses Pemutihan Pulp 11

2.6 Jenis-jenis Pemutih 12

2.6.1 Pemutih pulp mekanik 12

2.6.2 Pemutih pulp kimia 13

2.7 Bahan Kimia Proses Pemutih 13

2.7.1 Sodium Hidroksida 13

2.7.2 Oksigen 14

2.7.3 Natrium Hypoklorit 14

2.7.4 Klorin dioksida 15

2.8 Tahap Proses Pemutihan 15

Bab 3 Metodologi 22

3.1 Peralatan dan Bahan 22

3.1.1 Peralatan 22

3.1.2 Bahan 22

3.2 Prosedur 23

3.2.1 Penentuan brightness 23

3.2.2 Metode Kerja Lapangan 24

(11)

4.1 Hasil 26

4.2 Perhitungan 27

4.3 Data hasil Perhitungan 28

4.4 Pembahasan 29

Bab 5 Kesimpulan dan Saran 31

5.1 Kesimpulan 31

5.2 Saran 31

Daftar Pustaka 31

(12)

12

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pulp ( Bubur keras ) merupakan bahan baku untuk pembuatan kertas, komponen kimia bahan selulosa merupakan komponen penyusun utama, sedangkan komponen lainnya yang berikatan dengan selulosa, yakni hemiselulosa, lignin, dan ekstraktif disamping selulosa dan hemiselulosa terdapat senyawa kimia yang lebih kompleks yaitu lignin yang berfungsi sebagai perekat antara komponen selulosa dan senyawa kimia yang bermolekul yang rendah dan dapat larut dalam air serta pelarut organik

(13)

Pemasakan, Pencucian, Penyaringan, Pemutihan dan Pembuatan lembaran pulp. Proses pemutihan merupakan lanjutan dari tahap Pemasakan (digester) yang bertujuan untuk meningkatkan % brightness. Pulp yang keluar dari Proses pemasakan dimasukkan dalam tangki penampungan atau menara penyimpanan pulp coklat, kemudian dikirim ke menara pencampuran dengan kekentalan 4,5%. Kemudian pulp tersebut melewati alat pencampuran bahan kimia dimana ClO2

dengan konsentrasi ClO2 0,75 – 0,78 % dengan temperatur 60 oC dengan waktu

tinggal di menara kira-kira 45-60 menit.

Bahan kimia yang digunakan antara lain klor dioksida ( ClO2), natrium

hidroksida (NaOH), oksigen (O2), hidrogen peroksida ( H2O2) proses pemutihan

dengan klor dioksida (ClO2) terjadi proses delignifikasi, dimana ClO2 akan

mengoksidasi lignin sisa dan warna sehinga menaikkan Brightness pulp. Kondisi yang tepat pada konsentrasi ClO2 harus disesuaikan dengan laju alir pulp untuk

mendapatkan brightness yang tinggi. Untuk penambahan ClO2 yang kurang tepat

kurang sempurna mengakibatkan pulp yang cenderung berwarna gelap yang disebabkan kegagalan menghilangkan komponen-komponen senyawa lignin sehingga target derajat putih tidak tercapai

Penggunaan ClO2 yang berlebih menyebabkan degradasi selulosa

sehingga mengurangi kekuatan serat. Bahkan pada kondisi yang baik kemungkinan masih terjadi penurunan kekuatan serat. Berdasarkan uraian-uraian diatas maka penulis memilih judul:

“Pengaruh Laju Alir Pulp Terhadap Konsentrasi ClO2 Untuk Meningkatkan

% Brightness Pulp di DO-Tower DI. PT TOBA PULP LESTARI, Tbk

(14)

14

1.2. Permasalahan

Salah satu cara untuk memutihkan pulp dilakukan dengan penambahan ClO2, yang menjadi permasalahan adalah bagaimanakan pengaruh

laju alir pulp terhadap konsentrasi ClO2

1.3. Tujuan Penulis

 Untuk mengetahui jumlah pemakaian ClO2 pada proses delignifikasi untuk

menaikkan derajat putih ( brightness) pulp hingga mencapai 60-65 % ISO di DO-Tower.

