PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O
2) PADA TOWER E
OPTERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO
2)
PADA TOWER D
1DI UNIT BLEACHING DI PT. TOBA PULP
LESTARI,Tbk PORSEA.
TUGAS AKHIR
HERDIANUS MANALU
082409002
PROGRAM STUDI DIPLOMA -3 KIMIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O
2) PADA TOWER E
OPTERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO
2)
PADA TOWER D
1DI UNIT BLEACHING DI PT. TOBA PULP
LESTARI,Tbk PORSEA.
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai
gelar Ahli madya
HERDIANUS MANALU
082409002
PROGRAM STUDI DIPLOMA -3 KIMIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O2)
PADA TOWER EOP TERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO2) PADA TOWER D1 DI UNIT BLEACHING DI PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA.
Kategori : KARYA ILMIAH
Nama : HERDIANUS MANALU
Nomor Induk Mahasiswa : 082409002
Program Studi : DIPLOMA TIGA (D3) KIMIA INDUSTRI
Departeman : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di Medan, Juni 2011
Diketahui
Program studi D-3 Kimia Industri FMIPA USU
Ketua Pembimbing
Dra. Emma Zaidar, M.Si Dr. Rumondang Bulan, M.S NIP. 195512181987012001 NIP. 195408301985032001
Diketahui/ disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU Ketua
PERNYATAAN
PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O2) PADA TOWER EOP TERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO2) PADA
TOWER D1 DI UNIT BLEACHING DI PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2011
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan kasihnya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah ini berjudul PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O2) PADA TOWER EOP TERHADAP JUMLAH PEMAKAIAN KLORIN DIOKSIDA (ClO2) PADA TOWER D1 DI UNIT BLEACHING DI PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA.
Adapun tujuan dari penulisan karya ilmiah ini adalah untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Ahli Madya di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Selain itu penulis juga mengharapkan dapat menambah wawasan serta pengetahuan bagi para pembaca khususnya mahasiswa jurusan Kimia Industri.
Dalam kesempatan, ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Sutarman, M.sc selaku dekan fakultas MIPA USU yang telah banyak membantu selama penulis menjalani studi
2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS. Selaku dosen pembimbing sekaligus ketua departemen kimia yang bersedia meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini
3. Ibu Dra.Emma Zaidar, MS. Selaku ketua jurusan D3 kimia industri yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini
4. Teristimewa buat Ayahanda dan Ibunda tercinta, Bapak M. Manalu dan Ibu T. Sitinjak, kakanda, B’Juanda, K’Hotnauli, B’Desman serta adinda, Candi, Sarida, Rahmat. yang penulis sayangi yang telah banyak memberikan dukungan kepada penulis dalam segala hal baik moril maupun materil dalam menyelesaikan karya ilmiah ini
5. Buat rekan-rekan satu tim selama PKL, Bernando,Eka, Rohani, Yenni
6. Buat rekan-rekan seperjuangan di Kimia Industri khususnya KIN stambuk 2008
7. Buat karyawan-karyawan di PT.Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea, Pak Suhunan sirait, B’sefliadi, B’Mestika, B’rikson, B’frans serta bapak-bapak yang tidak tersebutkan namanya yang telah bersedia memberikan ilmunya untuk mengajari penulis selama PKL.
8. Buat teman-teman satu kost, B’chaya dll yang ikut berpartisipasi baik itu membantu ataupun mengganggu penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini 9. Buat orang-orang yang tidak tersebutkan namanya yang mungkin ikut
Penulis menyadari bahwa cara penulisan karya ilmiah ini serta isinya masih jauh dari sempurna. Maka untuk itu penulis dalam hal ini dengan kerendahan hati sangat mengharapkan masukan berupa kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan karya ilmiah ini.
Akhir kata penulis ucapkan banyak trimakasih yang tidak ternilai harganya kepada semua pihak yang telah mambantu demi selesainya karya ilmiah ini semoga Tuhan membalas budi yang telah diberikan. Harapan penulis semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juni 2011 Penulis
ABSTRAK
Proses Bleaching di PT. Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea menggunakan ClO2
sebagai zat untuk menghilangkan atau memutihkan bahan pewarna pada pulp. Lignin
yang tersisa adalah zat yang paling dominan untuk menghasilkan warna pada pulp,
oleh karea itu harus dihilangkan. Semakin banyak jumlah pemakaian ClO2 pada
proses bleaching, khususnya D1 stage maka brightness yang dihasilkan semakin
tinggi. Pemakaian ClO2 pada pulp harus sesuai dengan lignin yang akan dihilangkan
pada pulp tersebut. Konsentrasi ClO2 yang dikonsumsi tidak terlalu tinggi sehingga
tidak menimbulkan emisi lingkungan. Maka untuk itu, selain untuk mengurangi emisi
lingkungan dan mengurangi jumlah pemakaian ClO2 maka penambahan oksigen perlu
dilakukan disamping juga sebagai pelindung daripada serat selulosa pada pulp.
Standart derajat keputihan pada pulp di D1 stage adalah 88-90% ISO dan konsentrasi
THE INFLUENCE INCREASING OF O2 AT EOP TOWER TO
CONSUMSTION OF KHLORIN DIOKSIDE (ClO
2) AT D1 TOWER
UNIT BLEACHING PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA.
ABSTRACT
Bleaching Proses in PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea uses ClO2 as material
bleaching to disappearing or whitening color substance of pulp. Remained lignine is
very dominan substance to make coloring of the pulp, therefore it must be eliminated.
If much more ClO2 uses at bleaching process, specifically at D1 stage, it will make
much more brightness too. The usage of ClO2 at pulp process be equal to the amount
of lignine to be eliminated from the pulp. The concentration is not too high, so it will
not show environment emition. Because of, moreover decrease of environment
emition and decrease consumstion of ClO2 so, increasing of O2 need protect for
sellulosa in pulp. Standart of quality of pulp brightness uses at D1 Stage is 88-90%
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN i
PERNYATAAN ii
PENGHARGAAN iii
ABSTRAK iv
ABSTRACT v
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR viii
DAFTAR LAMPIRAN ix
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1Latar Belakang 1
1.2Permasalahan 4
1.3Tujuan 4
1.4Manfaat 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1 Pengertian Kayu 6
2.2 Warna Kayu 6
2.3 Higroskopis 7
2.4 Kadar Air Kayu 7
2.5 Klasifikasi Tumbuhan Berkayu 8
2.6 Penelitian Komponen Kimia 8
2.6.1 Zat-zat Makromolekul 8
2.6.1.1 Selulosa 9
2.6.1.2 Poliosa 11
2.6.1.3 Lignin 11
2.6.1.4 Senyawa Polimer Minor 12
2.6.2 Zat-zat Berat molekul Rendah 12
2.7 metode Pembuatan Pulp 13
2.7.1 Secara Mekanis 13
2.7.2 Secara Semi Kimia 13
2.7.3 Secara Kimia 14
2.8 Kimia Dasar Proses Pemutihan 16
2.8.1 Khlorin Dioksida (ClO2) 19
2.8.2 Tahap Khlorin Dioksida 19
2.8.3 Variabel-variabel Proses Pada Tahap Khlorin Dioksida 20
BAB 3 BAHAN DAN METODE 27
3.1 Alat 27
3.2 Bahan 27
3.3 Prosedur Percobaan 28
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 30
4.1 Hasil 30
4.2 Perhitungan 31
4.3 Pembahasan 34
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 36
5.1 Kesimpulan 36
5.2 Saran 36
DAFTAR PUSTAKA 37
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
Halaman
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1: Tahap Proses Bleaching 39
Lampiran 2: Diagram Aliran Proses Produksi Pulp 40
THE INFLUENCE INCREASING OF O2 AT EOP TOWER TO
CONSUMSTION OF KHLORIN DIOKSIDE (ClO
2) AT D1 TOWER
UNIT BLEACHING PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA.
