BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Umum Kayu
Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam dan bahan mentah yang mudah di proses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Pengertian kayu adalah sesuatu bahan yang diperoleh Dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan yang merupakan bagian-bagian dari pohon tersebut, setelah perhitungkan bagian-bagian mana yang lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk tujuan sesuatu penggunaan.baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar. (Dumanauw,1993)
Kayu adalah suatu karbohidrat yang tersusun terutama atas karbon, hidrogen dan oksigen.
Tabel 2.1 Komposisi Unsur Kayu
Unsur % Berat Kering
Karbon 49
Hidrogen 6
Oksigen 44
Nitrogen Sedikit
Tabel 2.2 Unsur-unsur organik kayu
Tipe kayu Selulosa Hemiselulosa Lignin
Kayu keras 40-44 15-35 18-25
Kayu lunak 40-44 20-32 25-35
Sumber: kollman dan cotte(1968)
2.1.1 Sifat Kimia Kayu
Komponen kimia didalam kayu mempunyai arti yang penting, karena menentukan kegunaan sesuai jenis kayu.Susunan kimia kayu digunakan sebagai pengenal ketahanan kayu terhadap serangan mahluk perusak kayu. Pada umumnya, komponen kimia kayu terdiri dari tiga unsur :
1. Unsur karbohidrat yang terdiri dari selulosa dan hemiselulosa 2. Unsur non karbohidrat terdiri dari lignin
3. Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan dinamakan
zat ekstraktif.
2.1.2 Komponen Kimia Kayu 1. Selulosa
Selulosa merupakan bahan kristalin untuk membangun dinding sel. Bahan dasar selulosa adalah glukosa dengan rumus kimia C6H12O6.
α - Selulosa (Alpha Cellulose) adalah selulosa berantaipanjang, tidak larut dalam larutan NaOH 17,5% atau larutan basa kuat dengan DP (Derajat Polimerisasi)600 – 15000. α - selulosa dipakai sebagai penduga tingkat kemurnian selulosa. Selulosa denganderajat kemurnian α < 92 % digunakan sebagai bahan baku pada industri kertasdan industri kain (serat rayon). Semakin tinggi kadaralfa selulosa, maka semakin baik mutu bahannya.(Ketut Sumada, Puspita Erka Tamara, dan Fiqih Alqani, Kajian ProsesIsolasi alfa Selulosa Dari
LimbahBatang Tanaman Manihot Esculenta CrantzYangEfisien.Vol.5: No.2)
Selulosa juga merupakan bahan dasar yang penting bagi industri-industri yang memakai selulosa sebagai bahan baku, misalnya pabrik kertas, pabrik sutra tiruan dan sebagainya. (Dumanauw,1993)
2. Hemiselulosa
Hemiselulosa adalah polisakarida bukan selulosa tersusun dari senyawa karbon 5-6 atom. hemiselulosa mampu menarik air lebih besar dibanding selulosa, pada pulp dapat mempengaruhi ketahanan tarik, retak dan sobek karena berfungsi sebagai perekat antar serat.
Hemiselulosa merupakan semacam selulosa berupa persenyawaan dengan molekul-molekul besar yang bersifat karbohidrat.Kayu mengandung hemiselulosa sekitar 15-25%. Hemiselulosa disusun oleh gula yang bermartabat lima, dengan rumus C5H10O5 yang disebut dengan pentosan atau gula bermartabat enam (C6H12O6
3.Lignin
) yang disebut hexosan. Zat-zat ini terdapat sebagai bahan bangunan dinding-dinding sel juga sebagai bahan zat cadangan.
H3
HO CO
O
[OCH3]
[H3CO] OCH O
3
Gambar 2.2. Struktur utama lignin Eukaliptus
Secara umum polimer lignin disusun oleh unit-unit fenil propana yaitu p -kumaril alkohol, koniferil alkohol, dan sinapil alkohol .yang merupakan senyawa induk (prazat) dari lignin.Berdasarkan komposisi unit strukturalnya, lignin diklasifikasikan kedalam beberapa tipe.Lignin pada softwood (kayu daun jarum) atau disebut lignin guaiasil atau G lignin sebagian besar disusun oleh unit guaiasil (sekitar 90%) dan p-kumaril alkohol (sekitar 10%).Lignin pada hardwood (kayu daun lebar) atau disebut lignin guaiasil siringil atau G-S lignin disusun oleh unit guaiasil dan siringil dengan perbandingan tertentu, tergantung dari jenis kayu, umur kayu, tempat tumbuh dan iklim. (Gustini Syahbirin, Abdul Aziz,Pengaruh Nisbah Pereaksi (Lignin Eupcalyptus – Natrium Bisulfit) Dan pH Awal Reaksi
4. Zat Ekstraktif
Zat ekstraktif memiiki arti yang penting dalam kayu karena:
1. Dapat mempengaruhi sifat keawetan, warna, bau, dan rasa sesuatu jenis kayu.
2. Dapat digunakan untuk mengenal sesuatu jenis kayu 3. Dapat digunakan sebagai bahan industri
4. Dapat menyulitkan dalam pengerjaan dan dapat mengakibatkan kerusakan alat-alat pertukangan
2.1.3 Sifat Fisik Kimia Kayu
Setiap jenis kayu memiliki sifat fisik yang bervariasi, yang menentukan kualitas dan fungsi dari kayu tersebut.Kayu lunak (Soft Wood) misalnya lebih dipilih untuk menjadi pulp karena mudah dihancurkan. Kayu merupakan hasil dari tumbuhan hidup dengan serat yang tidak homogen, sehingga sifat fisiknya tidak akan sama.
1. Berat jenis kayu
2. Keawetan alami kayu
Yang dimaksud keawetan alami ialah ketahanan kayu terhadap serangan kayu dari luar seperti : jamur, rayap, bubuk, cacing laut dan mahluk lainnya yang diukur dengan jangka tahunan.
3. Higroskopik
Makin lembab udara disekitarnya akan makin tinggi pula kelembaban kayu. Sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya.
4. Kadar air
Efek keberadaan air didalam kayu adalah menjadikan kayu lebih lunak dan mudah dibentuk. Sehingga kadar air ini mempengaruhi sifat fisik lainnya seperti kekuatan tarik dan kekuatan tekan.
5. Warna kayu
Warna kayu disebabkan oleh zat-zat pengisi warna didalam kayu yang berbeda-beda.Warna dalam suatu jenis kayu dapat dipengaruhi oleh umur pohon, kelembaban udara, tempat di dalam batang. (dumanauw, 1993)
2.1.4 Sifat Mekanik Kayu
Sifat mekanik kayu dapat dibagi menjadi : 1. Kekerasan
2. Kekakuan Kayu
Kekakuan kayu adalah suatu ukuran kekuatannya untuk mampu menahan bentuk atau lengkungan.
3. Keuletan Kayu
Keuletan tarik kayu ialah kekuatan kayu untuk menahan muatan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu, dimana kekuatan tarik terbesar pada kayu adalah sejajar arah serat. (Dumanauw.1993)
2.2 Pembagian kayu berdasarkan sumber serat
1. kayu berserat pendek (hard wood). Kayu jenis ini sering juga disebut kayu berdaun lebar
a. Kayu Alam (Mix Tropical Hard Wood)
Seperti kayu medang, api-api, martolu, raru, hoting, hau dolok, dan lain sebagainya.
b. kayu Eucalyptus
kayu berdaun lebar ini mempunyai struktur sel kayu yang lebih lengkap.
2. Kayu berserat panjang (soft wood)
2.3 Teori umum pemutihan pulp
Industripulp memainkan peranan penting dalam struktur perekonomian masyarakat Eropa.Pembuatan bubur kertas semakin meningkat disetiap tahunnya. Di SpanyolEukaliptus adalah bahan baku dominan dalam pembuatan pulp kraftkarena Eucalyptus menyediakanyield tertinggi dan kualitas bubur terbaik di
Kraft pulp. Secara khusus, Kraft (atau sulfat) produksi pulp adalah dominan digunakan pada Proses pembuatan buburpulpkarena kualitasnya yang tinggi danpulp yang diperoleh dengankonten lignin rendah dan konsumsi energi yang lebih rendah.