 Untuk mengetahui kecepatan produksi pulp pada tahap DO-Tower dalam

satuan kg/jam.

1.4. Manfaat

Sebagai sumber informasi bahwa melalui penambahan ClO2 pada unit

(15)

(16)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pemilihan jenis kayu

Jenis kayu yang banyak digunakan dalam pembuatan kertas adalah:

1. Kayu lunak (softwood), adalah kayu dari tumbuhan konifer contohnya pohon pinus.

2. Kayu keras (hardwood), adalah kayu dari tumbuhan yang menggugurkan daunnya setiap tahun.

Kayu lunak yang memiliki panjang dan kekasaran lebih besar digunakan untuk memberi kekuatan pada kertas. Kayu keras lebih halus dan kompak sehingga menghasilkan permukaan kertas yang halus. Kayu keras juga lebih mudah diputihkan hingga warnanya lebih terang karena memiliki lebih sedikit lignin Karakteristik dari kedua jenis kayu disajikan dalam Tabel 2.1 di bawah ini.

Tabel 2.1. Karakteristik serat dari kayu lunak dan kayu keras

Kayu lunak Kandungan (%) Kayu keras Kandungan (%)

(17)

Panjang serat 2, 6mm Panjang serat 0,6 mm

Komponen kimia yang terdapat dalam kayu dapat dibagi dalam empat bagian, yaitu:

a. Hemiselulosa b. selulosa c. lignin d. Ekstraktif

a. Hemiselulosa

Hemiselulosa adalah heteropolimer dengan berbagai monomer gula, Hemiselulosa

(18)

6

Struktur hemiselulosa

Hemiselulosa juga merupakan polimer-polimer gula. Berbeda dengan glukosa yang terdiri hanya dari polimer glukosa sedangkan hemiselulosa adalah polimer-polimer dari 5 gula yang berbeda yaini glukosa, manosa, galaktosa, xilosa dan arabinosa. Rantai hemiselulosa lebih pendek dibandingkan dengan rantai selulosa, karena hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi yang lebih rendah.

b. Selulosa

Selulosa merupakan penyusun kayu dari semua tanaman, jumlah selulosa penyusun dari semua tanaman ada dalam semua jaringan tumbuhan. Dalam kayu tersebut molekul panjang dari selulosa menyebar dalam garis-garis paralel untuk membentuk serat kayu, serat-serat berikatan bersama dengan suatu senyawa organik yang disebut dengan lignin.

Struktur selulosa. kegunaan selulosa

Kertas

Kertas dibuat dari kayu yang dipotong-potong dalam kepingan kecil dan dimasukkan dalam kalisium bisulfat ( Ca (SO4)2 ) atau bahan kimia yang lain

(19)

dengan klorin dioksida atau dengan hidrogen peroksida H2O2 dan kemudian

ditimbang, diukur, digulung ke dalam lembaran. Dalam penimbangan dan pengukuran dilakukan seperti material pati. Lapisan kertas ditimbang beratnya dengan mineral-mineral seperti barium sulfat ( BaSO4) untuk menggurangi

porositas handuk kertas mengandung sedikit tambahan mineral. Kertas saring adalah hampir seperti selulosa murni. Jumlah besar dari kertas koran dibuat dalam daerah ini terdiri dari suatu campuran kayu dasar ( kurang lebih 90 %) dari 50 % selulosa, metode ini menghasilkan kertas untuk membuata ekonomis yang lebih menggunakan kayu

Pembuatan Rayon

Kebanyakan rayon dihasilkan di Amerika Serikat dihasilkan dengan

proses viskos selulosa murni diperoleh dari kayu dengan proses uraian seperti diatas dan dibersihkan dengan cairan NaOH dan carbon disulfit; cairan gula yang dibentuk tersebut disebut dengan viskos.

c. Lignin

(20)

8

berpengaruh dalam memperkecil perubahan dimensi sehubungan dengan perubahan kandungan air kayu juga dikatakan bahwa lignin mempertinggi sifat racun yang membuat kayu tahan terhadap serangan cendawan dan serangga.