ABSTRACT
Bleaching Proses in PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea uses ClO2 as material
bleaching to disappearing or whitening color substance of pulp. Remained lignine is
very dominan substance to make coloring of the pulp, therefore it must be eliminated.
If much more ClO2 uses at bleaching process, specifically at D1 stage, it will make
much more brightness too. The usage of ClO2 at pulp process be equal to the amount
of lignine to be eliminated from the pulp. The concentration is not too high, so it will
not show environment emition. Because of, moreover decrease of environment
emition and decrease consumstion of ClO2 so, increasing of O2 need protect for
sellulosa in pulp. Standart of quality of pulp brightness uses at D1 Stage is 88-90%
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara yang kaya akan sumber daya alam dan sumber
daya manusia. Sumber daya alam Indonesia merupakan anugerah Tuhan Yang Maha
Esa yang memiliki hutan yang luas dengan beraneka ragam jenis tumbuhan di
dalamnya. Semakin berkembangnya teknologi pada saat ini banyak industri-industri
yang beroperasi untuk pembangunan ekonomi jangka panjang yang diarahkan untuk
menciptakan struktur ekonomi dengan titik berat industri yang maju. Salah satunya
adalah industri pulp.
Industri pulp adalah salah satu industri yang memiliki prospek yang cerah
dimasa mendatang. Hal ini didukung dengan adanya sumber daya alam dan sumber
daya manusia serta tersedianya peluang pasar yang cukup besar baik di dalam maupun
luar negeri. Industri pulp dapat dijamin dengan tersedianya bahan baku yang tidak
terputus dengan pengolahan hutan yang tepat dan melihat sifat alami hutan dan kayu
yang dapat diperbaharui.
Tujuan pembangunan industri pulp di Indonesia adalah untuk memenuhi
kebutuhan pulp yang semakin meningkat seiring dengan perkembangan zaman,
pertambahan jumlah penduduk, perkembangan dunia pendidikan dan kemajuan taraf
pengolahan di dalam negeri. Hal ini diharapkan memberi dampak positif terhadap
perluasan kesempatan berusaha disamping menciptakan tambahan lapangan kerja.
PT.Toba Pulp Lestari merupakan sebuah pabrik kraft pulp yang berlokasi di
Porsea kira-kira kurang lebih 200 km dari kota Medan Sumatera Utara, Indonesia.
Proses pembuatan pulp di PT.TPL dilakukan dengan proses secara kimia (Kraft) yang
terdiri dari beberapa unit pengolahan. Unit Fiber Line merupakan unit yang sangat
penting dalam proses pembuatan pulp yang dibagi menjadi 4 (empat) bagian, yaitu :
1. Digester
2. Washing/Screening
3. Bleaching
4. Pulp machine
Proses pemutihan (bleaching) dimaksudkan untuk memperbaiki brightness dan
Kemurnian dari pulp. Hal ini dicapai dengan cara menghilangkan atau memutihkan
bahan pewarna yang tersisa dalam pulp. Lignin yang tersisa adalah suatu zat yang
paling dominan untuk menghasilkan warna pada pulp oleh karena itu harus
dihilangkan atau diputihkan. Tujuan utama proses pemutihan secara umum dapat
diringkas sebagai berikut :
1. Memperbaiki brightness
2. Memperbaiki kemurnian
3. Degredasi serat sellulosa seminimum mungkin
4. Menghilangkan lignin yang masih terkandung di dalam bubur pulp
5. Menjaga kualitas dan kuantitas limbah air
Lignin pada pulp kelihatan dalam berbagai macam bentuk tergantung kepada
kondisi-kondisi proses pulp yang berlangsung. Lignin ini sangat reaktif yang berarti
bahwa ini mudah dipengaruhi oleh bahan kimia seperti klorin dioksida, peroksida,
magnesium sulfat, oksigen dll. Kemudian molekul lignin terurai menjadi
partikel-partikel yang lebih kecil, yang larut dalam air, dan dapat dihilangkan dari pulp.
Secara umum standart mutu pulp biasanya diukur dari brightness dan kekuatan
serat pulp tersebut. Brightness yang diinginkan adalah (88-90)% ISO. Untuk mencapai
tingkat brightness tersebut, maka penambahan ClO2 merupakan faktor yang sangat
penting untuk diperhatikan. Jika penambahan ClO2 kurang maka derajat keputihan
dari pulp tersebut tidak mencapai standart sedangkan dengan pemakaian ClO2 yang
berlebih akan mengakibatkan pulp menjadi terang, akan tetapi akan menimbulkan
kerusakan pada serat (fiber) sellulosa manjadi rapuh dan mudah sobek. Disamping
ClO2 sebagai bahan kimia untuk menghilangkan lignin, penambahan oksigen juga
perlu dilakukan dimana fungsi daripada penambahan oksigen ini selain sebagai
pelindung serat sellulosa, juga dapat membantu ClO2 dalam proses penghilangan
lignin sehingga akan mengurangi jumlah pemakaian ClO2.
Berdasarkan pola pemikiran tersebut maka penulis tertarik untuk mengambil judul :
PENGARUH PENAMBAHAN OKSIGEN (O2) PADA TOWER EOP
1.2 Permasalahan
ClO2 merupakan gas beracun yang jika dihirup akan menyebabkan pernapasan
terganggu, pusing, dan iritasi pada kulit atau organ-organ tubuh yang sangat mudah
mengikis (korosive), tetapi untuk memperoleh suatu pulp dengan tingkat keputihan
(brightness) yang tinggi dan stabil serta kekuatan serat yang tinggi, maka lignin harus
dihilangkan sebanyak mungkin dari pulp sehingga perlu pemakian klorin dioksida
(ClO2) yang berperan dalam meningkatkan derajat keputihan pulp dengan kekuatan
serat yang tinggi.
Di PT. TPL pemakian O2 pada unit bleaching yaitu pada Eop stage sangat
mempengaruhi jumlah pemakian ClO2 pada D1 stage selain sebagai pelindung dari
serat sellulosa pada pulp juga akan mengurangi jumlah pemakaian ClO2 pada tahap
selanjutnya yaitu tahap D1 maka untuk itu perlu diawasi dan diperhatikan
pemakaiannya.
1.3 Tujuan
Adapun yang menjadi tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui pengaruh penambahan O2 terhadap jumlah pemakian
ClO2 pada proses bleaching
2. Untuk mengetahui jumlah pemakaian ClO2 pada tahap D1 dan
1.4 Manfaat
1. Dapat menambah wawasan tentang dunia industri pulp.
2. Dapat mengetahui akibat yang ditimbulkan oleh pemakaian ClO2 yang
berlebihan pada lingkungan.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Kayu
Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah
yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi. Kayu
memiliki sifat sekaligus yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pengertian
kayu disini ialah sesuatu bahan yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di
hutan yang merupakan bagian dari pohon tersebut setelah diperhitungkan
bagian-bagian mana yang paling banyak dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan
penggunaan. Baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar.