(Sara Gonzalez at al,Environmental Impact Assessment Of Total Chlorine Free
Pulp From EucalyptusGlobulus In Spain,2009)
Dalam produksi pulp kraft, pada pengelantangan sebagian besarresin awalnya hadir di kayu dihilangkanpada kraft pemasakan. Namun, zat ekstraktif kayu yang tersisa dibubur brown stock akan dibawa ke pabrik pemutihdimana
pulp akan bereaksi dengan bahan kimia pemutihan untuk berbagai tahapan, tergantung pada struktur kimia danagen pemutihan yang digunakan.Spesiesyang bertahan pada proses pemutihan dapat ditemukan sebagai buburekstraktif dan merugikan bagi kualitas produk .Yang barutren menggunakan proses pemutihan ramah lingkunganseperti Total Chlorine Free( TCF ) pada " Elemental Klorin Bebas" ( ECF ) urutan klorin ,mengingat beratnyamasalah lapangan selama Kraft Pulp dari beberapa jenis kayu.(Gutiérrezat at al, Lipophilic Extractives from Eucalyptus globulus Pulp During Kraft Cooking Followed by TCF and ECF
Reaksi delignifikasi dapat menghapus hampir setengah dari sisa lignin.Penghilangan lignin faktor utama yang membatasi selama prosesdelignifikasi adalahpenetrasi spesies oksigen dan oksigen-aktif ke dalam matriks lignin sepanjang mikrofibril di dalampulp. Struktur matriks karbohidrat dan kompleks lignin karbohidrat merupakanhambatan utama terhadap reaksi oksidatif. hemiselulosa dalambubur merupakan bagian dari kompleks lignin-karbohidrat, dan sifat kuat dari selulosa aslistruktur kristal dalam pulp serat adalah sebagi penghalang untuk penghilangan lignin selama proses bleaching.(Shiyu Fu and Lucian,Investigation of the Chemical Basis for Inefficient Lignin Removal in
Softwood Kraft Pulp During Oxygen Delignification, vol 42,2003)
2.4 Asam Klorida (HCl)
Asam klorida adalah larutan akuatik dari gas hidrogen klorida,merupakan asam kuat yang banyak digunakan dalam teknologi maupun industri. Asam klorida harus ditangani dengan hati-hati karena merupakan cairan yang sangat korosif (dapat menyebabkan pengikisan) dan berbau menyengat.HCl merupakan Bahan Kimia Berbahaya (B3).Dalam skala industri HCl biasanya diproduksi dengan konsentrasi 38%, ketika dikirim di industri, penggunaan HCl dikirim dengan konsentrasi antara 32-34%.Pembatasan konsentrasi HCl ini karena tekanan uapnya yang sangat tinggi, sehingga menyebabkan kesulitan ketika penyimpanan.
2.5Metode Pembuatan Pulp
Penggunaan Eucaliptus sp sebagai bahan bakupulp sudah lama dikenal, sebab kayu Eucaliptussp mengandung selulosa, hemiselulusa, lignin dan ekstraktif. Untuk memperoleh hasil yang maksimal maka perlu dilakukan penelitian komposisi kimia Eucaliptus pada beberapa tingkat umur. Analisis yang dilakukan pada penelitian meliputi penetapan kandungan pentosan yang menggunakan prosedur Tappi Standart T 223 pada Eucaliptus spumur 4 tahun, 5 tahun, 6 tahun dan 7 tahun. Hasil tanamancloning PT.Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea. Hasil penelitian menunjukan bahwa bertambahnya umur kayu Eucaliptus spcenderung menaikan kandungan pentosan. Berdasarkan penentuan kadar pentosan tersebut maka Eucaliptus sp dengan umur 4-5 tahun sangat baik digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp. (Osloria, 2008)
Tujuan utama pembuatan pulpkayu adalah untuk melepaskan serat-serat yang dapat dikerjakan secara mekanik atau kimia, atau dengan kombinasi kedua tipe perlakuan tersebut.Pulp perdagangan yang umum dapat dikelompokan menjadi tipe-tipe kimia, semikimia, kimia mekanik, dan mekanik. Pembuatan pulp secara kimia adalah proses dalamana lignin dihilangkan samasekali sehingga serat-serat kayu mudah dilepaskan pada pembongkaran dari bejana pemasak (digester) atau paling tidak setelah perlakuan mekanik lunak. Hampir semua produksi pulp kimia didunia masih di dasarkan pada proses-proses sulfit dan sulfat (sjostrom, 1995)
2.5.2 Pembuatan pulp secara Mekanik
banyak yang ditentukan dengan kriteria tertentu. Tetapi konsumsi energi tidak dapat disebut tanpa memandang kualitas pulpyang dihasilkan.
Pada proses pembuatan pulp secaramekanik, dilakukan tanpa perlakuan kimia. Prosesini memiliki keunggulan antara lain memberikan hasil yang tinggi tetapiitu membutuhkan energi yang lebih besar. Pulp-pulp mekanik lebih banyak diproduksi kayu-kayu lunak. Pada proses pembuatan secara mekanik ini kandungan lignin dan zat-zat lain masih tinggi.
