BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
1.1
1.1 Latar Latar BelakaBelakangng
Seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk, bertambah pula kebutuhan manusia Seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk, bertambah pula kebutuhan manusia terh
terhadaadap p barbarang ang – – barbarang ang kepkeperlerluan uan sehsehari ari – – harhari i termtermasuk asuk diadiantantaranyranya a kerkertastas. . KerKertastas diperlukan tidak hanya sebagai alat tulis dan buku atau majalah tetapi juga sebagai tissu, diperlukan tidak hanya sebagai alat tulis dan buku atau majalah tetapi juga sebagai tissu, pembungkus
pembungkus rokok, rokok, pembungkus pembungkus makanan makanan dan dan minuman minuman dan dan sebagainya. sebagainya. PeningkatanPeningkatan kebutuhan kertas ini terlihat dari peningkatan konsumsi kertas di Indonesia. Pada tahun 1996 kebutuhan kertas ini terlihat dari peningkatan konsumsi kertas di Indonesia. Pada tahun 1996 konsu
konsumsi kertas msi kertas di Indonesia sebesar 3.119.9di Indonesia sebesar 3.119.970 ton 70 ton per tahun, meningkaper tahun, meningkat t terus menjadi 5,3terus menjadi 5,3 juta
juta ton ton per per tahun tahun pada pada tahun tahun 2002 2002 dengan dengan produksi produksi sebesar sebesar 7,6 7,6 juta juta ton ton per per tahun.tahun. Permintaan kertas yang paling besar adalah jenis kertas HVS atau kertas tulis, dibanding Permintaan kertas yang paling besar adalah jenis kertas HVS atau kertas tulis, dibanding kertas lainnya, yaitu sekitar 60 % dari produksi kertas. Peningkatan kebutuhan kertas ini kertas lainnya, yaitu sekitar 60 % dari produksi kertas. Peningkatan kebutuhan kertas ini terlih
terlihat at dari peningkadari peningkatan konsumsi kertas tan konsumsi kertas di Indonesia. Pada tahun di Indonesia. Pada tahun 1996 konsum1996 konsumsi si kertas dikertas di Indonesia sebesar 3.119.970 ton per tahun, meningkat terus menjadi 5,3 juta ton per tahun Indonesia sebesar 3.119.970 ton per tahun, meningkat terus menjadi 5,3 juta ton per tahun pada
pada tahun tahun 2002 2002 dengan dengan produksi produksi sebesar sebesar 7,6 7,6 juta juta ton ton per per tahun. tahun. Permintaan Permintaan kertas kertas yangyang paling besar
paling besar adalah jeadalah jenis kertas nis kertas HVS atau HVS atau kertas tulis, kertas tulis, dibanding kertas dibanding kertas lainnya, yaitu lainnya, yaitu sekitar sekitar 60 % dari produksi kertas. (Kompas, 2002).
60 % dari produksi kertas. (Kompas, 2002). Ind
Industustri ri pulpulp p dan kertas dan kertas mermerupaupakan kan salasalah h satsatu u indindustustri ri hashasil il huthutan an yayang ng sansangatgat penting,
penting, karena karena perannya perannya dalam dalam perolehan perolehan devisa devisa dan dan ekonomi ekonomi nasional, nasional, hampir hampir setiapsetiap kehid
kehidupan upan manumanusia sia memanmemanfaatkan komoditafaatkan komoditas s dari dari induindustri stri tersebutersebut. t. SelanjuSelanjutnya tnya disebudisebutkantkan bahwa
bahwa Indonesia Indonesia berpotensi berpotensi untuk untuk menjadi menjadi salah salah satu satu negara negara industri industri pulp pulp karena karena memilikimemiliki sum
sumber ber bahbahan an bakbaku u berberupa upa huthutan, an, sertserta a bahbahan an bakbaku u altalternernatiatif f (li(limbmbah ah perpertantanianian) ) untuntuk uk perkembangannya.