2.2 Warna kayu
Ada beraneka macam warna kayu antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat
tua, kehitam-hitaman dan lain sebagainya. Hal ini disebabkan oleh zat-zat pengisi
warna dalam kayu yang berbeda-beda. Warna sesuatu jenis kayu dipengaruhi oleh
faktor-faktor berikut : tempat didalam batang, umur pohon, kelembapan udara. Kayu
teras umumnya memiliki warna lebih jelas atau lebih gelap daripada warna bagian
kayu yang ada disebelah luar kayu keras, yaitu kayu glubal. Kayu pohon yang lebih
tua dapat lebih gelap dari pohon yang lebih muda dari jenis yang sama.
Kayu yang lama berada diluar dapat lebih gelap, dapat juga lebih pucat
dipakai adalah warna kayu terasnya. Pada umumnya warna sesuatu jenis kayu
bukanlah warna yang murni, tetapi warna campuran dari beberapa jenis warna.
Kadangkala terdapat satu warna menyolok dengan kombinasi warna-warna lain yang
sukar dipisahkan, contoh kayu yang berwarna putih misalnya kempas renghas. Dan
lain sebagainya.
2.3 Higroskopis
Kayu mempunyai sifat higroskopis, yaitu dapat menyerap atau 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 pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan
lingkunganya. Kandungan air pada kayu serupa ini dinamakan kandungan air
kesetimbangan (EMC = Equilibrium Moisture Content). Dengan masuknya air
kedalam kayu maka berat kayu akan bertambah. Selanjutnya masuk dan keluarnya air
dari kayu menyebabkan kayu itu basah atau kering. Akibatnya kayu itu akan
mengembang atau menyusut.
2.4 Kadar air Kayu
Kayu bersifat higroskopis artinya kayu memiliki daya tarik terhadap air, baik dalam
bentuk uap maupun cairan. Kemampuan kayu untuk menghisap atau mengeluarkan air
tergantung pada suhu dan kelembaban udara sekelilingnya. Sehingga banyaknya air
Semua sifat fisika kayu sangat dipengaruhi oleh perubahan kadar air kayu.
Oleh karena itu dalam penggunaan kayu sebagai bahan baku bangunan, perabot dan
lain sebgainya perlu diketahui kandungan kadar air, letak air dalam kayu dan
bagaimana air itu bergerak di dalam kayu ( Dumanauw,J.F.1990).
2.5 Klasifikasi Tumbuhan Berkayu
Kayu dan pohon yang menghasilkannya dibagi kedalam dua kategori kayu keras dan
kayu lunak. Kayu lunak dan kayu keras tidak hanya berbeda dalam hal kenampakan
luarnya saja, tetapi kayu yang dibentuknya juga berbeda dalam struktur dan
morfologinya. Tipe sel jumlah relatif dan penyusunannya berbeda dan perbedaan
pokok adalah bahwa kayu keras mempunyai tipe yang disebut unsur pembuluh. Tipe
sel ini terdapat pada semua kayu keras dan tidak terdapat pada kayu lunak. Secara
insidentil tidak semua kayu keras menghasilkan kayu yang keras dan padat. Meskipun
ada implikasi nama kayu keras dan lunak, banyak kayu lunak menghasilkan lebih
banyak kayu yang lebih keras dan padat daripada kayu yang dihasilkan oleh sebagian
kayu keras. Kayu balsa misalnya kayu teringan di dunia adalah spesies kayu keras
(Haygreen,J.G.1987).
2.6 Penelitian Komponen Kimia
2.6.1 Zat-zat Makromolekul
Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara
(hemisellulosa) dan lignin,yang terdapat pada semua kayu dan komponen-komponen
miror berat molekul kecil (ekstraktif dan zat-zat mineral) yang biasanya lebih
berkaitan dengan jelas kayu tertentu dalam jenis dan jumlahnya. Perbandingannya dan
komposisi kimia lignin dan poliosa berbeda pada kayu keras dan kayu lunak,
sedangkan sellulosa merupakan komponen yang seragam pada semua kayu.
2.6.1.1 Sellulosa
Selulosa merupakan komponen yang terbesar yang ada pada 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.
Selulosa merupakan struktur dasar sel-sel tanaman oleh karena itu merupakan bahan
alami yang paling penting yang dibuat oleh organisme hidup. Di dalam kayu selulosa
tidak hanya disertai dengan poliosa dan lignin tetapi juga terikat erat dengannya dan
pemisahannya memerlukan perlakuan kimia yang intensif. Selulosa yang diisolasi
tetap tidak murni. Untuk tujuan-tujuan analitik cukup menetukan α-selulosa. Untuk
memperoleh selulosa murni 100% dari kayu, α-selulosa harus mengalami perlakuan
intensif lebih lanjut, seperti hidrolisis parsial, pelarutan dan pengendapan dan produk
yang dihasilkan terdiri atas rantai molekul yang pendek. Selulosa merupakan bahan
dasar dari banyak produk teknologi (kertas, film, serat, aditif dan sebagainya) dan
karena itu diisolasi terutama dari kayu dengan proses pembuatan pulp dalam skala
Dengan menggunakan berbagai bahan kimia dalam pembuatan pulp, dalam
keadaan asam, netral atau alkalis dan tekanan diperoleh pulp dengan sifat-sifat yang
berbeda. Untuk beberapa tujuan pulp harus dimurnikan dengan proses tambahan
pengelantangan. Untuk pembuatan film, serat, dan turunan selulosa dibutuhkan
[image:24.595.99.531.278.561.2]dengan derajat kemurnian yang tinggi.
Tabel 2.1 adalah menunjukkan kandungan selulosa dengan berbagai bahan tumbuhan
Bahan Tanaman Selulosa (%)
Kapas 95-99
Rami 80-90
Bambu 40-50
Kayu 40-50
Kulit kayu 20-30
Lumut 25-30
Ekor kuda 20-25
Bakteria 20-30
Selulosa terdiri atas unit-unit anhidroglukopiranosa yang bersambung
membentuk rantai molekul. Karena itu selulosa dapat dinyatakan sebagai polimer
glukan dengan struktur rantai yang seragam. Unit-unit terikat dengan ikatan
glikosidik-β. Dua unit glukosa yang berdekatan bersatu dengan mengeliminasi satu
molekul air diantara gugus hidroksil mereka pada karbon 1 dan karbon 4. Kedudukan
β dari gugus OH pada C1 membutuhkan pemutaran unit glukosa berikutnya melalui
Gambar.2.1 Struktur sellulosa
2.6.1.2 Poliosa (Hemiselulosa)
Poliosa (hemiselulosa) sangat dekat asosiasinya dengan selulosa dan dinding sel. Lima
gula netral, yaitu heksosa-heksosa glukosa, manosa, galaktosa, dan pentosa-pentosa
xilosa dan aribinosa merupakan kunstituen utama poliosa. Sejumlah poliosa
mengandung senyawa tambahan asam uronat. Rantai molekulnya jauh lebih pendek
bila dibandingkan dengan selulosa, dan dalam beberapa senyawa mempunyai rantai
cabang. Kandungan poliosa dalam kayu keras lebih besar daripada dalam kayu lunak
dan komposisi gulanya
2.6.1.3 Lignin
Lignin merupakan komponen makromolekul kayu ketiga. Struktur molekul lignin
sangat berbeda bila dibandingkan dengan polisakarida karena terdiri atas sistem
aromatikyang tersusun atas unit-unit fenilpropana. Dalam kayu lunak kandungan
lignin lebih banyak bila dibandingkan dengan kayu keras dan juga terdapat beberapa
perbedaan struktur lignin dalam kayu lunak dan kayu keras. Dari segi morfologi lignin
merupakan senyawa amorf yang terdapat dalam lamela tengah majemuk ataupun
komponen terakhir didalam dinding sel, menembus diantara fibril-fibril sehingga
memperkuat dinding sel.