Struktur lignin

Di dalam kayu lignin merupakan bahan tidak berwarna. Apabila lignin bersentuhan dengan udara, terutama dengan adanya sinar matahari, maka lama-kelamaan lignin akan cenderung menjadi kuning. Karenanya kertas koran yang membuat dari serat-serat yang diperoleh secara mekanis dengan lignin yang belum terpisah, tidak berumur panjang karena kecenderungannya menjadi kuning. Kertas koran juga kasar, massanya besar dan kekuatannya rendah karena sifat-sifatnya yang baku memiliki ikatan antara serat yang lemah.

d. Ekstraktif

(21)

mengeluarkan gas. Lemak-lemak asam akan membentuk sabun (soap) pada proses “kraft” terlarut dalam larutan pemasak. Sabun ini selanjutnya dipisahkan dari lindi hitam (Black liquor). Beberapa atau sebagian kecil; dari ekstraktif yang terlarut akan menghasilkan timbulnya getah (pitch) dalam pembuatan pulp secara kraft dan pada pembuatan kertas. Bentuk ini merupakan gumpalan yang mengotori peralatan. Pitch terdiri dari kumpulan-kumpulan yang besar dari ekstraktif yang tidak dapat dipisahkan. ekstraktif sebenarnya sangat sedikit sekali dan hampir tidak ditemui dalam pulp, karena zat ini larut dan terbawa oleh cairan pemasak bersama lignin, tetapi walaupu demikian selalu ada yang tetap terikut dalam pulp.

2.2. Komposisi Kimia Serbuk Kayu

Hasil analisis komposisi kimia serbuk gergajian kayu (Para-serianthes falcataria) dapat dilihat pada Tabel 2.2, yang memperlihatkan bahwa tumbuhan

ini termasuk dalam kelas dengan kandungan selulosa tinggi, sedangkan kadar lignin pada tanaman ini termasuk sedang yaitu. Komposisi kimia serbuk kayu Paraserianthes falcataria (L. Nielsen).

Tabel 2.2. Komposisi kimia serbuk kayu menurut (L.Nielsen)

(22)

10

2.3. Sifat Fisik Kayu

♦ Berat dan Berat Jenis

Berat suatu kayu tergantung dari jumlah zat kayu, rongga sel, kadar air dan zat ekstraktif didalamnya. Kayu mempunyai berat jenis yang berbeda-beda,

♦ Keawetan

Keawetan adalah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsur-unsur perusak kayu dari luar seperti jamur, rayap, bubuk

♦ Tekstur

Tekstur adalah ukuran relatif sel-sel kayu. Berdasarkan teksturnya, kayu digolongkan kedalam kayu bertekstur halus contoh: giam , kayu bertekstur sedang contoh: jati dan kayu bertekstur kasar contoh meranti.

(23)

Arah serat adalah arah umum sel-sel kayu terhadap sumbu batang pohon. Arah serat dapat dibedakan menjadi serat lurus, serat berpadu, serat berombak, serta terpilin dan serat diagonal serat miring.

♦ Bau dan Rasa

Bau dan rasa kayu mudah hilang bila kayu lama tersimpan di udara terbuka. Beberapa jenis kayu mempunyai bau yang merangsang dan untuk menyatakan bau kayu tersebut.

♦ Higroskopis

Kayu mempunyai sifat dapat menyerap atau melepaskan air. Makin lembab udara disekitarnya makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan

♦ Daya Hantar Panas jelek

Daya Hantar Listrik Pada umumnya kayu merupakan bahan hantar yang jelek untuk aliran listrik.

2.4. Sifat Mekanik Kayu

o Keteguhan Tarik

Keteguhan tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu.

(24)

12

Keteguhan tekan/kompresi adalah kekuatan kayu untuk menahan muatan/beban.