2.5.3 Pembuatan Pulp Secara Semikimia
Proses pembuatan pulp secara semikimia pada dasarnya ditandai dengan perlakuan kimia yang didahului dengan tahap penggilingan secara mekanik. Proses semikimia yang penting adalah proses semikimia sulfit netral
(NSSC=Neuro Sulfite Semi Chemical)yang telah digunakan secara luas di
Amerika Serikat sejak 1926, dan didalam 20 tahun terakhir juga telah digunakan di Eropa dan banyak negara lain diseluruh dunia (Cronert 1966;Marteny 1980). Keuntungan keuntungan umum dari proses NSCC atau proses semikimia sulfit netral adalah persyaratan-persyaratan yang rendah mengenai kualitas dan spesies kayu, rendemen tinggi, pemakaian bahan kimia relatif rendah pada kandungan sisa lignin tertentu, investasi modal yang rendah dan unit-unit produksi kecil yang menguntungkan bila dibandingkan dengan pembuatan pulp secara kimia penuh. Cara semikimia ini lebih sesuai untuk bahan baku jenis kayu keras, dan hasil pulp
2.5.4 Pembuatan Pulp 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 umumnya dilakukan untuk menghasilkan jenis pulp
tertentu seperti untuk tissue, kertas cetak, dan lain-lain.
Pada proses pembuatan pulp secara kimia digunaka Natrium Hidroksida bahan kimia pemasak utama. Ada tiga macam pembuatan pulp secara kimia yaitu :
1. Proses Sulfit
Pada dasarnya, pembuatan pulp sulfit masih didasarkan pada penemuan-penemuan tua, meskipun beberapa modifikasi pembaruan dan perbaikan teknik-teknik telah dilakukan. Keberhasilan terakhir selama tahun 1950-an berkenaan dengan penggunaan yang disebut basa-basa yang larut, yang penggantian Kalsium dengan Magnesium, Natrium atau Amonium yang memberikan jauh lebih banyak keluwesan dalam pengaturan kondisi pemasakan, yang memperluas baik bahan dasar yang digunakan maupun produksi tipe-tipe pulp yang berbeda.
Keuntungan-keuntungan proses sulfit yang telah diketahui terhadap pulp kraft : a. Rendemen yang lebih tinggi pada bilangan kappa tertentu, yang
mengakibatkan kebutuhan kayu lebih rendah.
d. Persoalan pencemaran sedikit. e. Biaya instalasi lebih rendah.
f. Keluwesan lebih tinggi dalam rendemen dan kualitas pulp.
2. Proses Soda
Pembuatan pulp pada proses soda digunakan Natrium Hidroksida sebagai lindi pemasak dan lindi bekas yang dihasilkan dipekatkan dengan carapenguapan dan dibakar. Leburan, yang terdiri atas Natrium Karbonat, diubah kembali menjadi Natrium Hidroksida. Karena Natrium Karbonat digunakan untuk imbuhan, maka proses pemasakan dinamakan proses soda.
3. Proses sulfat (kraft)
Kraft pulping adalah metode pembuatan pulp yang paling umum, dan modifikasi dalam lignin telah diteliti secara rinci.Termasuk kraft pulping
pada kayu Eukaliptus. Residual lignin sebelum proses pemutihan dan lignin dari cairan liquor dianalisis pada kandungan pulp kayu Eukaliptus.Telah dilaporkan residual lignin pada kayu Eukaliptus relatif rendah berkisar 30% kraft pulp yang belum diputihkan dan bahkan lebih rendah pada nilai-nilai setelah pemutihan.Tetapi lignin-lignin diperoleh pada kemurnian tinggi dan mempertahankan struktur kimia yang tidak berubah. (David Ibarra,Lignin Modification During Eucalyptus globulus Kraft PulpingFollowed by Totally Chlorine-Free Bleaching,2007)
Saat ini proses sulfat tidak hanya merupakan proses pembuatan pulp alkalis yang utama untuk kayu, tetapi sekaligus juga merupakan proses
pulp yang paling penting. Pernyataan pertama terutama didasarkan pada kenyataan bahwa pulp kraft (kraft dalam bahasa jerman dan swedia berarti kekuatan atau tenaga) diperoleh dalam rendemen yang lebih tinggi dan dengan sifat-sifat yang lebih unggul bila dibandingkan dengan pulp soda. Yang menjadi target dalam proses ini adalah untuk memisahkam serat-serat yang terdapat dalam kayu secara kimia dan melarutkan sebanyak mungkin lignin yang terdapat pada dinding-dinding serat.Pada proses pembuatan pulp kimia, proses kraft memberikan hasil delignifikasi tinggi sehingga rendemen dan viskositasnya tinggi, kekuatan pulp tinggi, lebih toleran terhadap variasi jenis bahan baku, kualitas kayu, ekstraktif, menghasilkan produk samping yang bernilai, dan bahan pemasak dapat diproses kembali. Oleh karena itu, proses kraft lebihdisukai dibandingkan proses soda.Sampai saat ini proses kraft masih mendominasi prosespulping kimia dengan kekuatan pulp tinggi diseluruh dunia. (Widya Fatriasari dan Lucky Risanto,Perbedaan Konsentrasi Bahan Pemasakdan
Tahap Pemutihan, Vol 14)
Keuntungan-keuntungan utama pembuatan pulp sulfat, yaitu :
b. Waktu pemasakan yang pendek.