Banyak studi dengan karbon (14C) radioaktif menegaskan bahwa
P-Hidroksisinamil alkohol p-kuomaril alkohol (I), koniferil (II), dan sinapsil
alkohol(III), merupakan senyawa induk (prekursor) primer dan merupakan unit
pembentuk lignin.
2.6.1.4 Senyawa Polimer Minor
Senyawa polimer minor terdapat dalam jumlah yang sedikit sebagai pati dan senyawa
pektin. Sel parenkim kayu mengandung protein sekitar 1%, tetapi terutama terdapat
dalam bagian batang bukan kayu, yaitu kambium dan kulit bagian dalam.
2.6.2 Berat Molekul Rendah
Disamping komponen-komponen dinding sel terdapat sejumlah zat-zat yang disebut
bahan tambahan atau ekstraktif kayu. Zat-zat berat molekul rendah berasal dari
golongan senyawa kimia yang sangat berbeda sehingga sukar untuk membuat sistem
klasifikasi yang jelas tetapi komprehensif. Klasifikasi yang mudah dapat dibuat
dengan membaginya kedalam zat organik dan anorganik. Bahan organik lazim disebut
2.7 Metode Pembuatan Pulp
2.7.1 Secara Mekanis
Pulp dapat dibuat dari kayu dengan pengolahan secara mekanis tanpa perlakuan kimia.
Proses ini memiliki keunggulaan antara lain memberikan hasil yang tinggi tetapi itu
membutuhkan energi yang lebih besar. Pulp-pulp mekanik lebih banyak diproduksi
dari kayu-kayu lunak . pada proses ini kandungan lignin dan zat-zat lain masih tinggi.
2.7.2 Secara Semi Kimia
Pembuatan pulp secara semi kimia merupakan proses dua tahap yaitu, tahap pertama
serpihan kayu diolah dengan bahan kimia yang tidak terlalu banyak untuk memutus
ikatan intraseluler dengan menghilangkan sebagian hemiselulosa dan lignin,
selanjutnya mengalami perlakuan mekanis untuk memisahkan serat-seratnya. Cara
pembuatan pulp secara semi kimia dilakukan untuk mendapatkan hasil pulp yang
lebih baik, disamping untuk mempertahankan keunggulan sifat pulp yang diperoleh
dengan cara kimia maupun dengan cara mekanis.
Hasil dan kualitas pulp yang diperoleh dengan cara semi kimia terletak
diantara hasil sifat pulp yang diperoleh dengan cara kimia maupun mekanis. Cara
semi kimia ini lebih sesuai untuk bahan baku jenis kayu keras. Hasil pulp yang
2.7.3 Secara Kimia
Pembuatan pulp secara kimia adalah proses pembuatan pulp dengan menggunakan
bahan kimia sebagai bahan utama untuk melarutkan bagian-bagian kayu yang tidak
diinginkan, sehingga pulp berkadar selulosa tinggi. Pulp yang dihasilkan mudah
diputihkan dan pada umumnya dilakukan untuk menghasilkan jenis kertas tertentu
seperti tissue, kertas cetak, dan lain-lain.
Ada tiga macam pembuatan pulp secara kimia, yaitu :
1. Proses sulfit
Pembuatan pulp secara proses sulfit menggunakan larutan garam seperti kalsium
sulfit, magnesium sulfit, natrium sulfit dan amonium sulfit sebagai larutan pemasak.
Tahap-tahap yang dilakukan pada proses ini adalah tahap pemasakan, dimana terjadi
pemutusan rantai lignin dan selulosa. Tahap pencucian, dimana terjadi proses
pencucian larutan pemasak yang dibawa dari proses pemasakan.
Tahap Bleaching, dimana terjadi proses pemutihan bubur, untuk meningkatkan
kemurnian dari bubur pulp dan tahap penyaringan adalah untuk membentuk bubur
pulp menjadi lembaran. Dengan proses sulfit bahan baku dapat diputihkan dengan
lebih mudah sehingga dihasilkan kertas berwarna lebih putih dibandingkan dengan
2. Proses Soda
Proses soda mengunakan NaOH sebagai bahan kimia aktif, dimana larutan NaOH
berfungsi untuk melarutkan lignin, karbohidrat, asam-asam organik, renin, dan
lain-lain , sehingga selulosa terlepas dari ikatannya. Proses ini cocok untuk bahan baku
yang berserat pendek seperti merang, jerami dan lain-lain. Selama proses ini tidak
menggunakan proses sulfur, polusinya tidak akan terlalu besar dan perlu pembuatan
kembali bahan kimia dari buangannya. Pulp yang dihasilkan dari proses ini kurang
kuat, ukurannya pendek dan berwarna coklat tetapi mudah diputihkan. Lama
pemasaknnya sama dengan proses sulfit.
3. Proses Sulfat
Proses sulfat juga dikenal dengan proses kraft. Dalam pemasakan kayu pada proses
sulfat (kraft), digunakan larutan pemasak alkali yaitu, NaOH, Na2S, dan Na2CO3.
Selama proses pemasakan, berat larutan akan hilang dan digantikan oleh larutan
Na2SO4. Kombinasi penggunaan bahan kimia pemasak ini menghasilkan sifat pulp
yang berbeda dari proses sulfit dan proses soda. Setelah terjadi pemasakan akan
terjadi pelepasan serat-serat kayu. Serat-serat kayu serta kotoran-kotoran serta
komponen lainnya akan dipisahkan dengan pencucian dan penyaringan. Cairan
pemasak bebas dari serat yang lazim disebut black liquor ( lindi hitam), dipekatkan
dengan penguapan dan dibakar pada unit pengambilan bahan kimia yang diperoleh
2.8 Kimia Dasar Proses Pemutihan
Proses pemutihan dapat dianggap sebagai suatu lanjutan proses pemasakan yang
dimaksudkan untuk memperbaiki brightness dan kemurnian dari pulp. Hal ini dapat
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 harus dihilangkan atau diputihkan.
Lignin pada pulp kelihatan dalam berbagai macam bentuk tergantung kepada
kondisi-kondisi proses pulp yang berlangsung. Lignin ini sangat reaktif yang berarti
bahwa lignin mudah dipengaruhi oleh bahan kimia seperti Khlorin Dioksida,
Peroksida, Magnesium Sulfat, dll. Kemudian molekul lignin terurai menjadi
pertikel-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.