perkembangannya. Pada Pada dekade dekade terakhir terakhir industri industri pulp pulp nasional nasional mengalami mengalami perkembanganperkembangan yang pesat
yang pesat seirinseiring g dengadengan n perkemperkembangabangan n industindustri ri kertas nasional, disampikertas nasional, disamping ng itu daya itu daya saingsaing industri pulp nasional terus meningkat karena biaya produksi pulp dan kertas merupakan industri pulp nasional terus meningkat karena biaya produksi pulp dan kertas merupakan salah satu yang terendah di dunia disebabkan oleh faktor endowment seperti bahan baku salah satu yang terendah di dunia disebabkan oleh faktor endowment seperti bahan baku serat, biaya tenaga kerja dan biaya energi yang relatif murah. Pengembangan industri pulp serat, biaya tenaga kerja dan biaya energi yang relatif murah. Pengembangan industri pulp dan kertas dimasa mendatang memiliki peluang yang baik dan berpotensi untuk menjadi dan kertas dimasa mendatang memiliki peluang yang baik dan berpotensi untuk menjadi salah satu industri unggulan nasional, jika
salah satu industri unggulan nasional, jika dilihat dari potensi produksi maupun peluang pasar dilihat dari potensi produksi maupun peluang pasar yang ada.
yang ada. Pe
Pengnggugunanaan an kekertrtas as di di duduninia a saasaat t inini i tetelalah h memencancapapai i anangkgka a yayang ng sansangagat t titingnggigi.. Menyikapi hal ini pemerintah berencana menjadi produsen pulp dan kertas terbesar dunia Menyikapi hal ini pemerintah berencana menjadi produsen pulp dan kertas terbesar dunia
(Syafii, 2000). Permasalahannya adalah, produsen pulp dan kertas di tanah air pada umumnya menggunakan kayu hutan sebagai bahan baku. Simajuntak (1994) mengemukakan 90% pulp dan kertas yang dihasilkan menggunakan bahan baku kayu sebagai sumber bahan berserat selulosa. Dapat diprediksikan bahwa akan terjadi eksploitasi hutan secara besar-besaran apabila kelak Indonesia menjadi produsen pulp terbesar di dunia. Terganggunya kestabilan lingkungan menjadi dampak yang perlu mendapat perhatian khusus. Untuk mengatasi hal ini pemerintah harus mencari alternatif penggunaan kayu hutan sebagai bahan baku pembuat pulp dan kertas salah satunya yaitu jerami padi.
Jerami padi bagian dari batang padi tanpa akar yang tertinggal setelah diambil butir buahnya merupakan limbah pertanian terbesar dengan jumlah sekitar 20 juta ton per tahun.
Sebagian besar jerami padi tidak dimanfaatkan karena selalu dibakar atau sebagai pakan ternak setelah proses pemanenan. Nilai ekonomis dari bahan yang dianggap limbah tersebut dapat ditingkatkan dengan memberikan masukan ilmu, teknologi permesinan dan lainnya sehingga dapat lebih bermanfaat. Pada jenis padi yang ditanam, perbandingan antara jerami basah dan padi biasanya 1:1. Oleh karena itu, limbah petanian berupa jerami harus dapat
dimanfaatkan sehingga mempunyai nilai lebih. (Winarno,1985)
1.2 Tujuan
1. Untuk mengetahui proses pembuatan kertas secara umum
BAB III DESKRIPSI PROSES
Dalam industri pembuatan kertas secara umum bisa dijabarkan sebagai berikut : 2.1. Penyediaan Bahan Baku
2.2. Pembuatan Pulp/Bubur Kertas 2.3. Pembersihan/Cleaning
2.4. Penggilingan/Refining
2.5. Delignification (Peluruhan Lignin) 2.6. Bleaching
2.7. Mixing
2.8. Pencetakan/Paper Making
Berikut ini merupakan uraian dari proses pembuatan kertas. 2.1. Penyediaan Bahan Baku
Penyediaan bahan baku adalah proses pengolahan bahan mentah menjadi bahan baku yang siap digunakan dalam proses pembentukan kertas. Proses bahan baku ini dilakukan melalui proses penghancuran lembaran pulp dan pencampuran bahan kimia untuk mendapatkan
kualitas kertas yang baik.