c. Pengelolahan limbah cairan pemasak yang telah mantap, termasuk pemulihan bahan-bahan kimia dalam pembuatan pulp, pembangkit panas proses dan produksi hasil samping yang berharga seperti minyak tall dan terpentin dari spesies pinus.
d. Sifat-sifat kekuatan pulp yang baik. (fengel,D.1995)
2.6 Faktor yang Mempengaruhi Mutu Pulp Mutu pulp dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :
1. Panjang Serat
Panjang serat akan mempengaruhi kekuatan kertas, dimana kekuatan kertas tak begitu penting, misalnya untuk kertas tulis sehingga dapat terdiri dari sebagian besar serat pendek. Namun demikian perlu pencampurannya dengan serat panjang, hal ini penting agar lembaran yangterbentuk dapat lancar berjalan diatas mesin kertas tanpa terputus-putus. Klasifikasi panjang serat
menurut Klemm sebagai berikut : - Serat panjang : 2,0 – 3,0 mm - Serat sedang : 1,0 – 2,0 mm - Serat pendek : 0,1 – 1,0 m
Selulosa merupakan komponen kayu yang terbesar, yang dalam kayu jumlahnya mencapai hampir setengahnya. Sellulosa merupakan polimer linier dengan berat molekul tinggi yang tersusun seluruhnya atas D glukosa sampai sebanyak 14.000 satuan yang terdapat sebagai berkas-berkasterpuntir mirip tali, yang terikat satu sama lain oleh ikatan hydrogen
3. Kadar Abu dan kadar Silika (SiO2)
Adanya abu dalam pulp akan menyebabkan menurunnya kualitas pulp, sedangkan adanya silikat dalam abu yang tinggi akan mengakibatkan pergerakan di dalam digester. Kadar abu pada pulp diperkirakan sebesar 8 – 12 % untuk bahan baku non-kayu.
4.Kadar Lignin
Lignin menyebabkan pulp berwarna gelap. Pada proses pembuatan pulp, kadar lignin harus rendah. Apabila kadar lignin pada tanaman tinggi, maka zat pemutih yang ditambahkan pada proses bleaching akan cukup banyak. Pulp akan mempunyai sifat fisik yang baik apabila mengandung sedikit lignin. Hal ini dikarenakan lignin bersifat menolak air dan kaku, sehingga menyulitkan dalam proses penggilingan. Kadar lignin pulp pada bahan baku kayu 20-35%, sedangkan pada bahan baku non kayu kadarya lebih kecil lagi.(Abdullah Shaleh,Pengaruh Konsentrasi Pelarut, Temperatur Dan Waktu Pemasakan Pada Pembuatan Pulp,
Vol 16, No 3)
2.7.1 Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan pulp adalah: 1. Chips
Chips merupakan potongan-potongan log yang kecil yang berukuran antara 5-35 mm. kualitas chips yang akan dipakai sebagai bahan baku dalam pemasakan merupakan hal yang paling penting untuk diperhatikan operasi keseluruhan pabrik pulp, dimana akan berpengaruh terhadap kualitas pulp yang dihasilkan. Kayu yang akan digunakan sebagai chips terbagi kedalam 2 jenis yaitu hard wood dan
soft wood. Kayu jenis soft wood ini menghasilkan pulp yang lebih kuat dibanding kayu jenis hard wood karena memiliki serat-serat yang lebih panjang dan lebih lentur dibandingkan dengan serat yang terdapat pada kayu hard wood.
2. White Liquor
3. Black liquor
Merupakan cairan pemasak yang mendukung fungsi dari white liquor
atau lindi putih.Black liquor ini digunakan sebagai make up dari white liquor karena black liquor merupakan cairan hasil dari pencucian bubur pulp pada bagian washing, dimana cairan bekas pencucian ini mengandung lignin (senyawa organik) dan soda (senyawa anorganik) yang merupakan sisa dari white liquor yang digunakan untuk memasak. (Suhunan,2003)
2.7.2 wood preparasi
PT.Toba Pulp Lestari,Tbk mengolah log yang tidak berkulit maupun yang berkulit,log yang tidak berkulit dimaksudkan bahwa log tersebut telah di kuliti di sektor.untuklog yang masih berkulit, logdiangkut menuju debarking drum atau
drum tempat kulit kayu akan dibersihkan. setelah bersih, log dicuci di
washingstation untuk membersihkan pasir-pasir yang menempel pada log., kemudian log yang sudah bersih masuk kedalam magnet sperator untuk menarik logam-logam yang terikut, lalu log dipotong-potong dengan menggunakan alat
chipper. Chip yang sudah dipotong lalu discreening kembali untuk menyesuaikan ukuran chip yang sama, chip yang lolos screening akan disimpan didalam chipp pile atau penampungan chip. Chip yang melebihi ukuran akan di screening
kembali, sedangkan untuk ukuran yang terlalu kecil akan di cincang oleh pallman chipper untuk manjadi bahan bakar pada multifuel boiller. Untuk pengolahan log
PT.Toba Pulp Lestari,Tbk menguliti log di sektor karena memiliki keuntungan sebagai berikut :
1. kulit-kulit dapat menjadi nutrisi bagi tanaman di sektor.
