Elisa Putri Karolina : Pengaruh Konsentrasi Alkali Aktif Di Dalam White Liquor Terhadap Bilangan Kappa Pada Unit
PENGARUH KONSENTRASI ALKALI AKTIF DI DALAM
WHITE LIQUOR TERHADAP BILANGAN KAPPA
PADA UNIT DIGESTER DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk
KARYA ILMIAH
ELISA PUTRI KAROLINA
062409022
PROGRAM STUDI DIPLOMA - 3 KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH KONSENTRASI ALKALI AKTIF DI DALAM WHITE LIQUOR TERHADAP BILANGAN KAPPA PADA UNIT DIGESTER
DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk
KARYAILMIAH
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
ELISA PUTRI KAROLINA 062409022
PROGRAM STUDI DIPLOMA - 3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS USMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul :PENGARUH KONSENTRASI ALKALI
AKTIF DI DALAM WHITE LIQUOR TERHADAP BILANGAN KAPPA PADA UNIT DIGESTER DI PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk
Kategori : KARYA ILMIAH
Nama : ELISA PUTRI KAROLINA
Nomor Induk Mahasiswa : 062409022
Program Studi : DIPLOMA (D3) KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN : KIMIA
FAKULTAS : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, Juni 2009
Diketahui/Disetujui Oleh
Ketua Departemen Kimia FMIPA USU Pembimbing
DR. RUMONDANG BULAN, MS DRS. FIRMAN SEBAYANG, MS
PERNYATAAN
PENGARUH KONSENTRASI ALKALI AKTIF DI DALAM WHITE LIQUOR TERHADAP BILANGAN KAPPA PADA UNIT DIGESTER
DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk
KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2009
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan penyertaan Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan judul “Pengaruh Konsentrasi Alkali Aktif Di Dalam White Liquor
Terhadap Bilangan Kappa Pada Unit Digester Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk”.
Tugas akhir ini merupakan syarat memperoleh gelar Ahli Madya pada Jurusan Kimia Industri D-3 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) USU Medan.
Secara khusus penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada orang tua tercinta, ayahanda S.Purba dan ibunda T.Sembiring yang telah memberikan dukungan moril, spiritual, maupun materil sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Pada kesempatan ini penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yant telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini,antara lain:
1. Bapak Drs. Firman Sebayang, MS selaku dosen pembimbing yang telah
membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini. 2. Ibu DR. Rumondang Bulan, MS selaku ketua Departemen Kimia FMIPA USU 3. Seluruh dosen dan karyawan/staf program studi Diploma-3 FMIPA USU
4. Bapak Jhoni Marpaung dan Frans Pasaribu sebagai pembimbing lapangan
yang telah membimbing dan mengarahkan penulis selama melakukan praktek kerja lapangan
5. Abang dan adik penulis, Jhon Hendrik dan Jonatan Ricardo yang telah
memberikan dukungan dan semangat pada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.
6. Teman-teman separtner semasa PKL, Juli, Eliana, Mery yang telah menjadi teman yang selalu menemani penulis selama melaksanakan PKL baik dalam suka maupun duka dan juga telah membantu dalam penyelesaian karya ilmiah ini.
7. Teman-teman seperjuangan jurusan Kimia Industri stambuk’06 khususnya Dina, Domi, Netti, Susi, Dewi, Santi, Helga, Floren, Risna, Mutiara, Widya, Erix, Firman, Jefri yang telah memberikan dukungan, semangat dan selalu bersam-sama dengan penulis baik dalam suka maupun duka. Bisa mengenal kalian adalah pengalaman berharga di hidupku.
8. Teman-teman semasa SMA yang telah memberi dukungan, semangat dan doa dalam penyelesaian tugas akhir ini, khususnya buat Lily yang telah membantu mencarikan buku sebagai bahan teori pada karya ilmiah ini.
9. Seseorang yang istimewa, Ian Putra yang selalu memberikan perhatian, semangat, doa dan selalu sabar menghadapi penulis.
Akhir kata dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan karya ilmiah ini akan bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juni 2009
Penulis
ABSTRAK
THE INFLUENCE OF CONCENTRATION OF ACTIVE ALKALI IN WHITE LIQUOR TO KAPPA NUMBER AT DIGESTER UNIT
IN PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk
ABSTRACT
DAFTAR ISI
1.2. Permasalahan 3
1.3. Tujuan 4
1.4. Manfaat 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Teori Umum Kayu 5
2.2. Sifat-Sifat Umum Kayu 5
2.2.1. Sifat fisik kayu 5
2.4. Proses Pembuatan Pulp 11
2.4.1. Pembuatan Pulp Mekanik 11
2.4.2. Pembuatan Pulp Semi Kimia 11
2.4.3. Pembuatan Pulp Kimia 12
2.5. Tahap-Tahap Proses Pembuatan Pulp 16
2.5.1. Pemasakan (Digester) 16
2.5.2. Pencucian (washing 23
2.5.3. Pemutihan (bleaching) 23
2.6. Teori Bilangan Kappa 24
BAB III. BAHAN DAN METODE
3.1. Alat dan Bahan 26
3.1.1. Alat 26
3.1.2. Bahan 27
3.2. Prosedur Kerja 27
3.2.1. Menganalisa alkali aktif (NaOH & NaS) dalam White Liquor 27
BAB IV. DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Data 31
4.2. Pembahasan 40
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 42
5.2. Saran 43
DAFTAR PUSTAKA 44
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1. Komposisi Bahan Kimia antara Kayu Keras dan Kayu Lunak 11
Tabel 4.1. Data Pengamatan pada saat Proses Pemasakan Berlangsung 31
Tabel 4.2. Faktor Koreksi 34
Tabel 4.3. Data Kandungan Alkali Aktif dalam White Liquor dan
Bilangan Kappa 35
Tabel 4.4. Data Metode Least Square 36
DAFTAR GAMBAR
Halaman
BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Di era globalisasi ini dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin
canggih, ini membuat kebutuhan kertas semakin bertambah dan menempatkan dirinya
sebagai sesuatu yang hampir luar biasa pentingnya, antara lain berfungsi sebagai
produk pengepakan utama, bahan lembaran industri, dll. Indonesia yang kaya akan
hutan yang ditumbuhi berbagai jenis kayu memiliki prospek yang sangat cerah untuk
mendirikan industri pulp dan kertas. Pulp sebagai bahan baku kertas dapat dibuat dari
semua jenis kayu, baik jenis kayu yang berserat panjang (hard wood) maupun kayu
yang berserat pendek (soft wood).
Pulp (bubur kayu) merupakan bahan baku dalam pembuatan kertas, rayon dan
senyawa-senyawa kimia turunan selulosa lainnya. Proses pembuatan pulp yang paling
banyak dipakai saat ini adalah proses sulfat atau sering disebut juga dengan kraft,
penyebab utamanya adalah karena proses kraft memiliki keunggulan dibandingkan
dengan proses lain, dimana prosesnya sangat sederhana, cepat, menghasilkan pulp
yang memiliki kekuatan yang tinggi dan dapat dipakai untuk pembuatan pulp dari
Salah satu proses penting dalam pembuatan pulp yaitu proses pemasakan kayu
yang telah dibuat chip yang dilakukan dalam sebuah bejana yang cukup besar dan
tinggi yang disebut digester dan dengan menggunakan panas dan reaksi kimia.