2.1.1 Pemilihan Jenis Kayu
Jenis kayu yang banyak digunakan dalam pembuatan kertas adalah:
• Kayu lunak (softwood), adalah kayu dari tumbuhan konifer contohnya pohon pinus. • Kayu keras (hard wood), adalah kayu dari tumbuhan yang menggugurkan daunnya setiap tahun.
Kayu lunak yang memiliki panjang dan kekasaran lebih besar digunakan untuk memberi kekuatan pada kertas. Kayu keras lebih halus dan kompak sehingga menghasilkan permukaan kertas yang halus. Kayu keras juga lebih mudah diputihkan hingga warnanya lebih terang karena memiliki lebih sedikit lignin. Kertas umumnya tersusun atas campuran kayu keras dan kayu lunak untuk mencapai kekuatan dan permukaan cetak yang diinginkan pembeli. Kayu sebagai bahan dasar dalam industri kertas mengandung beberapa komponen antara
lain : • Selulosa, tersusun atas molekul glukosa rantai lurus dan panjang yang merupakan komponen yang paling disukai dalam pembuatan kertas karena panjang, kuat.
• Hemiselulosa, tersusun atas glukosa rantai pendek dan bercabang. Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pulping.
• Lignin, adalah jaringan polimer fenolik tiga dimensi yang berfungsi merekatkan serat selulosa sehingga menjadi kaku. Pulping kimia dan proses pemutihan akan menghilangkan lignin tanpa mengurangi serat selusosa secara signifikan
• Ekstraktif, meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan unsur lain. Komponen ini sangat beracun bagi kehidupan perairan dan mencapai jumlah toksik akut dalam efluen industri kertas.
2.1.2. Persiapan Kayu
Bahan baku yang mengandung selulosa seperti kayu, bambu, serat kapas, bagas dan lain-lain dipotong menjadi serpihan kecil. Kulit kayu dikelupas secara mekanis atau hidraulis sebelum dicacah menjadi serpihan kayu, kemudian dicuci dan disaring untuk menghilangkan debu yang melekat
Efluen dari proses persiapan kayu berasal dari air bilasan kayu yang mengandung partikel halus batang kayu dan padatan terlarut. Proses ini juga menghasilkan limbah padat berupa potongan kayu tidak layak pakai dan kulit kayu yang dapat digunakan sebagai kayu bakar.
2.2. Pembuatan Pulp/Pulping
Pulping adalah proses pembuburan. Dalam pulping ini digunakan alat yang disebut Pulper. Pulper yang digunakan berbentuk bejana kerucut terbalik yang atasnya terbuka sebagian dan mempunyai rotor. Pulper ini dinamakan hydra pulper. Hydra Pulper mempunyai rotor untuk mensirkulasikan bubur dan menguraikan serat, rotor pisau tersebut digerakkan oleh motor dari arah bawah. Kapasitas pulper mencapai 22 ton.
Proses pembuatan pulp ada 3 macam, yaitu : 2.2.1 Proses Mekanik
Proses mekanik digunakan pada pembuatan kertas tingkat rendah yang memiliki stabilitas warna rendah, seperti koran, kertas pembungkus dan kertas karton. Pelepasan serat pada proses mekanis dilakukan dengan penggerindaan dan penggerusan.
Beberapa cara pembuatan pulp secara mekanis adalah:
1. Stone Ground Wood Pulping (SGP) : Pada proses ini digunakan batu gerinda untuk menguraikan bahan baku. Bahan baku kayu digiling dan disemprotkan air. Rendemen yang diperoleh antara 93-98%. Kekuatan dan derajat putih pulp yang dihasilkan rendah. Energi dan air yang diperlukan cukup banyak.
2. Refiner Mechanical Pulping (RMP) : Proses ini menggunakan penggilingan dengan cakram untuk menguraikan bahan baku. Bahan baku utama yang digunakan adalah kayu jarum karena sifat fisik yang dihasilkan lebih baik dibandingkan pulp kayu asah, sedangkan energi yang digunakan lebih rendah jika dibandingkan dengan proses SGP. 3. Thermo Mechanical Pulping (TMP) : Proses ini juga menggunakan penggilingan
dengan cakram untuk menguraikan bahan baku. Namun, perbedaan TMP dengan RMP adalah adanya proses pemanasan sebelum penggilingan sehingga ikatan-ikatan yang dibentuk lignin dilemahkan. Proses ini menyebabkan jumlah serat panjang lebih banyak sehingga memiliki kekuatan yang lebih besar. Perlakuan awal dengan pemanasan pada suhu tinggi menyebabkan komponen lignin menjadi lunak, serta
komponen yang mudah larut dalam air dan mudah menguap hilang.