2. loglebih cepat kering karena disimpan di sektor selama 45 hari tanpa kulit. 3. biaya pengangkutan lebih murah untuk log yang sudah kering.
2.7.3 Proses Pemasakan
Digester merupakan bejana yang digunakan untuk memasak yang akan
menghasilkan bubur pulp. PT.Toba Pulp Lestrai, tbk memiliki 14 buah digester
dimana hanya 12 digester yang di gunakan sebagai bejana pemasakan dan 2
digester lagi difungsikan sebagai tempat pemasakan Liquor. Chips dimasukan kedalam digester melalui conveyor, kemudian chips dimasukan ke digester
masing-masing ¾ dari bagian digester atau sekitar 70 – 75 ton. Dari heater
dimasukan steam panas sampai 1700
Setelah itu ditambahkan lagi steam panas sampai 170
C.kemudian diturunkan pressure atau tekanan sampai 45 barr dan dimasukan cairan pemasak berupa white liquor dan black liquor yang merupakan cairan dari sisa-sisa pemasakan.
0
C, kemudian dipompakan ke MD steam. Dari MD steam dialirkan melalui dua jalur yaitu jalur atas dan jalur bawah, setelah itu dipompakan lagi dari awal sampai akhir. Tekanan didalam
digester harus dijaga 8 barr, untuk mengalirkan pulp yang sudah masak dari
didalam digester memenuhi H-faktor dan Kappa Number lalu pulp dapat dialirkan kedalam blow tank.
Faktor-faktor yang mempengaruhi prosesdelignifikasi adalah:
1. Waktu pemasakan, dipengaruhi oleh lignin semakin besar konsentrasi
lignin semakin lama waktu pemasakan dan kisaran waktu pemasakan
antara 1- 4 jam.
2. Konsentrasi larutan pemasak, jika kadarlignin besar maka konsentrasi larutan pemasak juga harus besar.
3. Pencampuran bahan, dipengaruhi oleh pengadukan.Dengan pengadukan, akan dapat meratakan larutandengan bahan baku yang akan dipisahkan
ligninnya.
4. Perbandingan larutan pemasak dengan bahan baku,didasarkan pada perbandingan larutan pemasakdengan bahan baku. Semakin kecil perbandinganlarutan pemasak dengan bahan baku maka ligninyang didegradasi akan kecil juga.
5. Ukuran bahan, semakin besar ukuran bahan makasemakin lama waktu prosesnya.
6. Suhu dan Tekanan, semakin besar suhu dan tekanan maka semakin cepat waktu prosesnya, kisaransuhunya antara 100 oC - 110 oC dan untuk
tekanannya 1 atm.(Jurnal Teknik Kimia Vol.5, No.2, 2011)
2.7.4 Pencucian Dan Penyaringan (Washing Dan Screening)
Tahap selanjutnya merupakan pencucian dengan tujuan untuk memisahkan cairan sisa hasil pemasakan dan mengurangi dampak terhadap lingkungan. Washing
washer dan terus berputar melewati air dibawah drum sehingga pulp tercuci. Proses washing berlangsung dengan empat proses pencucian, air dari evaporator
akan mengalir pada washer 3 lalu mengalir ke washer 2 dan washer 1 sehingga pada washer 1 terkandung air yang paling pekat (Black Liquor).Sementara itu, air dari washer4 berasal dari filtrat yang kemuadian mengalir menuju washer 1. Kemudian pulp dicuci dari washer 1 sampai washer 4 dengan prinsip yang sama. Pada proses pencucian ini, tingkat brightness mencapai 40%. Proses selanjutnya
pulp disaring (screening) untuk memisahkan bubur pulp dari
kotoran-kotoran yang tidak larut dalam air, yang tidak dapat dilakukan oleh proses
washing.