Pemasakan ini bertujuan untuk menghilangkan zat-zat non selulosa yang terdapat
didalam bahan baku. Bahan kimia yang digunakan sebagai larutan pemasak yaitu lindi
putih (white liquor) yang mengandung bahan kimia aktif (alkali aktif) yaitu campuran
larutan Natrium Hidroksida (NaOH) dan Natrium Sulfida (Na2S) serta mengandung
bahan kimia yang tidak aktif yaitu Natrium Karbonat (Na2CO3).
Pada saat proses pemasakan berlangsung, kebutuhan alkali aktif merupakan
salah satu variabel yang perlu diperhatikan. Larutan NaOH yang terkandung di dalam
alkali aktif berfungsi untuk melarutkan lignin dan zat-zat ekstraktif lainnya yang
terdapat dalam bahan baku kayu sehingga sellulosa terlepas dari ikatannya. Sedangkan
larutan Na2S berfungsi untuk mempercepat reaksi antara NaOH dengan lignin lewat
peurunan energi aktivasi dan memberikan hasil yang lebih tinggi serta kekuatan pulp
yang lebih baik. Oleh karena itu dengan adanya alkali aktif yang terkandung didalam
white liquor akan membantu proses penghilangan lignin yang disebut juga dengan
delignifikasi.
Penentuan kandungan lignin adalah penting untuk analisis kayu maupun untuk
karakterisasi pulp. Banyaknya lignin yang tersisa biasanya dinyatakan dengan
bilangan kappa (kappa number). Untuk mencapai bilangan kappa tersebut, maka harus
diperhatikan besarnya konsentrasi alkali aktif yang digunakan. Pemakaian alkali aktif
dengan konsentrasi rendah maka proses penghilangan lignin menjadi kurang baik
kappa yang diperoleh semakin tinggi. Sebaliknya pemakaian alkali aktif dengan
konsentrasi tinggi maka serat selulosa juga akan terserang dan rusak yang
mengakibatkan rendahnya kekuatan pulp yang dihasilkan, akibatnya serpihan kayu
terlalu masak dan bilangan kappa yang diperoleh semakin rendah.
Oleh karena itu guna mencapai bilangan kappa yang diharapkan maka
besarnya komsentrasi alkali aktif yang terkandung di dalam white liquor harus
diperhatikan. Berdasarkan latar belakang tersebut maka penulis tertarik untuk
mangangkat masalah ini sebagai pembahasan dalam Tugas Akhir dengan judul
“Pengaruh Besarnya Konsentrasi Alkali Aktif Yang Terkandung Di Dalam
White Liquor Terhadap Bilangan Kappa Pada Unit Digester Di PT. Toba Pulp
Lestari, Tbk”.
1. 2. Permasalahan
Secara umum standart mutu pulp setelah proses pemasakan ditentukan dari besar
kecilnya jumlah kandungan lignin yang terdapat di dalam pulp yang biasanya disebut
bilangan kappa, dimana bilangan kappa ini dapat dipengaruhi oleh besarnya
konsentrasi alkali aktif yang ditambahkan pada proses pemasakan. Dari uraian diatas,
yang menjadi permasalahan dalam pembahasan ini adalah “bagaimanakah pengaruh
1. 3. Tujuan
Untuk mengetahui pengaruh dari besarnya konsentrasi alkali aktif yang terkandung di
dalam white liquor terhadap kandungan lignin yang masih terdapat dalam pulp yang
dihasilkan yang ditandai dengan tinggi rendahnya bilangan kappa (kappa number).
1. 4. Manfaat
Sebagai sumber informasi mengenai pengaruh pemakaian alkali aktif yang digunakan
terhadap kualitas pulp yang dihasilkan dengan menentukan kadar lignin pada pulp
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Teori Umum Kayu
Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah
yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Pengertian
kayu disini ialah sesuatu bahan, yang diproleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di
hutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut, setelah diperhitungkan
bagian-bagian mana yang lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan.
Kayu berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbeda-beda.
Bahkan kayu berasal dari satu pohon memiliki sifat agak berbeda, jika dibandingkan
bagian ujung dan pangkalnya. Sifat dimaksud antara lain yang bersangkutan dengan
sifat-sifat anatomi kayu, sifat-sifat fisik, sifat-sifat mekanik dan sifat-sifat kimianya.
2.2. Sifat-Sifat Umum Kayu
Sifat kayu yang dimaksud adalah antara lain yang bersangkutan dengan sifat-sifat
fisik, sifat-sifat kimia dan sifat-sifat mekanik.
2.2.1. Sifat fisik kayu
Beberapa hal yang tergolong dalam sifat fisik kayu adalah: berat jenis, keawetan
A. Berat Jenis
Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi aneka sifat kayu. Makin berat kayu itu,
umumnya makin kuat pula kayunya. Semakin ringan suatu jenis kayu, akan berkurang
pula kekuatannya. Umumnya berat jenis kayu ditentukan berdasarkan berat kayu
kering tanur atau kering udara dan volume kayu pada posisi kadar air tersebut.
B. Warna Kayu
Ada beraneka macam, antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat muda, coklat
tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain senagainya. Hal ini disesbabkan oleh
zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda. Warna sesuatu jenis kayu dapat
dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut: tempat di dalam batang, umur pohon,
kelembapan udara berikut: tempat di dalam batang, umur pohon, kelembapan udara.
C. Higroskopik
Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air atau
kelembapan. Suatu petunjuk, bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh
kelembapan dan suhu udara pada suatu saat. Makin lembab udara di sekitarnya akan
makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan
lingkungannya.
D. Serat
Bagian ini terutama menyangkut sifat kayu, yang menunjukkan arah umum sel-sel
kayu di dalam kayu terhadap sumbu batang pohon asal potongan itu. Kayu dikatakan
berserat lurus, jika arah sel-sel kayu sejajar dengan sumbu batang. Jika arah sel-sel itu
menyimpang atau membentuk sudut terhadap sumbu panjang batang, dikatakan kayu
E. Berat Kayu
Berat sesuatu jenis kayu tergantung dari jumlah zat kayu yang tersusun,
rongga-rongga sel atau jumlah pori-pori, kadar air yang dikandung dan zat-zat ekstraktif
didalamnya. Berat suatu jenis kayu ditunjukkan dengan besarnya berat jenis kayu
yang bersangkutan, dan dipakai sebagai patokan berat kayu.
F. Kekerasan
Pada umumnya terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dan berat kayu.
Kayu-kayu yang keras juga termasuk kayu-kayu yang berat. Sebaliknya kayu ringan
adalah juga kayu yang lunak.
G. Bau dan rasa
Bau dan rasa kayu mudah hilang bila kayu itu lama tersimpan di udara luar. Untuk
mengetahui bau dan rasa kayu perlu dilakukan pemotongan atau sayatan baru pada
kayu atau dengan membasahi kayu tersebut.
2.2.2. Sifat mekanik kayu
Sifat-sifat mekanik atau kekuatan kayu ialah kemampuan kayu untuk menahan muatan
dari luar. Yang dimaksud dengan muatan dari luar ialah gaya-gaya di luar benda yang
mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya benda. Hakekatnya
hampir pada semua penggunaan kayu, dibutuhkan syarat kekuatan.