Dalam proses pemutihan pulp terdiri dari 4 (empat) tahapan yaitu :
a. Klorinasi (Do stage), reaksi dengan klorin dioksida (ClO2) dalam suasana
asam
b. Ekstraksi Oksidasi (Eop) ekstraksi oksidasi yang diperkuat dengan
penambahan hidrogen peroksida (H2O2)
c. Khlorin Dioksida (D1 stage), reaksi dengan klorin dioksida (ClO2) dalam
suasana asam.
d. Hidrogen Peroksida (D2 stage), reaksi dengan hidrogen peroksida (H2O2)
a. Tahap Klorinasi
Bubur pulp yang belum diputihkan diencerkan dengan air hingga konsistensinya
menjadi 3,5-4 % dalam storage tank. Kemudian dari tanki ini bubur pulp dipindahkan
ke menara Do. Pada saat pemindahan maka ditambahkan ClO2 sebanyak 14-20
liter/ton pulp. Bila konsistensinya lebih tinggi, harus ditambahkan air/dilusi.
Penambahan pengencer dikontrol dengan menara paralel meter yang didasarkan atas
residu klorin. Lamanya pencampuran berkisar 40-45 menit dengan temperatur
65-70oC dan pH 1,8-2 dan konsistensinya 4-4,5% selanjutnya bubur pulp dicuci dengan
chlorination washer Eop dan bubur pulp yang sudah dicuci dilakukan penambahan
Natrium Hidroksida (NaOH) sebagai pembuat suasana basa. Disini sebagai pencuci
digunakan adalah air sekaligus sebagai pengencer larutan untuk mengurangi
konsistensi, sisa air pencuci ditampung dalam filtrat tank dan bubur pulp yang dicuci
dilewatkan ke proses ekstraksi, brightness 50-65%ISO.
b. Tahap Ekstraksi
Tahap ekstraksi merupakan tahap kedua pada bleaching plant dengan banyak tahapan
dan ini merupakan tahap pemurnian dari tahap klorinasi. Tujuan utama dari alkali
ekstraksi adalah melarutkan komponen-komponen penyebab warna yang
kemungkinan besar larut dalam alkali yang hangat. Sebelum masuk ke menara
ekstraksi, terjadi penambahan hidrogen peroksida (H2O2), diikuti penambahan oksigen
(O2) dengan cara penyuntikan. Proses di menara Eop berlangsung selama 60-70 menit
dengan temperatur 80-85oC serta pH 10,8-11 dengan konsistensi dijaga kira-kira 10%.
dari menara Eop ke washer Eop yang diikuti dengan dilusi/pengenceran kemudian pulp
dicuci dengan menggunakan filtrat tank washer D1 dan sisa pencucian masuk ke filtrat
tank washer Eop. Brightness yang dihasilkan pada tahap ini yaitu 78-80%ISO.
c. Tahap D1
Setelah melewati washer Eop pulp masuk kedalam HD mixer untuk mencampurkan
steam dengan pulp, kemudian pulp masuk kedalam feed tank dan dilakukan
penambahan klorin dioksida (ClO2) kemudian dihomogenkan di mixer lalu
dipompakan ke tube D1 dan secara over flow pulp akan masuk ke D1 tower. Pada
menara ini pH dijaga 3,5-4,0 dan suhu 75oC serta konsistensi 10%. Kemudian pulp
akan ditarik dengan menggunakan pompa MC menuju washer D1 yang diikuti dengan
dilusi sebelum dilakukan pencucian pada washer D1. Setelah melewati washer D1
temperatur pulp dijaga dengan cara mencampur steam dengan menggunakan HD
mixer. Setelah itu pulp masuk kedalam feed tank selanjutnya menuju menara D2.
Brightness yang dihasilkan pada tahap ini adalah 80-88%ISO.
d. Tahap D2
Sebelum menuju menara D2 terlebih dahulu dilakukan penambahan klorin dioksida
(ClO2) sebagai pemutih terakhir, pulp dari tube D2 akan jatuh secara over flow
kedalam tower D2. Temperatur pada proses ini adalah 75-80oC dan berlangsung pada
pH 3-3,5. Pada menara D2 bubur pulp yang sudah putih dicuci kembali dengan
pencucian di tampung di dalam filtrat tank D2. Pada tahap ini target brightness yang
harus dicapai adalah 88-90%ISO.
2.8.1 Khlorin Dioksida (ClO2)
Khlorin dioksida adalah salah satu bahan kimia pengoksidasi kuat, kerja dari proses
pemutihan ini umumnya dengan cara oksidasi terhadap lignin dan bahan-bahan
berwarna lainnya. Ini digunakan untuk memutihkan pulp yang berkualitas sebab ini
memiliki keunikan yang sanggup mengoksidasi bahan yang bukan selulosa dengan
kerusakan pada selulosa yang minimum. Brightness tinggi yang dihasilkan dengan
khlorin dioksida adalah stabil. Pada bleaching plant, khlorin dioksida digunakan
sebagai gas di dalam air.
2.8.2 Tahap Khlorin Dioksida
Kimiawi Proses Pemutihan Dengan Khlorin Dioksida :
Pada saat pulp diberikan perlakuan Khlorin Dioksida ini bereaksi dengan air dan
komponen-komponen pulp, umumnya lignin dan resin menghasilkan reaksi, Khlorin
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 Khlorus tidak reaktif diatas pH 6, akan tetapi menjadi suatu zat pemutih yang
Bagaimanapun kecepatan reaksi antara khlorin dioksida dan
komponen-komponen pulp adalah lebih cepat. Langkah pertama adalah satu elektron
memindahkan khlorin dioksida yang tereduksi menjadi sebuah ion khlorit dan
mengoksidasi lignin pada pulp.
ClO2 + e- → ClO2
-Selama pH turun dibawah 7,0 ion khlorit bereaksi dengan sebuah ion hydrogen
membentuk asam khlorus pada kesetimbangan reaksi berikut :
ClO2 + H+ → HClO2
Dibawah pH 3, asam khlorus bereaksi lebih cepat, ini disertai reaksi dengan lignin
pada pulp. Sebagian asam khlorus dikonversikan ke asam khlorida yang tidak reaktif
diatas pH 1. Khlorat pada filtrat menunjukkan suatu kehilangan sebagian kekuatan
pengoksidasi dari khlorin dioksida. Kendatipun kehilagan ini khlorin dioksida
merupakan pemutih yang sangat efektif. Menggunakan kondisi-kondisi yang
memperkecil pembentukan khlorat dan sisa-sisa khlorit, (khususnya pH diatas 3,8)
meningkatkan efesiensi terhadap proses pemutihan dengan khlorin dioksida.
2.8.3 Variabel-Variabel Proses Pada Tahap Khlorin Dioksida
1. Pengaruh Temperatur
Khlorin dioksida bereaksi sangat cepat pada temperatur rendah terhadap pulp yang
mengandung sejumlah lignin. Bagaimanapun pada saat sebagian besar lignin telah
dioksidasi, lignin yang tersisa adalah lebih sulit dihilangkan. Untuk mengoksidasi
yang tinggi harus dipergunakan untuk memperoleh tingkat brightness yang maksimum
dengan jumlah Khlorin Dioksida yang sedikit. Temperatur yang lebih tinggi
brightnessnya lebih tinggi selama penambahan Khlorin Dioksida tidak semuanya
dikonsumsi. Pada batas pertengahan tingkat brightness 60-75 kenaikan brightness
setiap satuan konsumsi khlorin dioksida adalah hampir tetap, tetapi jumlah khlorin
dioksida yang dikonsumsi lebih besar dalam memproduksi suatu penambahan satuan
brightness seperti pencapaian brightness pada tingkat yang lebih tinggi. Dengan dua
tahap khlorin dioksida 88-90% brightness ISO yang dicapai adalah lebih ekonomis.