2.7.5Pengelantangan (Bleaching)
Proses bleaching merupakan lanjutan dari proses pemasakan yang dimaksudkan untuk memperbaiki brightness (keputihan) dan kemurnian bubur
pulp. Hal ini dilakukan dengan menghilangkan dan melunturkan bahan pewarna yang tersisa pada bubur pulp. Proses utama pada bleaching adalah penghilangan lignin, karena ignin yang tersisa adalah zat yang paling dominan mewarnai pulp. Oleh karena itu, harus ada hubungan antara kadar lignin dalam bubur pulp
sebelum pemutihan dengan jumlah bahan pemutih yang diperlukan. Bahan kimia yang digunakan dalam proses bleaching yaitu Natrium Hidroksida (NaOH), Oksigen (O2), klorin dioksida (ClO2
Proses pulping merupakan proses pelarutan lignin (delignifikasi). Proses organosolv dapat digambarkan sebagai suatu proses delignifikasi pada suhu pemasakan pulp dengan menggunakan pelarut organik.Penggunaan lignin saat ini
masih sangat terbatas, ini disebabkan oleh struktur kimia lignin dan kelarutannya. Lignin tidak larut dalam air, larutan asam serta larutan hidrokarbon dan hanya larut dalam alkali encer dan beberapa senyawa organik. Sifat lignin tersebut dapat diubah melalui modifikasi struktur kimia lignin misalnya dengan cara sulfonasi lignin menjadi senyawa garam lignosulfonat. Produk produk garam Lignosulfonat dapat berupa ammonium lignosulfonat, kalsium lignosulfonat , Natrium lignosulfonat dan seng lignosulfonat.(Michael Lim, Eric Wirtanto, Zuhrina Masyithah.2012.Kajian Karakteristik Dan Pengaruh Nisbah Pereaksi, pH Awal
Reaksi Dan Suhu Reaksi Terhadap Berat Rendemen Natrium Lignosulfonat.
Jurnal Teknik Kimia USU, Vol. 1, No. 1)
2.7.6 Mesin Pencetakan
Pulp machinedigunakan untuk mengubah bubur pulp dari area bleaching menjadi lembaran-lembaran pulp dimana terjadi pengambilan air sebanyak mungkin tanpa merusak struktur serat pulp.sekitar 90% air diserap sehingga diperoleh lembaran-lembaran pulp dengan kekeringan lebih kurang 10%. Pulp machine dibagi kedalam 6 bagian:
1. Bleach screening yaitu untuk memisahkan pulp dari kotoran-kotoran 2. Wire fourdriner yaitu untuk mencetak bubur pulp menjadi lembaran
pulp
3. Press section yaitu untuk memadatkan lembaran pulp dengan cara di press
5. Cutter layboy yaitu untuk proses pemotongan lembaran pulp dengan ukuran tertentu.
6. Bailing line yaitu untuk penataan lembaran pulp menjadi bate dan unit setelah lembaran pulp dibungkus dan diikat menggunakan kawat selanjutnya dikirim ke pelanggan.
2.8 Tahapan Proses Pemutihan
Warna pada pulp yang belum diputihkan umumnya disebabkan oleh kandungan lignin yang masih tersisa. Penghilangan lignin lebih banyak pada proses pemasakan, tetapi akan mengurangi hasil yang banyak sekali dan merusak serat sehingga menghasilkan kualitas pulp yang rendah. Pada normalnya, proses penghilangan lignin adalah melarutkan pulp kebentuk yang larut dengan air. Penghilangan bentuk-bentuk lignin merupakan kehilangan sebagian dari hasil proses pemutihan, yang mana ini adalah diantara 5% sampai dengan 10%(dihitung dari mulai pulp yang telah selesai dimasak), tergantung pada metoda pemasakan dan sasaran tingkat keputihan pada pulp.
Gambar 2.3. Gambar skematis model dasar delignifikasi
2.8.1 Tahap Klorinasi (D0)
Pada tahap klorinasi, lignin diklorinasi menjadi klorolignin (yang akan menjadi terlarut pada tahap ekstraksi), sehingga proses delignifikasi terjadi. Peningkatan brightnesssetelah melalui tahap-tahap klorinasi ekstraksi alkali sangatlah kecil. Oksigen juga dipergunakan pada tahap ekstraksi dan terutama digunakan pada proses delignifikasi. Tahap pemutihan dengan Klorin dioksida menghasilkan tingkat keputihan pulp yang tinggi.Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa Klorin Dioksida menghancurkan lignin tanpa merusak selulosa.Klorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan substitusi. Rekasi ini mengeluarkan lignin dan oleh karena itu, beberapa akan larut dalam tahap klorinasi.
Selanjutnya dicuci dan disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari pulp selanjutnya pulp dikirim ke tahap pengelantangan berikutnya.