2.5. Proses Pemutihan Pulp

Proses pemutih pulp dapat dianggap sebagai suatu lanjutan proses pemasakan yang dimasukkan untuk memperbaiki brightness dan kemurnian pulp. Hal ini dicapai dengan cara menghilangkan atau memutihkan bahan pewarna yang tersisa pada pulp. Lignin yang tersisa adalah suatu zat yang paling dominan untuk menghasilkan warna pada pulp, oleh karena itu ini harus dihilangkan atau diputihkan.

Tujuan utuma proses pemutihan secara umum dapat diringkaskan sebagai berikut:

 Untuk memperbaiki Brightness.

 Untuk memperbaiki kemurnian.

 Untuk medegradasi serat selulosa seminimal mungkin.

 menjaga kualitas dan kuantitas limbah air.

 menjaga kualitas dan kuantitas limbah udara.

2.6. Jenis-jenis Pemutihan

2.6.1. Pemutihan Pulp Mekanik

(25)

Hanya pulp dengan kecerahan tinggi yang dapat digunakan sebagai bahan untuk kertas halus berkualitas tinggi. Untuk mempertahankan keuntungan rendemen tinggi dalam pembuatan pulp mekanik, prosedur pemutihan umumnya adalah tipe perlindungan-lignin, menggunakan bahan kimia oksidatif dan pereduksi atau gabungan keduanya.

Pemutihan pulp kayu asah kebanyakan dilakukan sebagai pemutihan menara sementara pulp-pulp mekanik dan termodinamik yang digiling dapat juga diputihkan selama pemisahan serat di dalam tahap pertama pembersihan (pemutihan pada pemisahan serat) atau dalam tahap kedua penggilingan pemutihan penggilingan).

2.6.2. Pemutihan Pulp Kimia

Tujuan dari pemutihan pulp kimia adalah untuk menghilangkan sisa lignin setelah proses pemasakan untuk memperoleh yang disebut pulp yang diputihkan penuh dengan kecerahan di atas 90% atau untuk memperoleh kualitas semi pemutihan dengan kecerahan berkisar 60-70%.

(26)

14

2.7.Bahan Kimia Proses Pemutih

2.7.1. Sodium Hidroksida (NaOH)

Pada saat khlorin bereaksi dengan lignin dan resin, sebahagian besar saja yang dihasilkan tersebut larut dalam air. Karena klorinat lignin dan resin sangat mudah larut dalam larutan alkali menyusul setelah larutan klorinasi, Natrium Hidroksida ( Caustik soda ) merupakan salah satu alkali kuat yang ada, Ini merupakan bahan kimia yang dapat menyebabkan luka bakar pada kulit. Penanganan caustik soda harus memperhatikan seluruh tindakan pencegahan. Pada proses pemutihan normalnya digunakan alkali encer dengan konsentarsi kira-kira 120 gram per liter.

2.7.2. Oksigen (O2)

Gas oksigen digunakan sebagai suatu zat pemutih bersama-sama dengan alkali pada tahap ekstraksi. Gas oksigen merupakan sifat-sifat pulp yang diputihkan. Hal ini mungkin membuat kurangnya emisi yang mengganggu ke lingkungan.

2.7.3. Natrium Hypoklorit ( NaOCl )

(27)

sifat alkali. Hypoklorit bisa dibuat dengan konsentrasi alkali yang berlebih ( kira-kira 4 gram per liter) untuk menjaga kestabilan larutan. Kandungan klorin pada larutan hypoklorit diperkirakan sebesar 40-44 gram per liter.