4. Chemical Thermo Mechanical Pulping (CTMP) : Proses ini adalah pengembangan
dari proses TMP. Pada proses ini, perlakuan awal yang diberikan selain pemanasan adalah perlakuan kimiawi yang diharapkan dapat lebih mudah menghilangkan lignin. Rendemen yang dihasilkan lebih rendah dari proses mekanik biasa tetapi menghasilkan pulp yang memiliki sifat fisik yang lebih baik. Fraksi serat panjang yang dihasilkan
lebih banyak dari pulp yang berasal dari proses mekanik lainnya. 2.2.2. Proses Semi Kimia
Proses ini merupakan gabungan dari proses mekanik dan proses kimia. Tahap awal dari proses ini adalah pengolahan bahan baku dengan menggunakan bahan kimia untuk memutuskan ikatan lignin, selulosa, kemudian dilanjutkan dengan pengolahan kimia. Contoh proses ini adalah proses pemasakan pulp dengan menggunakan Na2SO3 yang mengandung larutan buffer untuk menetralkan asam-asam organik yang terbentuk pada pemanasan sampai 120oC atau lebih. Fungsi buffer adalah untuk mencegah korosi, menaikkan rendemen dan
mengurangi waktu pemasakan. Contoh buffer adalah campuran NaOH dengan Na2CO3 atau Na2S dengan Na2 SO4 . Buffer yang sering digunakan adalah NaHCO3 karena menghasilkan pulp dengan warna yang lebih baik dan dengan pemakaian bahan kimia yang lebih sedikit. Proses semi kimia yang lain adalah proses alkali dingin yaitu perendeman bahan baku dalam larutan NaOH pada suhu kamar dan tekanan atmosfer. Brightness kertas yang dihasilkan lebih rendah jika dibandingkan dengan proses netral sulfit.
2.2.3. Proses Kimia
Pembuatan pulp dengan proses kimia adalah proses untuk merusak dan melarutkan zat pengikat serat yang terdiri dari lignin, pentosa dan lainnya dengan menggunakan bahan- bahan kimia. Proses untuk merusak dan melarutkan ini umum disebut sebagai proses pemasakan. Proses pemasakan bahan baku dengan larutan kimia dilakukan dalam reaktor
yang disebut sebagai digester. Selama pemasakan berlangsung, lignin bereaksi dengan larutan kimia pemasak dan membentuk senyawa-senyawa terlarut yang mudah dicuci. Namun karena kesamaan sifat fisik dan kimia dari selulosa dan lignin, sebagian selulosa ikut bereaksi juga, sehingga dapat menurunkan rendemen pulp yang dihasilkan.
Berdasarkan bahan kimia yang digunakan untuk pemasakan, pembuatan pulp dengan proses kimia dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:
1. Proses Sulfat
Pada proses sulfat, larutan pemasak yang digunakan adalah sodium hidroxide dan sodium sulfite. Sodium sulfite dihasilkan dari reduksi sulfat selama proses pembakaran dengan reaksi:
Na2SO4(aq)
+
2C(g) → Na2S(aq)+ 2CO2(g)Sodium hidroxide dihasilkan dari hidrolisis sodium sulfite di dalam air dengan reaksi:
Na2S(aq)+ H2O(l)↔ NaOH(l)+ NaHS(aq)
NaHS berfungsi sebagai buffer dan mengurangi efek degradasi selulosa oleh NaOH. NaHS dapat bereaksi dengan lignin menghasilkan thio-lignin yang mudah larut dalam alkali sehingga pemasakan dapat berlangsung lebih singkat dan temperatur dapat diturunkan sekitar 160-170 °C. Serat yang dihasilkan sangat baik tetapi memiliki warna yang jelek, sehingga
proses ini digunakan untuk membuat kertas berkekuatan tinggi seperti kantong semen dan kertas bungkus.