2. Pengembalian Warna
Salah satu kondisi yang penting selama proses pemutihan dengan khlorin dioksida
adalah sisa khlorin dioksida positif pada saat reaksi telah berakhir. Hal ini dibutuhkan
bukan hanya menghilangkan shives akan tetapi juga untuk menghindari pengembalian
warna. Jika kondisi ini tidak dijaga, pulp kuning akan terjadi, temperatur optimum
untuk tahap khlorin dioksida adalah 70oC. Jika temperaturnya lebih rendah dari ini,
maka khlorin yang dikonsumsi tidak mencukupi untuk mencapai brightness 88-90%
ISO. Jika temperatur dinaikkan, maka reaksi yang sangat cepat dapat terjadi bahwa
ada suatu resiko terhadap pemakaian khlorin dioksida sebelum reaksi berakhir yang
disertai dengan pengembalian warna.
3. Pemutihan Shives
Untuk memaksimumkan proses pemutihan shive yang lolos dari proses pemutihan dan
reaksi pada semua tahap. Jika dikehendaki brightness yang rendah, temperatur harus
lebih rendah untuk mengurangi kecepatan pemakaian bahan kimia dan menjaga sisa
bahan kimia. Hal ini sangatlah sulit memperoleh suatu sasaran brightness yang rendah
daripada tinggi, sebab sebagian kecil jumlah ClO2 akan membuat kenaikan yang
berarti terhadap brightness. Untuk pemutihan shive semua tahap harus digunakan
dengan temperatur yang rendah untuk mengurangi kecepatan pemakaian ClO2 dan
menjaga sisa ClO2 pada tahap akhir. Kebersihan maksimum mungkin diberikan pada
suatu brightness yang dapat dicapai dengan menggunakan prosedur operasi ini.
4. Pengaruh Konsistensi
Pengaruh konsistensi terhadap efesiensi proses pemutihan dengan khlorin dioksida
adalah kecil, akan tetapi biaya pemanasan air dari pulp menjadi 70oC membuatnya
setinggi mungkin. Konsistensi yang optimum proses pemutihan untuk pencampuran
khlorin dioksida adalah 11-12%.
5. Pengaruh Pengadukan
Pada saat kondisi-kondisi yang lainnya optimum, perbaikan terhadap brightness
umumnya dihasilkan dengan cara memberikan perbandingan ClO2 terhadap pulp
selama pencampuran. Pencampuran yang lebih baik, derajat brightness yang lebih
tinggi. Perbaikan yang lebih lanjut terhadap brightness adalah lambat sebab ini
tergantung kepada difusi dari bahan kimia melalui air disekeliling serat atau shive.
seksama, memerlukan waktu tinggal yang lebih singkat untuk mencapai suatu sasaran
brightness.
Perpanjangan waktu akan mempunyai sedikit pengaruh terhadap efesiensi proses
pemutihan, dan beresiko terhadap pemakaian keseluruhan khlorin dioksida, dan
pengembalian warna meningkat.
6. Pengaruh pH
Brightness yang tinggi dapat dicapai dengan dicapai dengan ClO2 yang berakhir pada
batasan pH dari 2 sampai 8. Bagaimanapun sejumlah ClO2 dibutuhkan untuk
mencapai sebagian variasi brightness dengan pH pada saat waktu ,temperatur dan
konsistensi adalah tetap. Pada pH diatas 7 penggunaan ClO2 untuk proses pemutihan
berkurang secara drastis. ClO2 bereaksi dengan semua unsur-unsur pokok dari pulp,
termasuk karbohidrat , dengan cara memindahkan sebuah elektron membentuk sebuah
ion khlorat. Ion-ion khlorit tidak aktif pada pH diatas 7, jadi 80% kekuatan
pengokasidasi ClO2 tinggal yang tidak bereaksi. Kemampuan memilih reaksi dengan
lignin menurun seperti kanaikan terhadap pH diatas 7 manghasilkan oksidasi dari
selulosa dan hemiselulosa dengan kehilanga pada viskositas pulp dan kekuatannya.
7. Waktu Tinggal
Reaksi berlangsung cepat pada mulanya dan kemudian menurun perlahan akan tetapi
penambahan brightness adalah penting kira-kira 4 jam. Suatu waktu tinggal yang
lebih singkat membutuhkan khlorin dioksida yang banyak yang mana ini tidak baik
8. Pengaruh Kuantitas Penambahan Khlorin Dioksida
Pada awalnya brightness meningkat 0,5% dari khlorin dioksida yang diberiakan pada
pulp penambahan adalah sangat besar akan tetapi diatasnya, keuntungan sangat cepat
berkurang. Untuk sisa yang dikehendaki, sering kali penting mengatur temperatur
untuk penambahan khlorin dioksida yang dibutuhkan (sirait,S.2000).
2.9 Pembuburan Kayu (Pulping)
Pada tahap penyiapan, bahan baku kayu dikirim dari hutan ke pabrik dengan
menggunakan truk logging. Pembongkaran dilakukan dengan alat berat bernama
knuckle boom dan crane raksasa. Kayu dipotong dengan gergaji putar (slasher deck)
lalu dikirim ke tempat pengulitan (debarking drum). Sesudah itu kayu yang tidak
berkulit dibawa ke instlasi berupa pisau (chipper). Kayu terpotong-potong cukup kecil
yang disebut chip. Serpihan ini kemudian dikirim ke tempat penumpukan serpihan,
chip stroge. Serpihan yang ukurannya tidak sesuai dengan ukuran yang dikehendaki
dikembalikan ke chipper untuk disesuaikan. Sementara itu, kulit kayu yang sudah
lepas dari kayunya dikirim ke instlasi pencincangan khusus, pallman chipper, setelah
itu kulit cincangan diteruskan ke instlasi pemasak, boiler yang langsung berfungsi
sebagai bahan bakar pabrik. Dalam seluruh proses ini bahan kimia tidak digunakan
sehingga limbah cairnya hanya berupa air bekas cuci. Limbah cair ini dialirkan ke
instlasi pengolah air limbah (IPAL).
Serpihan dimasukkan ke batch digester dengan menggunakan conveyar,
pemanas bahan pemasak. Tiap unit memiliki jalur uap pemanas, pelepasan tekanan,
dan jalur pengeluaran hasil masakan.