Tujuan utama perlakuan dengan menggunakan hypoklorit adalah untuk meningkatkan derajat putih pulp. Ini dicapai dengan tindakan oksidasi dari hypoklorit pada lignin dan bahan-bahan berwarna yang lain yang terdapat pada pulp dengan cara mengubahnya menjadi tak berwarna. Bagaimana reaksi ini, sangat serius merusak serat selulosa kecuali bila kondisi-kondisi operasi seperti pH, Temperatur, waktu tinggal dan jumlah hypoklorit yang digunakan dikendalikan secara hati-hati. Degradasi ini dikendalikan bertujuan untuk mencapai kekuatan pulp yang dikehendaki ( kendali viskositas)

2.7.4. Klorin Diksida ( ClO2 )

Klorin dioksida adalah salah satu bahan kimia yamg bersifat pengoksidasi yang kuat, kerja dari proses pemutihan ini umumnya dengan cara oksidasi terhadap lignin dan bahan-bahan berwarna yang lainnya. Ini digunakan untuk memutihkan pulp yang berkualitas sebab ini memiliki keunikan yang sanggup mengoksidasi bahan yang baku selulosa dengan kerusakan pada selulosa yang minimal. Derajat putih pulp yang dihasilkan dengan klorin dioksida adalah stabil. Pada unit pemutihan ( Bleaching ), klorin dioksida digunakan sebagai suatu larutan gas dalam air.

(28)

16

Pemutihan yang modren biasanya dilakukan secara bertahap dengan memanfaatkan bahan-bahan kimia dan kondisi-kondisi yang berbeda-beda setiap tahap. Pada umumnya digunakan perlakuan kimia dengan secara singkat ditunjukan dengan urutan sebagai berikut:

a) Klorinasi (C) : Reaksi dengan elemen klorin dalam

suatu media asam b) Ekstraksi Alkali (E) : Pemisahan hasil reaksi dengan caustik

c) Ekstraksi oksidasi (EO/P) : Ekstraksi oksidasi yang diperkuat dengan peroksida

d) Hyplorit (H) : Reaksi dengan hypoklorit dalam suasana alkali

e) Klorin Dioksida ( D ) : Reaksi dengan klorin dioksida dalam suasana alkali

f) Oksigen (O) : Reaksi dengan elemen oksida O2

Yang bertekanan dalam suasana alkali

Tabel 2.3. Kondisi-kondisi proses normal diberikan dengan data dibawah

ini

Parameter DO EO/P D1 D2

Kekentalan pulp (%) 4,5 12 12 12

Temperatur stock (oC) 45-60 70 50/80 80

(29)

Waktu tinggal di menara ( menit) 27 60 210 147

Keterangan Tabel:

DO : Tahap klorinasi

EO/P : Tahap ekstraksi oksidasi ( Ekstraksi alkali) D1 : Tahap reaksi klorin dioksida pertama

D2 : Tahap reaksi dengan klorin dioksida yang kedua

Pada tahap klorinasi, lignin diklorinasi menjadi klorolignin ( akan menjadi terlarut pada tahap ekstraksi), sehingga proses eliminasi lignin terjadi. Peningkatan derajat putih pulp setelah melalui tahap klorinasi dengan ekstraksi yang kecil. Oksigen juga dipergunakan pada tahap ekstraksi dan terutama akan digunakan pada proses eliminasi lignin.

Untuk mencapai derajat putih pulp yang penuh pada tingkat 89-90 % ISO, proses pemutihan dilakukan dengan lima tahap, menggunakan tahap CEHED atau CEDED. Pada pemutih dengan menggunakan hypoklorit, kelompok khlomoporik lignin hancur. Derajat putih pulp meningkat sangat tinggi pada tahap ini. Kalsium dan natrium hypoklorit kemungkinan bisa dipergunakan. Salah satu kerugian pada perlakuan ini adalah bahwa selulosa juga diserang oleh hypoklorit, oleh karena itu kondisi-kondisi operasi selama perlakuan ini harus diperhatikan dengan seksama untuk mencegah terjadinya kerusakan terhadap selulosa.

(30)

18

Pada pemutih dengan klorin dioksida menghasilkan derajat pemutih pulp ( brightness) yang tinggi, Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida menghancurkan lignin tanpa merusak selulosa. Pemakaian klorin dioksida memiliki banyak keuntungan, antara lain: Pemakaian bahan kimia sedikit, biaya lebih rendah, kekuatan pulp lebih baik, zat pengotor sedikit, brightness lebih stabil.