2.2.3. Sifat kimia kayu
Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti yang penting, karena menentukan
ketahanan kayu terhadap serangan mahluk perusak kayu. Selain itu dapat pula
menentukan pengerjaan dan pengolahan kayu, sehingga didapat hasil yang maksimal.
Komposisi unsur-unsur kimia kayu adalah:
- Karbon 50%
- Hidrogen 6%
- Nitrogen 0,04 – 0,10%
- Abu 0,20 – 0,50%
- Sisanya adalah oksigen
(Dumanauw,J.F, 1990
2.3. Komponen Kimia Kayu
Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara
komponen-komponen makromolekul utama dinding sel selulosa, poliosa
(hemiselulosa) dan lignin, yang terdapat pada semua kayu, dan komponen-komponen
minor dengan berat molekul kecil (ekstraktif dan zat-zat mineral), yang biasanya lebih
berkaitan dengan jenis kayu tertentu dalam jenis dan jumlahnya.
2.3.1. Selulosa
Selulosa merupakan komponen kayu yang terbesar, yang dalam kayu lunak dan kayu
keras jumlahnya mencapai hampir setengahnya. Didalam kayu, selulosa tidak hanya
disertai dengan poliosa dan lignin, tetapi juga terikat erat dengannya, dan
pemisahannya memerlukan perlakuan kimia yang intensif. Selulosa merupakan bahan
dasar dari banyak produk teknologi (kertas, film, serat, aditif dan sebagainya) dan
besar. Dengan menggunakan berbagai bahan kimia dalam pembutan pulp, pada
keadaan asam, netral atau alkalis, dan tekanan, diperoleh pulp dengan sifat-sifat yang
berbeda.
Gambar 1. Struktur selulosa
(Fengel,D, 1995)
2.3.2. Hemiselulosa
Berbeda dengan selulosa yang merupakan homopolisakarida, hemiselulosa merupakan
heteropolisakarida. Hemiselulosa relatif mudah dihidrolisis oleh asam menjadi
komponen-komponen monomernya yang terdiri dari glukosa, manosa, galaktosa,
xilosa dan arabinosa. Kebanyakan hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi
hanya 200. berbeda dengan selulosa, polimer hemiselulosa berbentuk tidak lurus,
tetapi merupakan polimer-polimer yang bercabang, yang berarti hemiselulosa tidak
akan dapat membentuk struktur kristal dan serat mikro seperti selulosa. Pada proses
pembuatan pulp hemiselulosa bereaksi lebih cepat dibandingkan dengan selulosa.
(Sjostrom,E, 1995)
2.3.3. Lignin
Merupakan bagian yang bukan karbohidrat, sebagai persenyawaan kimia yang jauh
oleh suatu rangka molekul selulosa, antara lain terdapat pula lignin. Kedua bagian ini
merupakan suatu kesatuan yang erat, yang menyebabkan dinding sel menjadi kuat
menyerupai beton bertulang besi. Selulosa laksana batang-batang besi dan lignin
sebagai semen betony. Lignin terletak terutama dalam lamella tengah dan dinding
primer. Kadar lignin dalam kayu gubal lebih tinggi dalam kayu teras.
(Dumanauw,J.F, 1990)
Di dalam kayu lignin merupakan bahan yang tidak berwarna. Apabila lignin
bersentuhan dengan udara, terutama dengan adanya sinar matahari, maka
(bersama-sama dengan karbohidrat-karbohidrat tertentu) lama kelamaan lignin cenderung
menjadi kuning. Lignin bersifat termoplastik artinya lignin akan menjadi lunak dan
dapat dibentuk pada suhu yang lebih tinggi dan keras kembali apabila menjadi dingin.
(Haygreen,J.H, 1996)
2.3.4. Zat Ekstraktif
Istilah ekstraktif kayu meliputi sejumlah besar senyawa yang berbeda yang dapat
diekstraksi dari kayu dengan menggunakan pelarut polar dan non polar. Dalam arti
yang sempit ekstraktif merupakan senyawa-senyawa yang larut dalam pelarut organik,
dan dalam pengertian ini nama ekstraktif digunakan dalam analisis kayu. Tetapi
senyawa-senyawa karbohidrat dan anorganik yang larut dalam air juga termasuk
dalam senyawa yang dapat diekstraksi. Komposisi ekstraktif berubah selama
pengeringan kayu; terutama senyawa-senyawa tak jenuh, lemak dan asam lemak
terdegradasi. Fakta ini penting untuk produksi pulp karena ekstraktif tertentu dalam
pulp. Ekstraktif dapat juga mempengaruhi kekuatan pulp, perekatan dan pengerjaan
akhir kayu maupun sifat-sifat pengeringan. (Fengel,D, 1995)
Distribusi komponen kimia tersebut dalam dinding sel kayu tidak merata.
Tabel berikut menunjukkan persen perkiraan berat masing-masing senyawa tersebut
pada kayu keras dan kayu lunak.
Tabel 1.1. Komposisi Bahan Kimia antara Kayu Keras dan Kayu Lunak
Komponen Kayu Keras Kayu Lunak
Selulosa 42± 2% 45 ± 2 %
Hemiselulosa 27 ± 2% 30 ± 5 %
Lignin 20 ± 4 % 27 ± 2 %
Zat Ekstraktif 3 ± 2 % 5 ± 3 %
Sumber: Training Manual PT. Toba Pulp Lestari, Tbk
2.4. Proses Pembuatan Pulp
2.4.1. Pembuatan Pulp Mekanik
Proses pengasahan kayu dimana kayu gelondong yang diikuliti diperlakukan dalam
batu asah yang berputar dengan diberi semprotan air merupakan dasar pembuatan pulp
mekanik. Di samping serat yang utuh, bahan kayu dirobek-robek dalam bentuk
bagian-bagian serat yang kurang lebih rusak. Kerusakan serat secara fisik ini tidak
dapat dihindari dan karena itu kekuatan kertas yang dibuat dari pulp-pulp mekanik
agak rendah. Kelemahan-kelemahan lain dari pembuatan pulp mekanik adalah
pemakaian energi yang tinggi dan praktis hanya kayu-kayu lunak.
2.4.2. Pembuatan Pulp Semi Kimia
Kayu dapat pula dipulp dengan cara yang menggabungkan kebaikan hasil tinggi pada
proses mekanis dan sebagian dari kebaikan proses kimia yang berkualitas tinggi.
Dengan mnggunakan teknik-teknik yang dikenal dengan pembuatan pulp semi kimia
atau kimia mekanis, total kayu dikenakan cairan kimia pemasak pulp dalam jangka
pendek dan kemudian dilewatkan melalui mesin penghalus mekanis untuk
memisahkan serat-serat penyusunnya. Keuntungan-keuntungan umum dari proses
semi kimia adalah persyaratan yang rendah mengenai kualitas dan spesies kayu,
rendemen tinggi, pemakaian bahan kimia yang relatif rendah pada kandungan sisa
lignin, investasi modal yang rendah dan unit-unit produksi kecil yang menguntungkan
bila dibandingkan dengan pembuatan pulp secara kimia penuh. (Haygreen,J.H, 1996)
2.4.3. Pembuatan Pulp Kimia
Pembuatan pulp secara kimia adalah proses dalam mana lignin dihilangkan sama
sekali hingga serat-serat kayu mudah dilepaskan pada pembongkaran dari bejana
pemasak (digester) atau paling tidak setelah perlakuan mekanik lunak.