Proses sulfat memakai alkali aktif dan sulfiditas sebagai bahan pemasak, sebagai bahan baku hampir semua jenis kayu dan non kayu baik kayu lunak maupun kayu keras. Pulp yang dihasilkan berwarna coklat dan mempunyai kekuatan fisik yang tinggi sehingga biasanya digunakan untuk pembuatan kertas semen, kertas bungkus dan kertas liner, dan mudah diputihkan ( bleaching ). Tabel berikut ini merupakan keuntungan dan kerugian proses sulfat.
Tabel 1.5 Keuntungan dan Kerugian Proses Sulfat
(Anonymous, 2002)
2. Proses Sulfit.
Proses ini menggunakan bahan kimia aktif, yaitu asam sulfit, kalsium bisulfit, sulfur dioksida yang dinyatakan dalam larutan Ca(HSO3)2dengan H2SO3berlebih. Bahan baku yang
digunakan biasanya kayu lunak dan larutan pemasak SO2 dan Ca(HCO3)2.
Reaksi pembuatan larutan pemasak adalah: S(s) + O2(g) —> SO2(aq)
2SO2(aq) + H2O(ag) + CaCO3(s) —–> Ca(HSO3)2(aq)+ CO2(g)
Lignin yang terikat pada selulosa akan bereaksi dengan larutan Ca(HSO3)2membentuk lignin
sulfonat dengan reaksi sebagai berikut: Ca(HSO3)2(aq) ——> Ca2++ 2HSO3
-Lignin + HSO3(aq) —> SO2+ Lignin-OH
Lignin-OH + HSO3(aq)—> Lignin-SO3+ H2O(l)
Pulp yang dihasilkan dari proses sulfit baik untuk pembuatan kertas tissue dan kertas-kertas cetak bermutu.
1. Rendemen yang lebih tinggi pada bilangan kappa tertentu, yang melibatkan kebutuhan kayu yang rendah;
2. Derajat putih pulp yang tidak dikelantang lebih tinggi; dan 3. Persoalan pencemaran sedikit.
Cara ini sudah sangat jarang dipakai, karena biayanya yang terlalu mahal (Anonymous, 2002).
Gambar 1.4 Pembuatan Pulp Sulfit (Fogel, 1995)
3. Proses Soda (NaOH)
Proses ini digunakan untuk bahan baku non kayu seperti bagasse, jerami, damen dan jenis rumput-rumputan yang lain. Larutan pemasak yang digunakan adalah NaOH sebanyak 18-35% berat bahan baku kering. Degradasi selulosa oleh larutan NaOH pekat dapat terjadi pada suhu di atas 100 °C. Semakin tinggi temperatur pemasakan maka perbandingan jumlah
selulosa yang hilang akan lebih banyak daripada lignin yang hilang. Beberapa hal yang berpangaruh pada proses soda adalah:
a. Perbandingan cairan pemasak terhadap bahan baku yang digunakan.
Kekurangan bahan kimia atau laru tan pemasak menyebabkan pulp berwarna gelap dan sukar diputihkan pada tahap bleaching . Namun, bahan pemasak yang berlebihan dapat menurunkan rendemen dengan terjadinya degradasi serat-serat selulosa.
Bila waktu pemasakan terlalu lama maka selulosa juga akan larut dalam jumlah besar. Jika temperatur terlalu tinggi, jumlah karbohidrat yang terdegradasi akan lebih besar daripada lignin yang terlarut sehingga akan menurunkan rendemen dan kekentalan pulp.
2.2.4. Proses Organosolv
Pembuatan biomassa secara efisien dapat dilakukan dengan menerapkan konsep ”biomass refining ” yaitu pemrosesan dengan menggunakan pelarut organik ( organosolve process ). Prinsipnya adalah melakukan fraksionasi biomassa menjadi komponen-komponen utama penyusunnya (selulosa, hemiselulosa, dan lignin) tanpa banyak merusak ataupun mengubahnya, serta dapat diolah lebih lanjut menjadi produk yang dapat dipasarkan. Fraksionasi biomassa menggunakan pelarut organik yang telah menjadi suatu metode alternatif bagi proses-proses konvensional dalam pembuatan pulp, yang lebih dikenal dengan organosolve pulping.