Pada proses klorinasi terhadap pulp, gas klorin harus larut dan bereaksi secara menyebar terhadap serat pulp, reaksi klorin dengan lignin adalah sangat cepat. Klorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan subsitusi. Reaksi-reaksi ini mengeluarkan lignin dan oleh itu, beberapa akan terlarut dalam tahap klorinasi.

Subsitusi: Cl2 + ( lignin ) ( lignin ) Cl + HCl

Oksidasi: Cl2 + ( lignin ) ( lignin teroksidasi ) + 2HCl

2. Tahap Oksidasi Ekstraksi (EO/P )

(31)

bahan kimia tersebut akan menjadi tinggi jika tidak ada tahap ekstraksi yang mengeluarkan lignin dan beberapa hemiselulosa dari pulp. Klorolignin yang tidak larut dalam air panas dan media asam terlarut dalam caustik soda pada temperatur rendah. Pada temperatur tinggi, hemiselulosa ( Pentosa ) larut, yang menyebabkan kehilangan produksi pulp untuk golongan kertas

Pada tahap ekstraksi pulp sulfat dilakukan pada suhu 60- 70 oC dan waktu ekstraksi berkisar antara 30 menit sampai 60 menit zat kimia yang digunakan pada tahap ini adalah sodium hidroksida dan hidrogen peroksida. Sodium hidroksida (larutan 10%) digunakan untuk menguraikan hasil reaksi dari proses klorinasi. NaOH berfungsi untuk memisahkan ClO2 dengan lignin, sehingga

lignin dapat kembali direaksikan dengan menggunakan hidrogen peroksida. Zat H2O2 berfungsi mengikat kembali lignin yang masih terkandung di dalam pulp.

Penggunaan hidrogen peroksida adalah sekitar 16-17 kg/ton pulp kering dan akan bekerja secara maksimal pada pH antara 10-11, sehingga mampu menghasilkan brightness hingga 80-84 ISO. Penambahan sodium hidroksida dan hidrogen peroksida harus pada jumlah tertentu agar dapat mempertahankan viskositas pulp 10% hingga 12 % , semua proses ini berlangsung pada menara ekstraksi.

Pulp yang melalui proses ekstraksi ini dialirkan melalui menara ekstraksi tangki pencuci guna menghilangkan zat kimia. Proses pencuci kedua ini sama dengan pencuci yang pertama. Pulp yang telah dicuci kemudian dipompakan ke menara klorin dioksida.

3. Tahap Klorin dioksida (D2)

(32)

20

Pada saat pulp diberikan perlakuan dengan klorin dioksida, ini bereaksi dengan air dan komponen-komponen pulp, umumnya resin dan lignin melengkapi reaksi. Klorin dioksida bereaksi dengan air sesuai dengan persamaan 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.

Bagaimanpun, kecepatan reaksi antara klorin dioksida dan komponen-komponen pulp adalah lebih cepat. Langka pertama adalah satu elektron memindahkan klorin dioksida yang tereduksi menjadi sebuah ion khlorit dan mengoksidasi lignin dan pulp.

ClO2 + e- ClO2-

(33)

Bagan Alir Proses Produksi Pulp

Serpihan kayu

Chipper

Unit pemasak Digester Wood yard

(tempat penimbangan kayu)

(34)

22

Lembaran pulp (Pulping) Unit pengelantangan

(Bleaching) Unit penyaring

(35)

BAB 3

BAHAN DAN METODOLOGI

3.1 Peralatan dan bahan

- Alat penyaringan - Brightness meter - Neraca analitik - Beaker glass 250 ml - Buchnel funnel - Corong

- Pengaduk magnetik - Alat sheet

- Alat vakum - Oven - Setrika

- Electronic Refracto Photometer (ELREPHO)

3.2 Bahan

- NaOH - ClO2

- H2O2

(36)

23

- Oksigen - Air

- kertas saring

3.2 Prosedur

3.2.1 Penentuan Brightness

- Diambil bubur pulp dari pencucian klorinasi - Dicuci dengan air

- Ditimbang 20 gram pulp yang basa dan dimasukkan kedalam beaker glass kemudian dimasukkan air untuk mengencerakan pulp