Proses Soda, derajat delignifikasi pada proses soda adalah lebih kecil dari pada proses
kraft dan umumnya lebih dari 5-6% sodium hidroksida digunakan untuk
mengahasilkan derajat delignifikasi yang sama. Beberapa kayu dapat dibuat menjadi
pulp melalui proses soda, menggunakan 25-27% soda kaustik dan dari 2-4% sodium
karbonat pada kayu, perbandingan liquor terhadap kayu 4 berbanding 1, dan
Proses Sulfat (Kraft), Pembuatan pulp kraft dilakukan dengan larutan yang terdiri
atas natrium hidroksida dan natrium sulfide, yang dinamakan “lindi putih”. Menurut
terminilogi digunakan definisi-definisi berikut, dimana semua bahan kimia dihitung
sebagai ekuivalen natrium dan dinyatakan sebagai berat NaOH atau Na2O.
Alkali total semua garam natrium
Alkali aktif NaOH + Na2S
Alkali efektif NaOH + ½Na2S
Na2S
Sulfiditas x 100%
Na OH + Na2S
(Sosjtrom,E, 1995)
Pada proses kraft, alkali aktif diperhitungkan sebagai jumlah persen dari
NaOH dan Na2S pada kayu yang dinyatakan sebagai ekivalen Na2O. Siklus
pemasakan pada proses sulfat membutuhkan 3 sampai 4 jam, menggunakan 14-18%
alkali aktif, 20-30% sulfiditi, dan pemanasan selama 90-120 menit pada suhu
170-1730C. Waktu dan suhu pemasakan sangat erat hubungannya. (B.L.Browning,1963)
Lindi pemasak dalam pembuatan pulp sulfat mempunyai lebih banyak
komponen. Disamping natrium hidroksida dan natrium karbonat, natrium sulfida
adalah bahan kimia pokok pembuatan pulp. Banyaknya alkali yang digunakan dalam
pembuatan pulp kraft, yang merupakan faktor penting dalam pembuatan pulp, dapat
dinyatakan sebagai alkali aktif ( NaOH + Na2S) atau sebagai alkali efektif (NaOH + ½
Na2S). Yang terakhir berasal dari titik ekivalen tunggal reaksi hidrolisis natrium
Na2S + H2O NaOH + NaHS
Proses pembuatan pulp kraft dan pulp yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa
parameter:
- bahan baku
- nisbah lindi pemasak terhadap kayu
- waktu dan suhu pemasakan
- banyaknya dan konsentrasi bahan kimia pemasak
- komposisi bahan kimia pemasak.
Konsentrasi alkali merupakan parameter utama dari pelarutan lignin dan
polisakarida. Dalam periode awal lebih banyak alkali dibutuhkan untuk menetralisasi
asam-asam yang berasal dari polisakarida dan untuk menetralkan rendeman degradasi
lignin. Terutama pada akhir prosedur pemasakan harus dicegah konsentrasi alkali
yang terlalu tinggi. Kalau tidak, maka akan terjadi degradasi dan pelarutan poliosa dan
selulosa yang sangat berlebihan, yang mengakibatkan rendeman dan sifat-sifat
kekuatan pulp turun. Biasanya kayu lunak membutuhkan jumlah dan konsentrasi
alkali yang lebih tinggi daripada kayu keras untuk mencapai derajat delignifikasi yang
sebanding.
Keuntungan-keuntungan utama pembuatan pulp secara sulfat, dalam daftar di
bawah memberikan karakteristik pertama dari proses dan pulp yang dihasilkan:
- tuntutan yang rendah terhadap spesies kayu dan kualitas kayu, termasuk semua
tipe kayu lunak dan kayu keras, bahkan dalam campuran, dan toleransi
terhadap jumlah ekstraktif yang tinggi maupun bagian kayu lapuk yang besar
- waktu pemasakan yang pendek
- pengolahan cairan pemasak yang telah mantap, termasuk pemulihan
bahan-bahan kimia dalam pembuatan pulp, dan produksi hasil samping yang berharga
seperti minyak tall dan terpentin dari spesies pinus.
- Sifat-sifat kekuatan pulp yang sangat baik
Proses Sulfit, Dari segi kimia lindi pemasak pulp sulfit berbeda-beda tergantung pada
bentuk-bentuk yang mungkin dari belerang dioksida dalam larutan berair dan macam
basa yang ditambahkan pada sistem ini. Dalam pembuatan pulp sulfit komposis lindi
pemasak diberi ciri dengan istilah belerang dioksida bebas, gabungan dan total, yang
dinyatakan dengan SO2/100 ml lindi.
Meskipun kecenderungan umum dalam perluasan kapasitas pulp kimia
menunjukkan pembuatan pulp kraft lebih unggul dari yang lain, ada beberapa faktor
yang dapat meningkatkan pembuatan pulp sulfit di kemudian hari, yang meliputi
keuntungan-keuntungan pulp sulfit yang telah diketahui terhadap pulp kraft:
- rendemen yang lebih tinggi pada bilangan kappa tertentu, yang mengakibatkan
kebutuhan kayu lebih rendah
- derajat putih pulp yang tidak dikelantang lebih tinggi
- keluwesan yang lebih tinggi dari pengelantangan dan pengelantangan tanpa
klor
- persoalan pencemaran lebih sedikit
- biaya instalasi lebih rendah
2.5. Tahap-Tahap Proses Pembuatan Pulp
2.5.1. Pemasakan (Digester)
Pada tahap ini merupakan tahap yang paling penting, dimana gelondongan kayu yang
dibawa ke pabrik dipotong-potong dan dibentuk menjadi chip melalui alat yang
bernama chipper. Setelah ini serpihan kayu dibawa ke digester menggunakan alat
yaitu belt conveyor. Proses di digester memiliki beberapa tahap, yaitu:
a.Chip Filling
Chip diangkut ke digester dari tempat penyimpanan atau lapangan chip dengan
menggunakan conveyor. Jumlah chip dalam digester harus betul-betul sesuai sehingga
ada cukup ruang untuk tempat liquor dan edarannya. Sebelum pengisian chip dimulai,
harus dilaksanakan hal-hal seperti berikut:
- digester harus dalam keadaan kosong dan katup blow nya harus sudah tertutup
- top cover atau capping valve pada posisi terbuka
- telescopic chute harus pada posisi turun
- shuttle conveyor harus tepat posisinya pada digester yang akan chip filling
b. Pengisian liquor
Pada proses DKP pengisian liquor dilakukan setelah prehydrolisis, dimana
pada proses BKP pengisian liquor dilakukan segera setelah pengisian chip. Larutan
pemasak panas yang dimasukkan ke dalam digester didapat dari relief heat recorvery
system dengan temperatur 1200C harus dengan perbandingan yang sesuai sebagaimana
dibutuhkan untuk pemasakan dan black liquor penambah sebagai pengencer juga
harus dengan perbandingan yang sesuai. Penambahan white liquor didasarkan pada
oven dry) kayu yang dimasukkan. Persentase ini juga tergantung dari seberapa jauh
kita akan mengurangi kandungan lignin dari dalam kayu (degree of delignification).