Kelebihan dari proses organosolv dibandingkan dengan proses konvensional adalah:
1. Berdampak kecil bagi lingkungan, yaitu tidak menyebabkan timbulnya pencemaran seperti gas-gas berbau yang disebabkan oleh belerang;
2. Cairan pemasak (pelarut organik) bekas dapat digunakan kembali setelah dimurnikan terlebih dahulu; dan
3. Produk samping mempunyai daya jual seperti glukosa, pentosa, fulfural, adhesiv serta bahan-bahan kimia.
a. Proses Acetolsov dan Acetocell
Pada permulaan tahun 1980 Nimz dan koleganya dari German Institute of Wood Chemistry-Hamburg memperkenalkan sebuah proses organolsov bernama Acetolsov. Proses ini menggunakan pelarut utama asam asetat (93%) dan 0.5-3% HCL sebagai katalisnya. Dengan suhu pemasakan 1100C selama 0.5 jam (tergantung jenis kayu)bilangan kappa yang diperoleh
adalah 8-11 untuk hardwood dan 19-21 untuk softwood, dibandingkan dengan 18-30 untuk masing-masing jenis kayu dengan proses kraft (Minz, et all, 1989). Kekuatan tarik pulpnya setara dengan kekuatan tarik pulp kraft, tetapi kekuatan sobeknya 30-40% lebih rendah.
Pengguanaan HCL sebaagi katalis menimbulkan masalah korosi pada instrumentasi pemasak. Karena masalah korosi ini Nimz beralih ke suatu sistem yang berbeda, yang disebut dengan Acetocell. Proses ini tetap menggunakan asam asetat sebagai pelarut, namun tanpa kehadiran katalis. Sebagai gantinya, proses ini diterapkan pada suhu tinggi. Proses Acetocell ini telah melangkah maju sampai dengan skala pilot plant oleh Veba Oel AG. Proses ini menghasilkan by-product berupa furfural, levulinic acid, hydroxymethylfurfural, methanol, dan methyl acetat .
b. Ester Pulping
Pada tahun 1985 sebuah proses baru diumumkan oleh Professor Raymond Young dari University of Wsiconsin-Madison, USA. Proses tersebut dilisensikan kepada Biodyne Chemcals Inc. di Neenah-Wsicionsin. Kayu dimasak pada suhu tinggi (sampai dengan 2000C)
dengan pelarut berupa air, ethyl acetat , dan asam asetat dengan komposisi yang sama. Ester pulping ini dianggap memiliki keunggulan dalam recovery bahan kimianya. Tetapi samapi
saat ini proses ester pulping ini belum dikembangkan lebih lanjut.
c. Proses Organocell
Untuk memanfaatkan softwoodnya untuk membuat pulp dengan kekuatan setara pulp kraft dan dapat diterima oleh peraturan lingkungan yang sangat ketat, pemerintah German mendorong penelitian kearah pengembangan teknologi pulping yang baru. Munchen-Dacau (MD) Corporation di akahir tahun 1970-an memulai penelitian yang mendapat subsidi besar dari pemerintah German. Karena menemukan kesulitan untuk memasak softwood dengan proses alcohol-asam, mereka meilih untuk melakukan solvolisis alkalin dua tahap yang
Pada tahun 1987 di Passing-German, telah didirikan sebuah pilot plant berkapasitas 5 TPD. Pilot plant ini terdiri dari sebuah wood yard, steaming vessel, high pressure feeder system, semicontinous digester (kapasitas 10m3), ruang penyaring pulp, pabrik pemutihan 3
tahap (oksigen, klorin dioksida, dan peroksida). Pulp hasil percobaan ini dijual kepada pabrik kertas disekitar areanya.
Industri berskala penuh dengan proses Organocell ini mulai beroperasi tanggal 24 September 1992 sampai dengan tanggal 7 Juli 1993. Pada saat itu pemilik menyatakan kerugian 80=100 juta DM dan dinyatakan bangkrut. Teknologi yang diterapkan pada pabrik tersebut sebenarnya sangat menjanjikan (Hegert, 1998)
Diduga penyebab kerugian dari pabrik tersebut berhubungan dengan sangat ketatnya peraturan standar keselamatan yang diterapkan TUV (Technischer Uberwachungsverein).