- Diaduk dengan batang pengaduk

- Diletakkan kertas saring pada buchner funnel dan dituangkan pulp yang telah diaduk

- Dan diletakkan kertas saring di atasnya dan divakumkan untuk menyedot air

- Diambil dan dikeringkan dengan setrika hingga permukaan sampel rata - Kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 103-120 oC kurang

lebih 10 menit

- Kemudian diperiksa derajat keputihan (Brightness) dengan menggunakan alat Electronic Refracto Photometer (ELREPHO).

(37)

3.2.2 Metode Kerja di lapangan

- Unbleach tower: Uutuk menampung bubur pulp coklat yang berasal dari unit washing

- Unbleach bleanding tank: Untuk mengaduk bubur pulp agar tidak bergumpal-gumpal

- Mixer ClO2: Untuk mencapur ClO2 dengan pulp yang belum dikelantang

- Chlorination (DO): untuk mereaksikan bubur pulp coklat dengan ClO2

sehingga bubur pulp akan lebih putih

- DO-Washer: Mencuci bubur pulp yang dari Do-tower sehingga bubur pulp yang telah bercampur dengan ClO2 akan tercuci dan bahan kimianya dapat

larut

- DO filtrate tank: Sebuah tangki untuk menampung air yang digunakan untuk mengencerkan bubur pulp yang ada di DO washer, Do tower, unbleach tower, dan unbleach blending tank

- Extraction oksidation ( EO) Tower : Untuk mereaksikan bubur pulp coklat dengan bahan-bahan kimia NaOH, O2, H2O2 sehingga bubur pulp

coklat akan menjadi lebih putih dengan adanya reaksi kimia tersebut. - O2 mixer Untuk mencampur oksigen dengan bubur pulp

- Washer II (EO Washer) : Untuk mencuci bubur pulp yang berasal dari EO tower agar bahan kimia yang ditambahkan dapat larut.

- EO filtrate tank : Untuk menampung air yang digunakan untuk mengencerkan pulp yang ada di EO washer dan EO tower

(38)

25

- D1 dan D2 reaction tower : Untuk mereaksikan bubur pulp dengan bahan kimia ClO2

- D1 dan D2 waser : mencuci bubur pulp yang telah bercampur dengan ClO2

bahan kimia tersebut larut dalam air pencuci

(39)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. HASIL

Hasil pengamatan diruagan DCS (Distribution Control Sytem) terdapat pada tabel 4.1 dibawah ini.

Tabel 4.1. Data pengamatan di ruangan DCS (Distribution Control System)

(40)

27

4.2. Perhitungan

Untuk menetukan kecepatan produksi pulp yang masuk ke DO-Tower dari Unbleach tower

Contoh perhitungan dari tabel 4.1 dengan no 1.

A. Banyaknya pulp yang kering masuk ke DO-Tower adalah Laju alir stock = 20396 kg/jam

Konsistensi pulp = 4,5

Densty pulp = 1,052 kg/jam Densty ClO2 = 1,04 kg/jam

Kecepatan produksi = laju stock x konsistensi pulp 20396 L/jam x 4,5%

917,82 L/jam Maka

Hasil pulp dalam satuan kg/jam adalah

= 917,82 L/ jam x density pulp = 917,82 L / jam x 1,052 Kg/ L = 965,54 Kg/ jam

Untuk penyelesaian dari tabel 4,1 dengan no 2,3,4,,,,10 dilakukan hal yang sama

Untuk menentukan jumlah pemakaian ClO2 yang masuk ke DO-Tower

dari pabrik ClO2.

(41)

B. Menentukan jumlah pemakaian ClO2 di DO-Tower

Maka, ClO2 yang digunakan dalam pulp untuk kecepatan produksi sebanyak

965,54 kg/jam adalah

=Laju alir stock ClO2 x densty ClO2

= 109,41 L/jam x 1,04 kg/L = 113,78 kg/jam

Untuk penyelesaian dari tabel 4,1 dengan no 2,3,4,,,,10 dilakukan hal yang sama

4.3. Data Hasil Perhitungan

Hasil perhitungan dari ruangan DCS (distribution control system) terdapat pada tabel 4.2 dibawah ini.