Alkali Aktif (AA) yang dimasukkan dalam digester adalah untuk melarutkan
komponen/kotoran bukan selulosa yang ada dalam kayu. Bertambahnya jumlah alkali
yang dimasukkan akan melarutkan lebih banyak lagi komponen-komponen itu
sebaliknya berkurangnya jumlah alkali yang dimasukkan akan menyebabkan kayunya
tidak masak (hard cook) yang berakibat banyaknya kayu yang bakal terbuang berupa
reject atau serpihan kayu yang hanya sebagian saja yang masak yang disebut knots.
c. Pemasakan dengan Proses alkali (kraft)
Proses pemasakan secara kraft dilaksanakan setelah penambahan white liquor
dan black liquor kedalam chip. Digester yang berisi chip dan larutan pemasak
dipanaskan hingga temperatur 1700C dan tekanan mencapai 7 kg/cm2gauge. Pada
temperatur dan tekanan ini, chip dimasak dengan alkali untuk periode waktu tertentu.
Waktu dan temperatur selama pemasakan sangat berpengaruh terhadap kwalitas
daripada pulp, temperatur dibawah 1700C tidak berpengaruh apa-apa terhadap
kwalitas dan rendemannya, tetapi diatas 1800C akan mulai terjadi pemutusan rantai
serat-serat selulosa, jadi temperatur yang diinginkan pada pemasakan adalah 1700C.
d. Pulp Blowing
Tujuan utama pada pengoperasian blowing adalah untuk mengeluarkan atau
blow semua isi digester ke dalam blow tank. Di pabrik ini, terdapat dua blow tank
dengan masing-masing kapasitas 600 m3. Hanya satu digester yang dapat diblow ke
satu blow tank pada satu waktu tertentu, hal yang penting untuk diperhatikan agar
dipastikan bahwa ada cukup ruang dalam blow tank untuk manampung pulp yang
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pemasakan ada tiga bagian yaitu:
A. Kualitas daripada chip
B. Sifat – sifat daripada White Liquor
C. Pengawasan pada saat pemasakan
A. Kualitas dari Chip
Kualitas chip yang akan dipakai sebagai bahan baku dalam pemasakan merupakan
hal yang sangat penting untuk diperhatikan operasi keseluruhan pabrik pulp,
dimana akan berpengaruh terhadap kualitas pulp yang akan dihasilkan.
Hal yang akan mempengaruhi kulitas chip dapat menjadi:
1.Hal-hal yang berhubungan dengan kayu menyangkut sifat-sifatnya seperti
Spesies,Density,Decay.
a) Wood Spesies
Sebagaimana yang telah diketahui, bahwa kayu dapat dibagi menjadi 2 jenis
yaitu: jenis hard wood dan jenis soft wood, kayu jenis soft wood menghasilkan
pulp yang lebih kuat dibanding dengan jenis hard wood karena serat-seratnya
lebuh panjang dan lebih lentur dibandingkan dengan serat yang terdapat pada
kayu hard wood.
Biasanya kayu jenis soft wood menghasilkan rendemen yang lebih rendah
dibandingkan dengan yang dihasilkan dari jenis hard wood bila dimasak pada
kondisi yang sama. Hal ini utamanya disebabkan hemiselulosanya soft wood
lebih mudah terlarut dibanding dengan yang terdapat pada hard wood dan juga
didalam kayu soft wood terdapat lebih banyak kandungan lignin disbanding
b) Wood Densit
Berat jenis kayu merupakan faktor ekonomis yang sangat penting dalam
pembuatan pulp. Dengan kayu yang lebih padat, kita dapat mengisi lebih berat
pada digester dengan volume yang sama dan keadaan ini akan menambah
jumlah pulp yang diproduksi.
2. Hal-hal yang berhubungan dengan pemrosesan kayu:
a) Ukuran chip
Ketebalan chip merupakan hal yang sangat penting dalam proses pembuatan
pulp sebagaimana diharapkan, larutan pemasak akan meresap kedalam chip
dari segala arah dengan kecepatan yang sama. Ketebalan chip yang ideal
adalah 3-5 mm
b) Bulk Density dari chip
adalah tolak ukur yang sangat penting artinya selama waktu pengisian digester.
Ini akan membuktikan seberapa banyak kayu yang dapat dimasukkan kedalam
digester, yang dinyatakan dalam satuan kg/cm3. Bulk density dari chip
ditentukan oleh berat jenis kayu dan ukuran chip.
c) Kandungan air dalam chip
Bila kandungan air dalam chip sangat rendah, akan sulit bagi larutan pemasak
untuk meresap kedalam chip. Adalah penting untuk mengetahui seberapa besar
kandungan air dalam chip tersebut, dan memperhitungkan seberapa berat kayu
yang sesungguhnya yang telah dimuat ke dalam digester, untuk
memperhitungkan jumlah “alkali” yang dimasukkan dan konsentrasi larutan
d) Kulit kayu dan bahan-bahan lain yang mengotori kayu
Keberadaan kulit kayu akan menambah jumlah pemakaian larutan pemasak
sehingga akan mengurangi strength dari pulp.Bahan pengotor yang lainnya
bisa datang dari luar kayunya sendiri seperti misalnya, pasir, logam-logam,
plastik, dll.
B. Sifat-sifat daripada White Liquor
White Liquor yang adalah sebagai media pemasak, terdiri dari beberapa bahan-bahan
kimia yang berupa larutan berair: Natrium Hidroksida, Natrium Sulfida, Natrium
Karbonat. Konsentrasi dari masing-masing zat tersebut akan memainkan peranan yang
penting dalam reaksinya dengan kayu yaitu:
1. Natrium Hidroksida (NaOH)
Natrium Hidroksida merupakan zat padat yang berwarna putih. NaOH bila
dilarutkan di dalam air akan terionisasi dan terpecah menjadi ion. Hal ini terjadi
karena NaOH adalah bersifat basa. Pada pembuatan pulp larutan NaOH berfungsi
untuk melarutkan lignin dan zat ekstraktif lainnya yang terdapat dalam bahan kayu,
sehingga serat selulosa terlepas dari ikatannya.
Keuntungan menggunakan larutan NaOH yaitu NaOH lebih cepat bereaksi
dengan lignin sehingga waktu yang dibutuhkan untuk pemasakan lebih singkat selain
itu NaOH dapat digunakan sebagai larutan pemasak untuk pembuatan pulp dari bahan
2. Natrium Sulfida (Na2S)
Natrium sulfida adalah suatu senyawa yang sangat mudah teroksidasi, oleh
karena itu zat ini banyak dimanfaatkan, terutama dalam situasi dimana diperlukan
bahan pereduksi yang tidak terlalu kuat, misalnya untuk pembuatan wol.