Peraturan itu mengharuskan bahwa seluruh pabrik secara elektronis dihentikan karena adanya potensi ledakan dari uap metahol. Jika satu titik tertentu dari suatu instrument tidak bekerja dengan baik, seluruh pabrik harus dimatikan. Sejak pabrik Organocell ini dioperasikan, lebih dari 100 kali shutdown dilakukan, yang memberi kontribusi terhadap 60 juta DM overrun dalam biaya start-up
d. Milox Proses
Sebagai bagian dari usaha untuk menghilangkan klorin dalam pemutihan pulp, Finish Pulp and Paper Research Institute meneliti campuran asam format dengan hidrogen peroksida, yaitu proxyformic acid untuk memutihkan pulp. Campuran ini kemudian dipergunakan untuk proses pulping hardwood and softwood. Pemasakan tiga tahap yang terdiri dari asam format- asam performat- asam format ini disebut dengan proses MILOX. Proses ini menghasilkan pulp dengan bilangan kappa sangat rendah, yaitu 7-11 yang memungkinkan mereka meutihkan pulp hanya dengan peroksida dan atau ozone.
Pada tahun 1991 sebuah pilot plant berkapasitas 250-300 kg chps dibangu oleh Kemira Oy dan Finish Pulp and Paper Research Institute. Pilot plant ini dilengkapi dengan fasilitas pembuatan asam dan recovery-nya. Feasibility study untuk sebuah pabrik berskala penuh telah dilakukan oleh consulting company, Jaako Poyry Oy. Biaya pendirian pabrik
MILOX ternyata sama dengan biaya pendirian sebuah pabrik kraft, tetapi biaya operasiny 20% lebih mahal. Disimpulkan pula bahwa pabrik dengan proses MILOX ini perlu untuk menjual by-products seperti lignin dan gula terlarut, selain pulpnya.
e. ALCELL Proses
Proses Alcell merupakan sebuah proses organolsov berpelarut ethanol-air yang sangat potensial untuk dijadikan proses masa depan yang bersahabat dengan lingkungan. Karena potensinya, beberapa institusi termasuk Pulp and Paper Research Institute of (PAPRICAN), telah melakukan evaluasi teknis, keteknikan, mutu produk dan ekonominya. Evaluasi tersebut telah melahirkan suatu rekomendasi positif dengan dibangunnya pabrik demonstrasi Alcell yang pertama tahun 1989 dengan biaya 65 juta dollar. Dama tujuh tahun terakhir beropersinya pabrik tersebut, telah dilaukan 3,200 kali pemasakan dengan hasil pulp bermutu
tinggi dan beragam by-products bernilai tinggi, terutama lignin dan furfural.
Pada tahun 1993, Alcell Technologies Incorporated (ATI), sebuah perusahaan yang dibentuk untuk menindaklanjuti kemungkinan pengembangan pabrik Alcell ke skala industri dan untuk meneliti pemasaran lignin dan by-products lainnya. Sebuah pabrik magnefit yang sudah tidak beroperasi di Atholville, New Brunswick-Canada dibeli oleh ATI untuk dijadikan pabrik Alcell skala penuh Desember 1994. Pembangunan pabrik direncanakan akan selesai
tahun 1997. Kapasitas tahunan pabrik tersebut direncanakan sebagai berikut:
Table 1.6 Tabel Rencana Kapasitas Tahunan Pabrik Proses ALCELL pada Tahun 1994 Produk Kapasitas ( Metric Ton Per Year)
Pulp(ADMT) 142.000
High-Purity Lignin 49.300
Modified LIgnin 4.300
Furfural 7.500
Acetic acid 8.30
Sejumlah percobaan pemutihan dilakukan dengan mengguanakan metode ECF dan TCF telah dilakukan sesuai dengan hasil penelitian perusahahan tersebut. Derajat putih yang diperoleh dengan kedua metoe tersebut adalah 91 % (Tappi) dan 90% (ISO) dengan viskositas pulp sevesar 17,6 m.Pa.s sayang sekali, masalah finansial kembali melanda industri pulp dan kertas negara-negara Amerika Utara sehingga pembangunan pabrik Alcell berskala penuh yang direncanakan tersebut kemungkinan akan ditunda.