2.8.2 Tahap Ekstraksi Oksidasi (Eop)
Tahap kedua pada bleaching plant merupakan tahap pemurnian dari tahap klorinasi. Tujuan utama pada penambahan alkali (NaOH) pada tahap ekstraksi adalah melarutkan komponen-komponen penyebab warna yang kemungkinan besar larut dalam larutan alkali (NaOH). Kelarutan klorinat dan lignin yang teroksidasi, dan komponen-komponen warna lain yang meningkatkan tingkat keputihan dalam tahap pemutihan selanjutnya.
Proses oksidasi kimia seperti klorin dioksida, peroksida, yang digunakan setelah tahap ekstraksi, merupakan bahan-bahan kimia yang mahal, konsumsi bahan kimia tersebut akan menjadi tinggi jika tidak ada tahap ekstraksi yang mengeluarkan lignin dan beberapa hemiselulosa dari pulp. Klorolignin yang tidak larut dalam air panas dan media asam larut dalam larutan alkali (NaOH) pada temperatur yang rendah.Pada temperatur yang lebih tinggi, hemiselulosa larut, sehingga menyebabkan kehilangan produksi pulp untuk golongan kertas parameter-parameter proses oksidasi ekstraksi yaitu temperatur, pH, brightness
dan viscosity. Bahan kimia yang digunakan pada proses ekstraksi oksidasi adalah NaOH, H2O2, dan O2
Pengujian viscositas dilakukan untuk menentukan kekuatan yang dimiliki oleh pulp, pengujian mengevaluasi derajat polimerisasi daripada selulosa atau
dengan kata lain degradasi serat selulosa. Tingkat keputihan yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap pemutihan/oksidasi berikutnya dan ekstrasi kappa lebih rendah dapat dicapai jika temperatur ekstraksi dijaga pada suhu 800C. tingkat keputihan juga harus mencapai 80-85% sesuai standart ISO dan akan bekerja secara maksimal pada pH 10-11.
2.8.3 Tahap Klorin Dioksida (D1)
Proses pemutihan tahap III dimana pulp dari tahap II diputihkan kembali untuk mendapatkan tingkat keputihan yang diinginkan, dengan menggunakan bahan kimia Klorin Dioksida yang direaksikan pada temperatur 800
2.8.4 Tahap klorin dioksida (D2)
C. selanjutnya dicuci dan disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari
pulpnya. Klorin Dioksida adalah suatu bahan pemutih yang akan berpengaruh terhadap lignin dan memberikan tingkat keputihan yang tinggi pada pulp tanpa memperlemah kekuatannya.
secara substansial, reaksi akan sangat dapat cepat terjadi dan memiliki resiko terhadap semua pemakaian klorin dioksida sebelum reaksi berakhir yang disertai dengan pengembalian warna.
2.9. Variabel-variabel Proses pada Pemutihan 1. Kekentalan
Keefektifan proses ekstraksi tergantung pada konsentrasi alkali yang digunakan. Suatu pulp dengan konsistensi yang tinggi maka akan diberikan konsentrasi alkali yang lebih tinggi pada penerapan bahan kimia yang diberikan. Pada konsistensi yang lebih tinggi sedikit uap air yang dibutuhkan untuk memanaskan pulp untuk menaikan temperatur.
2.temperatur
Brightness yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap pemutihan oksidasi berikutnya dan ekstraksi, kappa lebih rendah dapat dicapai jika temperatur ekstraksi dijaga pada suhu 65-700C.temperatur di atas 700
3. waktu reaksi
C tidak menjunjukan adanya hasil-hasil yang menguntungkan.
mereka disebut eliminasi lignin yang bersifat mudah dan eliminasi lignin dengan cara lambat.
4. brightness
Ketika lignin sudah dikeluarkan dari pulp pada proses pemutihan dengan oksigen, brightnessakan meningkat. Hal ini umumnya disebabkan oleh delignifikasi dan bukan proses penghilangan lignin. Alat ukur brightness
dinamakan elrephometer.
5. pH
Ketika pulp yang dicuci diklorinasi, pH dengan cepat turun lebih rendah dari 2 sebagai akibat pemakaian klorin yang dihasilkan HCl. pH memiliki pengaruh yang besar pada proses eliminasi lignin secara khusus terhadap degradasi kandungan pulp.pulp dengan pH 2 keluar dari menara klorinasi masuk kemenara ekstraksi oksidasi. Dimenara ekstraksi kandungan lignin dan ekstraktif kayu harus dihilangkan semaksimal mungkin.Dengan penambahan caustik soda pH 2 dinaikan hingga pH berkisar antara 10-11. Penghilangan lignin dan ekstraktif
tidak akan sempurna dengan pH dibawah 10, akan tetapi dengan pH lebih besar dari 11 akan mendegradasi serat selulosa.
6. Pengadukan