(42)

29

10 18,89 933,99 117,0 36,2 62,33

4.4. Pembahasan

Klorin dioksida adalah larutan asam yang ditambahkan pada tahap delignifikasi pertama, pada tahap ini pulp diharuskan dalam suasana asam dengan pH yang berkisar antara 2-3,5. Tujuan yang paling utama adalah untuk memisahkan lignin dengan selulosa dan memisahkan pengotor-pengotor pulp sehingga brightness pulp yang dihasilkan dari tahap ini adalah 65 % ISO. Dan hasil pengamatan di ruang DCS (Distribution control system) untuk pemakaian ClO2 tergantung pada pengotor-pengotor pulp karena pada data no 1 lebih banyak

pemakaian ClO2 dibandingkan dengan data no 2.

Pada tahap delignifikasi ini kensentrasi ClO2 harus dijaga agar tetap

konstan, konsentrasi yang lebih kecil dari 0,70% tidak akan memberi hasil yang maksimal terhadap pemisahan lignin dengan selulosa, sementara diatas 0,75 konsentrasi maka serat pulp akan berkurang dan kekuatan pulp.

Pada tahap delignifikasi ini konsistensi pulp harus dijaga agar tetap konstan jika konsistensi pulp dibawah dari 4,5 % maka proses pemisahan akan semakin lambat atau pulp semakin lama tinggal di DO-Tower, tetapi jika konsistensi pulp diatas 5 % maka daya tahan pulp akan berkurang atau kualitas pulp akan berkurang.

Banyak faktor-faktor yang mempengaruhi ketidakstabilan pemakaian ClO2,

konsentrasi ClO2,

(43)

Temperatur yang rendah sangat lambat bereaksi ClO2 terhadap pulp

dengan mengeluarkan lignin dan pengotor-pengotor pulp 2. Pengaruh konsistensi

Pengaruh konsistensi terhadap efisien proses pemutihan dengan ClO2

adalah kecil: akan tetapi biaya pemanasan air dari pada pulp menjadi 70 oC membuat setinggi mungkin konsistesi pulp yang harus dijaga adalah 11-12 %.

3 Pengaruh pengadukan

Pencampuran pulp dengan ClO2 sangat penting dijaga karena akan

berpengaruh untuk tingkat derajat keputihan akan turun 4 Pengaruh pH

Brightness yang tinggi dapat dicapai dengan penambahan ClO2

(44)

31

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil perhitungan tersebut maka jumlah pemakaian ClO2 pada DO-tower

untuk 20396 L/jam pulp maka dibutuhkan ClO2 113,78 Kg/ jam dengan derajat

keputihan yang dikeluarkan dari tahap ini adalah 64,86 % ISO. Pada tahap ini masih memenuhi standard kerja dalam memperoleh pulp yang baik. Sedangkan hasil dari perhitungan dengan kecepatan produksi pulp didapat sekitar 965,54 kg/ jam.

5.2. Saran

- Diharapkan adanya hubungan kerja yang baik dan terpadu antara operator dan bagaian fiberline( bagian proses) agar mutu akhir pulp yang baik dapat dicapai, yaitu brightness yang sesuai dengan standard yang ditentukan.

(45)

Untuk itu perlu kiranya peningkatan kerja sama antara para staff dan karyawan operasional di lapangan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2000.Bleaching Plant.Training and Development Centre.Porsea.PT.Toba Pulp Lestari, Tbk.

Dietrich-Fengel & Gerd-Wegwner.1995.Kayu Kimia Ultrastruktur Reaksi-reaksi.Edisi. Pertama.Yogyakarta:Gajah Mada University.

J.F.Dumanauw.1990.Mengenal Kayu.Edisi Pertama.Yogyakarta: Penerbit Kanisius.