Natrium Sulfida (Na2S) dalam proses pemasakn chip berfungsi untuk :
a. mengurangi kerusakan pada karbohidrat dan memberikan hasil yang lebih
tinggi serta kekuatan pulp yang lebih tinggi.
b. mempercepat terjadinya reaksi antara NaOH dengan lignin lewat penurunan
energi aktivasi
3. Natrium Karbonat (Na2CO3)
Pada proses pembuatan pulp larutan Na2CO3 ini merupakan make-up atau
pengotor pada larutan pemasak (white liquor) dimana Na2CO3 ini merupakan alkali
yang tidak aktif pada proses pemasakan chip. Akan tetapi melalui proses recaustizing
Na2CO3 ini dapat digunakan untuk menghasilkan NaOH dengan penambahan CaCO3
pada pengapuran di lime klin. Dimana NaOH yang dihasilkan ini akan digunakan
sebagai larutan pemasak utama untuk proses pemasakan chip selanjutnya
C. Pengawasan Pada Saat Pemasakan
Hal-hal yang perlu diawasi pada saat pemasakan adalah:
1. Waktu dan temperatur
Penambahan temperatur sedikit saja sudah berakibat besar terhadap reaksi
penghilangan lignin. Penambahan waktu beberapa menit pada saat proses perembesan
liquor kedalam chip tidak berpengaruh banyak terhadap kualitas pulp, tetapi beberapa
Suatu metode yang telah dibuat untuk menghitung hubungan antara waktu dan
temperatur dengan satu nilai numeric tunggal disebut ”H-Faktor”. Untuk setiap satu
siklus pemasakan yang memberikan nilai H-faktor yang sama akan menghasilkan pulp
dengan rendemen dan kandungan lignin yang sama bila kondisi-kondisi lainnya juga
sama.
2. Jumlah alkali yang dimasukkan
Normalnya jumlah effective alkali yang dimasukkan dalam digester berkisar
antara 10-18% (sebagai Na2O terhadap kayu kering) tergantung dari jenis kayunya,
kondisi pemasakan dan seberapa jauh tingkat penghilangan lignin yang akan dicapai
Kalau jumlah alkali yang dimasukkan lebih banyak maka akan mempercepat
kecepatan reaksinya. Dengan menambah alkali, kita dapat memasak dengan H-faktor
yang lebih rendah untuk mencapai Bilangan Kappa yang sama. Dengan bertambahnya
jumlah alkali yang dimasukkan maka akan mengurangi rendemen pulp karena jumlah
hemiselulosa yang terlarut bertambah.
3.Perbandingan Liquor dengan Kayu
Pada digester yang beroperasi secara “batch”, dibutuhkan sejumlah volume
effective alkali yang dimasukkan sebanyak kurang dari jumlah volume yang
dibutuhkan untuk membasahi seluruh chip. Weak Black Liquor (WBL) perlu
ditambahkan sebagai penambah kekurangan liquornya. Kalau WBL yang
ditambahkan terlalu banyak maka akan memperbesar nilai perbandingan liquor
dengan kayu. Normalnya berkisar 1-5.
2.5.2. Pencucian (washing)
Pulp yang berasal dari blow tank dipompakan melwati unit pemisahan mata kayu yang
disebut dengan Pressure Knotter kemudian menuju unit pencucian tiga tahap,
kemudian dikirim ke unit penyaringan (screening) dan sesudah itu dikirim ke empat.
Bubur kertas coklat setelah melalui unit pencucian tahap yang keempat disimpan di
dalam High Density Unbleaced Storage Tower dengan konsistensi 12 %.
Tujuan dari proses pencucian ini adalah untuk memisahkan kandungan lignin
yang masih tersisa setelalh proses pemasakan pada digester sebelum dilanjutkan
proses pemutihan (bleaching).
2.5.3. Pemutihan (bleaching)
Warna pada pulp yang belum diputihkan umumnya disebakan oleh lignin yang tersisa.
Penghilangan lignin dapat lebih banyak pada proses pemasakan, tetapi akan
mengurangi hasil yang banyak sekali dan merusak serat, jadi menghasilkan kualitas
pulp yang rendah.
Tujuan utama proses pemutihan secara umum dapat diringkaskan sebagai berikut:
1. Memperbaiki brightness
2. Meperbaiki kemurnian
3. Degradasi serat selulosa seminimum mungkin.
2.6. Teori Bilangan Kappa
Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari teknologi baru proses pembuatan pulp
kimia yang akrab lingkungan untuk mengurangi polusi air limbah, dan
mengembangkan penelitian teknologi proses baru dengan proses delignifikasi
berlanjut yang mengarah pada sasaran bilangan kappa rendah dan kualitas pulp
tetap baik. Kegunaan dari hasil penelitian ini adalah memperoleh pulp kimia putih dari
penerapan teknologi yang akrab lingkungan, dan jumlah senyawa khlor-organik
dalam air limbah proses pembuatan pulp berkurang sehingga dapat menekan
beban pencemaran. Pada dasarnya proses pembuatan pulp kimia adalah proses
pemisahan lignin (delignifikasi) dari serat selulosa, sedangkan parameter untuk
mengendalikan proses delignifikasi dan memperkirakan kadar lignin sisa dalam pulp
yaitu bilangan kappa (jumlah bahan pemutih terutama khlor sangat tergantung pada
kadar lignin sisa dalam pulp belum putih atau bilangan kappa).
Kappa Number digunakan untuk menyatakan berapa jumlah lignin yang masih
tersisa di dalam pulp setelah pemasakan. Pengujian kappa number yang dilakukan di
dalam industri pulp memiliki dua tujuan, yaitu:
- merupakan indikasi terhadap derajat delignifikasi yang tercapai selama proses
pemasakan, artinya kappa number digunakan untuk mengontrol pemasakan
- menunjukkan kebutuhan bahan kimia yang akan digunakan untuk proses
selanjutnya yaitu proses pemutihan (bleaching).
Pada pengujian kappa number, sejumlah larutan kalium permanganat yang
tertentu, jumlah permanganat yang bereaksi dengan pulp ditentukan dengan menitrasi
sampel. Kappa number selanjutnya didefinisikan sebagai jumlah milliliter KMnO4
0,1N yang dikonsumsi oleh 10 gram pulp selama 10 menit pada temperatur 25oC.
Hasilnya dikoreksikan terhadap konsumsi oleh 50% permanganat yang ditambahkan.