Pemasakan menggunakan bahan larutan kimia seperti NaOH (Sodium
Hidroksida) dan Na2S (Sodium Sulfida) yang berfungsi untuk memisahkan serat
sellulosa dari bahan organik, cairan yang keluar diolah menghasilkan bahan kimia
dengan daur ulang. Gas-gas dikeluarkan dari tanki pemasak (digester) pada saat
tekanan tinggi sedangkan kondensat yang tercampur dikumpulkan dan dan dialirkan
ke unit pananganan kondensat di evaporator plant. Gas ini juga dapat dikeluarkan
ketika dikeluarkan hasil pemasakan ke blow tank. Hasil pemasakan merupakan serat
yang masih berwarna coklat dan masih mengandung sisa cairan pemasak aktif. Serat
ini masih mengandung mata kayu dan serat-serat yang tidak dikehendaki (reject)
Sisa cairan pemasak dalam cairan dibersihkan dengan menggunakan washer,
sedangkan pemisahan kayu dan reject dipakai screen. Pulp coklat (unbleached pulp)
yang merupakan hasil pencucian kemudian disaring, diputihkan atau dikelantang pada
unit pemutih (bleaching ) yang dilakukan dalam empat tahap. Proses pemutihan
menggunakan zat-zat kimia utamanya ClO2 dan cairan masih tertinggal menjadi
limbah dengan kandungan berbagai bahan kimia berupa organoklorin yang umumnya
beracun. Larutan hasil pencucian bubur pulp di brown stock washer dinamai weak
black liquor yang disaring sebelum dialirkan ke unit pemekatan. Pemekatan dilakukan
dalam 5 unit evaporator plant lamella jenis falling film. Sedangkan larutan yang
terkonsentrasi mengandung 70% solid di bakar dalam sebuah recovery boiler. Uap
memutar turbin dan menghasilkan listrik dan steam tekanan menengah untuk
pemanasan dalam proses seluruh unit operasi produksi.
Pemutihan bubur dilakukan 4 tahap dengan bahan kimia khlorin dioksida,
ekstraksi caustik soda dan delignifikasi bantuan oksigen serta hidrogen peroksida yang
dilanjutkan dengan 2 tingkat pemutihan dengan khlorin dioksida. Dalam proses
pemutihan, setiap akhir satu langkah dilakukan pencucian untuk meningkatkan
efektifitas pemutihan sebelum bubur kertas yang diputihkan dialirkan ke unit
pengering. Sisa bahan kimia menguap karena panas di unit pencucian, uap diisap
blower dan diarahkan ke sebuah menara penyerap yang berlangsung 2 tahap. Di
menara ini digunakan larutan sodium hidroksida dan diinjeksikan dengan sulfur
dioksida (reduktor) untuk menetralkan sisa bahan kimia berupa klorin dioksida
(oksidator) sehingga gas yang keluar bebas dari unsur gas klorin dioksida. Larutan
green liquor dijernihkan dalam proses pemisahan endapan di reaksikan dengan kapur
tohor (burnt lime) untuk menghasilkan larutan pemasak di white liquor. Endapannya
dipisahkan dan saring lalu dibakar dalam kiln bersama batu kapur untuk memproduksi
kapur tohor guna mengkaustikkan kembali green liquor.
Bubur kertas yang telah diputihkan disimpan didalam sebuah tanki yang
disebut hight density storage tower. Bubur kertas lalu disaring pada unit penyaring da
centri-cleaning sebelum ditempatkan di machine chest untuk selanjutnya dialirkan ke
head box untuk dibentuk menjadi lembaran dan kemudian di press dan dikeringkan
dalam alat pengering. Selanjutnya lembaran bubur kertas dipotong, disusun,
ditimbang, dipadatkan, dibungkus dan diikat dengan kawat, dilabel, dan disimpan.
BAB 3
BAHAN DAN METODE
3.1 Alat Merek
a) Unbleach tank Ahlstrom
b) Pompa stock Ahlstrom
c) Eop,D1 tower FRP
d) Washer tank VM- 4065
e) Filtrat tank FRP
f) HD Mixer V- belt
g) Feed tank Ahlstrom
h) O2 Mixer ROM- 600
i) Pompa dillusi Ahlstrom
j) MC pump Ahlstrom-Kamyr
k) Scrapper Ahlstrom
3.2 Bahan Jumlah
a) Klorin Dioksida (ClO2) 12 – 14 Kg/ton
b) Natrium Hidroksida (NaOH) 120 gpl
c) Hidrogen Peroksida (H2O2) 120 Kg/min
3.3 Prosedur Pengolahan Pada Tahap Bleaching
a) Bubur pulp dari tahap washing dikumpul dalam unbleach tank dengan
konsistensi 10-12%
b) Kemudian bubur pulp dipompakan kedalam blending tank dengan
menggunakan pompa stock, sebelum dipompakan terlebih dulu di turunkan
konsistensinya hingga 5,5% dengan cara dillusi
c) Sebelum dipompakan kedalam tower Do terlebih dahulu ditambahakan
Klorin Dioksida (ClO2) yang diperoleh dari Chemical Plant dengan terlebih
dahulu di mixer dalam mixer ClO2 dan di dilusi hingga konsistensi menjadi
4,5% dimana air yang digunakan sebagai dilusi diperoleh dari filtrat tank 1.
d) Didalam tower Do terjadi reaksi selama 45 menit dengan suhu 70oC dan
setelah terjadi reaksi maka secara over flow pulp akan jatuh kedalam tank
washer 1 dimana pada tower Do dilengkapi dengan alat scarper yang
yang terdapat pada bagian atas tower dimana fungsi dari scarper ini adalah
untuk membantu mengeluarkan stock encer dari dalam menara dengan
konsistensi 2,5%
e) Sebelum stock jatuh kedalam washer 1 terlebih dulu dilakukan dilusi guna
menurunkan konsistensi stock menjadi 1,2% dengan menggunakan air
pencuci dari washer 1
f) Dilakukan pencucian stock didalam washer 1, dimana sistem kerja dari alat
yaitu dengan menggunakan vakum dan menggunakan air pencuci dari dua
arah yang berlawanan sehingga dengan adanya vakum maka stock akan
tinggal didalam tanki washer dan air pencuci akan jatuh ke bawah dan akan
air yang digunakan dalam washer 1 di peroleh dari filtrat tank washer ke 2.
g) Kemudian sampel diambil dari washer 1 dan diukur brightnessnya di
laboratorium
h) Kemudian stock yang ada di dalam tank washer masuk kedalam feed tank
sebelum masuk kedalam feed tank, terlebih dulu ditambahkan NaOH yang
berfungsi sebagai pembawa suasana basa dan kemudian masuk kedalam
feed tank
i) Kemudian stock dipompakan menuju tower Eop dengan menggunakan
Mc pump namun pada saat stock di pompakan terjadi penambahan H2O2
dan penambahan oksigen yang ditambahkan dengan cara menyuntikkan
bahan kimia tersebut
j) Setelah stock sampai dalam menara Eop maka terjadi reaksi selama 45 menit
dengan suhu 75oC
k) Setelah terjadi reaksi maka secara over flow dan dengan bantuan
scarper,maka pulp akan jatuh kedalam washer 2 namun sebelum stock
sampai ke washer 2 dilakukan dilusi untuk menurunkan konsistensi dari
2,5% menjadi 1,2%
l) kemudian dilakukan pencucian di dalam washer 2 dimana air yang
digunakan sebagai pencuci diperoleh dari filtrat tank 3 dan air sisa
pencucian di tampung dalam filtrat tank 2.