Untuk pulp kraft hubungan antara kappa number dengan lignin adalah sebagai berikut:
% lignin = 0,147 x kappa number
BAB III
BAHAN DAN METODE
3.1. Alat dan Bahan
3.1.1. Alat
- Gelas ukur
- Gelas beaker
- Saringan / screener 35-40 mesh
- Corong Buchner
- Vakum sheet
- Setrika
- Oven
- Neraca
- Desikator
- Erlenmeyer
- Stirer
- Magnetic stirer
- Buret digital
- Thermometer
- Stopwatch
3.1.2. Bahan
- Sampel bubur pulp dari washer 4
- Sampel White Liquor
- Air destilat
- BaCl2 10%
- Indikator PP
- HCl 0,5 N
- Formaldehid 40%
- Indikator Metil Orange (MO)
- KMnO4 0,1 N
- H2SO4 4 N
- KI0,1N
- Na2S2O3 0,1 N
- Indikator starch 1 %
3.2. Prosedur Kerja
3.2.1. Menganalisa jumlah alkali aktif (NaOH & NaS) dalam White Liquor :
- Dipipet 2 ml sampel ( white liquor) dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250
ml dan ditambahkan 50 ml air destilat
- Ditambah 25 ml Barium Klorida (BaCL2) 10%
- Ditambah indikator PP 3 tetes
- Dititrasi dengan HCl 0,5 N hingga berubah warna dari merah rose menjadi
putih susu. Dihentikan titrasi dan dicatat Volume HCl yang terpakai (“A” ml)
- Dititrasi kembali dengan HCl 0,5 N hingga berubah warna dari merah rose
menjadi putih susu. Dihentikan titrasi dan dicatat Volume HCl yang terpakai
(“B” ml)
- Ditambah 2-3 tetes indikator Metil Orange
- Dititrasi kembali dengan HCl 0,5 N hingga berubah warna dari orange menjadi
merah. Dihentikan titrasi dan dicatat Volume HCl yang terpakai (“C” ml)
Jumlah alkali aktif dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
NaOH = (2A – B) x Normalitas HCl x Berat ekivalen Na2O
Volume sampel
Na2S = 2(B – A) x Normalitas HCl x Berat Ekivalen Na2O
Volume sample
Total Alkali Aktif (TAA) = NaOH + Na2S
Keterangan : A = volume pertama tittrasi larutan HCl (ml)
B = volume kedua titrasi larutan HCl (ml)
N = normalitas HCl (0,5 N)
Berat Ekivalen Na2O = 31
Volume sampel = 2 ml
3.2.2. Penentuan Bilangan Kappa :
- Diambil sampel bubur pulp dari washer 4
- Dicuci dengan air bersih sambil disaring dengan penyaring (screener 35-40
- Dilarutkan dalam air secukupnya dan dimasukkan ke corong Buchner untuk
dibentuk menjadi sheet
- Disetrika dan dikeringkan dalam oven selama ± 10 menit
- Di dinginkan di dalam desikator
- Ditimbang sampel kering sebanyak 2 – 2,5 gram
- Dimasukkan sampel ke dalam gelas beaker 1000 ml yang telah beraisi air
destilat sebanyak 400 ml, lalu dimasukkan stirer
- Diaduk larutan di atas magnetik stirrer dan diatur kecepatan magnetik stirrer
agar fiber pulp terpisah sempurna
- Dipipet masing – masing 50 ml larutan Asam sulfat (H2SO4) 4N dan larutan
Kalium Permanganat ( KMnO4 ) 0,1N ke dalam gelas beaker 100 ml
- Tambahkan campuran tersebut dengan segera ke dalam gelas beaker yang
berisi sampel dan dengan segera hidupkan stopwatch dan dilakukan
pengadukan ±10 menit
- Tepat 10 menit terakhir matikan magnetic stirer dan ditambah 10 ml larutan
Kalium Iodida ( KI ) 0,1N
- Segera titrasi dengan larutan Natrium Tiosulfat ( Na2S2O3 ) dan ditambahkan
Indikator starch 1% pada titik akhir reaksi dan dititrasi kembali sampai
terbentuk larutan bening. Dicatat volume larutan Natrium Tiosulfat yang
terpakai dalam titrasi, di gunakan sebagai “ a “ ml
- Diukur dan dicatat temperatur dari campuran dalam gelas beaker
- Lakukan penentuan blanko dengan metode diatas yang sama tanpa
menggunakan sampel pulp, dicatat volume larutan Natrium Tiosulfat 0,1N
Bilangan Kappa dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
K = P x F [ 1 + 0,013 ( 25 – t ) ]
W
P = (b – a ) N
0,1
Keterangan :
K : Bilangan kappa
F : Faktor Koreksi terhadap pemakaian permanganat, tergantung kepada
nilai P
t : Temperatur Larutan
N : Normalitas Natrium Tiosulfat ( Na2S2O3 )
a : Vol 0,1 N Natrium Tiosulfat ( Na2S2O3 ) digunakan untuk sampel
b : Vol 0,1 N Natrium Tiosulfat ( Na2S2O3 ) digunakan untuk larutan
blanko
W : Berat sampel
BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Data
Tabel 4.1. Data Pengamatan Pada Saat Proses Pemasakan Berlangsung
A. Perhitungan Analisa Alkali Aktif
Perhitungan berikut ini diambil dari data No.8:
Diketahui :
Volume pertama titrasi larutan HCl (A) = 11,98 mL
Volume pertama titrasi larutan HCl (B) = 13,45 mL
Normalitas HCl = 0,5 N
Volume sampel = 2 ml
Berat ekivalen Na2O = 31
Ditanya : jumlah NaOH dan Na2S = …?
Jawab :
NaOH = (2A – B) x Normalitas HCl x Berat ekivalen Na2O
Volume sampel
= [(2 x 11,98) – 13,45] x 0,5 x 31
2
= 81,5 g/l
Na2S = 2(B – A) x Normalitas HCl x Berat Ekivalen Na2O
Volume sampel
= 2 (13,45 – 11,98) x 0,5 x 31
2
Total Alkali Aktif (TAA) = NaOH + Na2S
= 81,5 g/l + 22,8 g/l
= 104,3 g/l
Untuk data yang lain dapat dihitung dengan cara yang sama seperti diatas.
B. Perhitungan Pengujian Bilangan Kappa
Perhitungan berikut ini diambil dari data No.8 yang mewakili semua data:
Diketahui :
- Berat sampel setelah dikeringkan (W) = 2,3250 gram
- Volume Na2S2O3 0,1 N yang digunakan untuk sampel (a) = 26,30 ml
- Volume Na2S2O3 0,1 N yang digunakan untuk larutan blanko (b) = 48,82 ml
- Temperatur larutan (t) = 260C
- Normalitas larutan Na2S2O3 (N) = 0,1 N
Ditanya : Bilangan Kappa (K) = …….?
Jawab : P = (b – a ) N
0,1
= (48,82 – 26,30) 0,1
0,1
= 22,5 × 0,1
0,1
F = P x 2
= 22,52 x 2
= 45,04 dengan membaca Tabel faktor koreksi, maka diperoleh
F = 0,989
K = P x F [ 1 + 0,013 ( 25 – t ) ]
W
= 22,52 x 0,989 [ 1 + 0,013 (25 – 26)]
2,3250
= 22,27 [ 0,987]
2,3250
= 9,5
Untuk data yang lain dapat dihitung dengan cara yang sama seperti diatas.