m) kemudian diambil sampel dari washer 2 untuk diukur brightnessnya di
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
[image:44.595.106.542.339.638.2]Data percobaan ditunjukkan pada tabel 4.1
Tabel 4.1 : Data pengolahan pada tahap bleaching bulan Januari 2011
No
O2 flow Eop stage (Kg/min)
ClO2D1 flow stage (l/min)
ClO2
consumstion (Kg/ton pulp)
ClO2 Available (gpl)
D1
brightness (% ISO)
Total Produksi (ton/hari)
1 1,1 263,2 14,95 7,8 86,9 520
2 1,2 258,3 14,67 7,8 86,8 520
3 1,3 252,2 14,32 7,8 86,5 520
4 1,4 248,3 14,10 7,8 86,2 520
5 1,5 245,5 13,94 7,8 86,0 520
6 1,6 234,4 13,31 7,8 85,7 520
7 1,7 218,1 12,39 7,8 85,5 520
8 1,9 214,4 12,17 7,8 85,2 520
4.2 Perhitungan
a. perhitungan jumlah pemakaian ClO2 terhadap produksi pulp
Dimana : aktive Cl2 = 2,63 merupakan ketetapan konstanta
1 hari = 1440 menit
ClO2 available = konsentrasi ClO2
Flow = kecepatan aliran ClO2
Total Produksi = 520 ton/hari
Total pemakaian ClO2
= produksi Total Cl xActive liter gram available xClO hari menit x menit liter
Flow( / ) 1440( / ) 2 ( / ) 2
= 263,2 liter/menit x 1440 menit/hari x 7,8 gram/liter
= 2956262,4 gram/hari
=
1000 / 4 ,
2956262 gram hari
= 2956,2624 kg/hari
=
produksi Total
hari kg/ x 2,63 2624 , 2956 = hari ton x hari kg / 520 2,63 / 2624 , 2956
= 14,95 kg/ton pulp
b. perhitungan untuk mencari nilai r
Tabel 4.2 : Data korelasi untuk menunjukkan hubungan antara O2 dan ClO2
X Y X2 Y2 XY
1,1 263,2 1,21 69274,24 289,52
1,2 258,3 1,44 66718,89 309,96
1,3 252,2 1,69 63604,84 327,86
1,4 248,3 1,96 61652,89 347,62
1,5 245,5 2,25 60270,25 368,25
1,6 234,4 2,56 54943,36 375,04
1,7 218,1 2,89 47567,61 370,77
1,9 214,4 3,61 45967,36 407,36
2,0 212,3 4,0 45071,29 424,6
∑X=13,7 ∑Y=2146,7 ∑X2
=21,61 ∑Y2=515070,73 ∑XY=3220,98
b) =
∑
∑
∑
∑ ∑
2 2 x) ( -) x ( n y) ( x) ( -xy) ( n = 2 (13,7) -(21,61) 9 (2146,7) (13,7) -(3220,98) 9 = 187,69 -194,49 29409,79 -82 , 28988 = 8 , 6 97 , 420 − = -61,9073Y = a + bx
= 322,7589 + (-61,9073)
= 322,7589 – 61,9073
r =
( ) ( )( )
( )
2( )
2( )
2( )
2y -y n . x -x n y x -Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σxy n = 2 (2146,7) -3) 9(515070,7 (13,7) -9(21,61) (2146,7) (13,7) -(3220,98) 9 = 4608320,89 -4635636,57 187,69 -194,49 (2146,7) (13,7) -(3220,98) 9 = 165,2745 x 6076 , 2 29409,79 -82 , 28988 = 96 , 430 97 , 420 − = -0,954
Dari perhitungan nilai r yang diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa hubungan
antara penambahan oksigen dengan jumlah pemakaian ClO2 adalah berbanding
terbalik yaitu semakin banyak jumlah oksigen yang ditambahkan, maka pemakaian
4.3 Pembahasan
Pada bleaching plant, klorin dioksida digunakan sebagai suatu larutan gas di dalam
air. Reaksi proses pemutihan pada umumnya terjadi antara klorin dioksida dengan
lignin. Lignin dibuat larut dalam air dengan reaksi oksidasi penghancuran
molekul-molekul lignin yang besar.
Klorin dioksida adalah suatu bahan pemutih yang memurnikan pulp dan
memberikan brightness tanpa memberikan pengaruh terhadap sifat-sifat kekuatannya
namun disamping itu, selain klorin dioksida yang digunakan sebagai bahan pemutih
dalam bleaching plant digunakan juga oksigen, dimana fungsi daripada oksigen adalah
untuk membantu klorin dioksida dalam menghilangkan lignin disamping itu, selain
sebagai pembantu dalam penghilangan lignin oksigen juga berfungsi sebagai
pelindung serat-serat sellulosa yang terkandung pada pulp sehingga pulp yang
dihasilkan memiliki daya tarik yang lebih tinggi. Melihat dari fungsi oksigen sebagai
zat kimia yang ikut berperan dalam penghilangan lignin maka dapat disimpulkan
bahwa oksigen dapat mengurangi jumlah pemakaian klorin dioksida. Namun kendala
yang didapatkan pada lapangan yaitu bahwa harga oksigen jauh lebih mahal
dibandingkan harga klorin dioksida sehingga pemakaian oksigen tidak banyak
digunakan. Tahap pemutihan dengan klorin dioksida menghasilkan brightness pulp
yang tinggi. Keuntungan dari perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida
Pada akhir perlakuan dengan klorin dioksida, sisa klorin dioksida yang ada
harus ditanggulangi dengan sulfur dioksida atau sodium hidroksida untuk mengurangi
kecepatan korosi terhadap alat pencuci dan alat-alat pendukung lainnya.
Brightness lebih tinggi dihasilkan pada saat sisa klorin dioksida direduksi
menjadi klorin dengan penambahan larutan SO2-, air pada akhir perlakuan dengan
klorin dioksida.
2ClO2 + SO2 + H2O → H2SO4 + 2HCl
Tahap klorin dioksida dengan penambahan sejumlah kecil kaustik diantaranya
akan memutihkan pulp menjadi brightness sebesar 88-99% dengan hampir tidak ada
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Dari data yang diperoleh diketahui bahwa semakin tinggi penggunaan oksigen
(O2) pada tahap Eop stage proses bleaching, maka jumlah pemakaian klorin
dioksida (ClO2) pada tahap D1 akan semakin berkurang.
2. Semakin tinggi jumlah pemakaian ClO2 pada tahap D1 stage proses bleaching,
maka tingkat brightness yang diperoleh akan semakin tinggi. Standart derajat
putih yang diinginkan pada D1 stage adalah 80-88% ISO.
5.2 Saran
a. Untuk mengurangi pemakaian ClO2 yang berlebihan dan pengaruh terhadap
emisi lingkungan maka pemakaian ClO2 harus disesuaikan dengan jumlah
lignin yang ada pada pulp.
b. Limbah padat hasil industri pulp sebaiknya harus dinetralkan terlebih dahulu
kemudian dibuang ke lingkungan agar tidak terjadi pencemaran lingkungan.
DAFTAR PUSTAKA
Dumanauw,J.G. 1990.Mengenal kayu. Yogyakarta: Kanisius.
Eero,S. 1995. Kimia Kayu dan Dasar-Dasar Penggunaan. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
Fengel, D. 1995. Kayu Kimia Ultra Struktur Reaksi. Yogyakarta: Gajah Mada Unversity Press.
Haygreen, J.G. 1987. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu Pengantar. Yogayakarta: Gajah Mada University Press.
2011 01: 05:50 GMT