Tabel 4.2. Faktor Koreksi Nilai F = P x 2
Sumber. Technical Department PT. TPL, Tbk , 2002
F + 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0
30 0,958 1,960 0,962 0,964 0,966 0,968 0,970 0,973 0,975 0,977
40 0,979 0,981 0,983 0,985 0,987 0,989 0,991 0,994 0,996 0,998
50 1,000 1,002 1,004 1,006 1,009 1,011 1,013 1,015 1,017 1,019
60 1,022 1,024 1,026 1,028 1,030 1,033 1,035 1,037 1,039 1,042
Tabel 4.3. Data Pengaruh Kandungan Alkali Aktif Dalam White Liquor Terhadap Bilangan Kappa
No NaOH Na2S White
Liquor TAA
Kappa Number
GPL GPL GPL K
1 75,2 22,2 97,4 10,9
2 79,8 21,1 100,9 10,5
3 78,5 23,5 102 10,3
4 77 25,1 102,1 10,2
5 78,2 24,3 102,5 9,8
6 81,8 22 103,8 9,8
7 78,6 25,3 103,9 9,7
8 81,5 22,8 104,3 9,5
9 81,6 23 104,6 9,4
10 83,2 22 105,2 9,4
11 81,8 23,7 105,5 9,2
12 82 24,3 106,3 9
C. Menghitung Jumlah pemakaian alkali aktif yang optimal dengan metode least
square
Tabel 4.4. Data Metode Least Square
No. X Y X2 XY
1 97,4 10,9 1061,66 9486,76
2 100,9 10,5 1059,45 10180,81
3 102 10,3 1050,6 10404
4 102,1 10,2 1041,42 10424,41
5 102,5 9,8 1004,5 10506,25
6 103,8 9,8 1017,24 10774,44
7 103,9 9,7 1007,83 10795,21
8 104,3 9,5 990,85 10878,49
9 104,6 9,4 983,24 10941,16
10 105,2 9,4 988,88 11067,04
11 105,5 9,2 970,6 11130,25
12 106,3 9 956,7 11299,69
∑ 1238,5 117,7 12132,97 127888,51
Keterangan :
X : jumlah pemakaian alkali aktif (g/l)
Y : bilangan kappa
Persamaan Regresi :
Dimana :
Maka diperoleh persamaan garis regresinya sebagai berikut :
y = -0,2254 x + 33,0751
Dengan memasukkan harga x yaitu jumlah pemakaian alkali aktif maka diperoleh
harga – harga y sebagai berikut :
y1 = -0,2254x1 + 33,0751
= -0,2254 (97,4) + 33,0751
y2 = -0,2254x2 + 33,0751
= -0,2254 (100,9) + 33,0751
= 10,332
y3 = -0,2254x3 + 33,0751
= -0,2254 (102) + 33,0751
= 10,083
y4 = -0,2254x4 + 33,0751
= -0,2254 (102,1) + 33,0751
= 10,061
y5 = -0,2254x5 + 33,0751
= -0,2254 (102,5) + 33,0751
= 9,971
y6 = -0,2254x6 + 33,0751
= -0,2254 (103,8) + 33,0751
= 9.678
y7 = -0,2254x7 + 33,0751
= -0,2254 (103,9) + 33,0751
= 9,656
y8 = -0,2254x8 + 33,0751
= -0,2254 (104,3) + 33,0751
= 9,565
y9 = -0,2254x9 + 33,0751
= -0,2254 (104,6) + 33,0751
y10 = -0,2254x10 + 33,0751
= -0,2254 (105,2) + 33,0751
= 9,363
y11 = -0,2254x11 + 33,0751
= -0,2254 (105,5) + 33,0751
= 9,295
y12 = -0,2254x12 + 33,0751
= -0,2254 (106,3) + 33,0751
= 99,115
Tabel 4.5. Data Analisa Regresi Linier
No X Y
1 97,4 11,121
2 100,9 10,332
3 102 10,084
4 102,1 10,061
5 102,5 9,971
6 103,8 9,678
7 103,9 9,656
8 104,3 9,565
9 104,6 9,498
10 105,2 9,363
11 105,5 9,295
Menghitung jumlah pemakaian optimal alkali aktif untuk mencapai target bilangan
kappa
Target bilangan kappa = 9,0
y = ax + b
Jadi penambahan alkali aktif yang optimal untuk mencapai bilangan kappa yang
memenuhi standar adalah 106,8 g/l
4.2. Pembahasan
Dari hasil pengamatan data dan grafik (grafik terlampir) yang diperoleh dapat
dinyatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi alkali aktif yang digunakan maka
bilangan kappa semakin rendah, dan begitu juga sebaliknya apabila konsentrasi alkali
aktif yang digunakan semakin rendah maka bilangan kappa semakin tinggi. Dimana
tinggi rendahnya bilangan kappa menunjukkan masih adanya kadar lignin yang
terkandung pada pulp yang dihasilkan setelah proses pemasakan chip. Tingginya
bilangan kappa sebanding dengan tingginya kadar lignin yang berarti serpihan kayu
(chip) yang dimasak belum sepenuhnya masak dan pulp yang dihasilkan belum
benar-benar merupakan serat murni yang masih mengandung zat pengotor selain selulosa
rendah sehingga pulp yang dihasilkan lebih murni berupa serat selulosa dan
hemiselulosa.
Pulp yang dihasilkan setelah proses pemasakan diharapkan memenuhi standar
mutu pulp yang baik yaitu memiliki bilangan kappa sebesar 9-13,5. Oleh karena itu
untuk mencapai bilangan kappa tersebut,maka besarnya konsentrasi alkali aktif yang
digunakan harus diperhatikan. Tetapi penggunaan alkali aktif yang berlebih untuk
menurunkan bilangan kappa dapat merusak serat selulosa yang menyebabkan pulp
rapuh dan mudah sobek artinya bukan hanya lignin yang larut tetapi selulosa juga ikut
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
- Dari hasil analisa data bilangan kappa yang diperoleh dapat disimpulkan
bahwa pulp yang dihasilkan telah memenuhi standart bilangan kappa. Dimana
standart bilangan kappa adalah 9-13,5 dan hasil analisa yang didapat dari data
adalah berkisar pada 9-10,9.
- Dari hasil analisa data pemakaian total alkali aktif yang diperoleh yaitu antara
97,4-106,3 g/l berbanding terbalik dengan data nilai bilangan kappa yaitu
10,9-9, artinya semakin besar konsentrasi alkali aktif maka nilai bilangan kappa
akan semakin rendah.
- Dari hasil yang diperoleh berdasarkan data dapat disimpulkan bahwa besarnya
konsentrasi alkali aktif dapat mempengaruhi nilai bilangan kappa. Dimana
apabila konsentrasi alkali aktif yang digunakan besar maka nilai bilangan
kappa yang dihasilkan rendah, demikian sebaliknya apabila konsentrasi alkali
aktif yang digunakan rendah maka bilangan kappa yang dihasilkan tinggi.
Dengan kata lain besarnya konsentrasi alkali aktif berbanding terbalik dengan
5.2. Saran
- Perlu dilakukan metode lain dalam penentuan kadar lignin selain dengan
penentuan bilangan kappa pada pulp agar dapat dibandingkan metode mana
yang lebih praktis dan yang lebih cepat.
- Pada proses pemasakan chip perlu diperhatikan faktor-faktor yang
mempengaruhi kematangan chip, misalnya memperhatikan jumlah pemakaian
alkali aktif, temperatur, waktu agar diperoleh bilangan kappa yang memenuhi
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 2003. Buku Manual Training Digester Plant. Porsea: PT.Toba Pulp
Lestari
Arif, H. 2003. Kraft Pulping Tinjauan Proses Secara Kimia. TAPPI-Press
Browning, B.L. 1963. The Chemistry Of Wood. USA: John Wiley & Sons, Inc
Dumanauw, J.F. 1990. Mengenal Kayu. Yogyakarta: Penerbit Kanisium
Fengel, D. dan Wegener, G. 1995. Kayu Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-reaksi.
Terjemahan Hardjono Sastrohamidjojo. Yogyakarta: Gadjah Mada University
Press
Haygreen, J.H. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Terjemahan Sutjipto A
Hadikusumo. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
Sirait, S. 2003. Module Bleaching. Porsea: PT.Toba Pulp Lestari
Sjostrom, E. 1995. Kimia Kayu, Dasar-Dasar dan Penggunaan. Edisi Kedua.
Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
Lampiran 1
Reaksi Analisa White Liquor :
1. Sampel (Na2S, NaOH, Na2CO3) BaCl2 BaCO3 NaCl
2. Reaksi dengan Formaldehid
3. Reaksi dengan Metil Orange
O3S N N N(CH3)2 H3O+
Orange
O3S
H
N N N(CH
3)2 H2O