By-product paling unik dari proses ini adalah ligninnya. Lignin Alcell adalah satu-satu produk lignin tanpa sulfur yang beredar di pasaran. Lignin tersebut sudah dimanfaatkan secara komersila, terutama untuk substitusi resin fenol-formaldehida. Lignin yang dihasilkan dari pilot plantnya kini tengah diperdagangkan.
2.3. Pembersihan/Cleaning
Cleaning adalah proses pembersihan/pencucian bubur serat yang telah dihancurkan dalam pulper. Pencucian pulp secara efisien sangat penting dilakukan untuk memastikan kebutuhan maksimal zat kimia dalam proses pulping dan mengurangi jumlah limbah organik yang terbawa oleh pulp dalam proses pemutihan. pulp yang kurang tercuci membutuhkan dosis zat pemutih yang lebih besar.
Pencucian pulp dilakukan mengikuti masing-masing proses untuk menghilangkan materi yang tidak diinginkan dalam pulp. Hasil samping berupa black liquor, debu, lignin, dan pemutih dihilangkan setelah tiap tahapan proses selesai. Efisiensi pencucian diukur berdasarkan tingkat kebersihan bubur kertas dan jumlah air yang digunakan untuk mencapai
tingkat kebersihan tersebut.
Alat – alat yang digunakan dalam proses cleaning adalah :
• Magnetic Separator, Magnetic yang bekerja secara magnetic, yaitu memisahkan kotoran yang mengandung logam seperti kawat pengikat pulp, seng serta partikel - partikel lainnya yang bersifat magnet.
• HCC (High Consistency Cleaner) bekerja secara sentrifugal, yaitu memisahkan kotoran yang ukurannya hampir sama dengan serat berdasarkan berat jenisnya.
2.4. Penggilingan/Refining
Refining adalah proses penggilingan bubur serat lebih lanjut untuk menghasilkan bubur serat yang lebih halus. Setelah itu bubur serat tersebut diolah kembali dengan cara dipotong dan digiling dengan menggunakan 2 buah pisau pemotong yang berbentuk disc plate.
2.5. Peluruhan Lignin/Delignification
Penghilangan lignin (delignifikasi) menggunakan oksigen diperlukan untuk menghilangkan sisa lignin dari brownstock yang merupakan tahap prebleaching. Dengan mengurangi lignin akan dihasilkan bubur kayu yang lebih putih. Oksigen dan larutan putih ditambahkan ke dalam brownstock dalam reaktor pemanas. Senyawa lignin akan lepas dan dihilangkan dengan pencucian dan ekstraksi. Oksigen delignification akan mengurangi jumlah klorin yang dibutuhkan dalam proses pemutihan (bleaching).
Bleaching dilakukan dalam beberapa tahap dengan tujuan menghilangkan lignin tanpa merusak selulosa. Dalam industri kertas terdapat beberapa tahap dalam proses pemutihan. Masing-masing tahapan dijabarkan di bawah ini :
a. Tahap klorinasi, menggunakan Cl2 dalam media asam
b. Extraksi Alkali, untuk melarutkan hasil degradasi lignin yang terbentuk pada tahap sebelumnya dengan larutan NaOH.
c. Klorin dioksida, mereaksikan ClO2 dengan pulp pada kondisi asam d. Oksigen, digunakan pada tekanan tinggi dan suasana basa
e. Hipoklorit, mereaksikan NaClO dalam media basa
f. Peroksida, reaksi dengan hidrogen peroksida (H2O2) dalam kondisi basa g. Ozon, menggunakan ozon (O3) dalam kondisi asam
h. Xylanase, Biobleaching dengan enzim murni mikroba dalam kondisi netral.
Proses pemutihan bubur kertas menggunakan kimia pemutih atau bleach, yang tujuan utamanya khusus untuk membuat kertas cetak atau kertas budaya. Jadi proses pemutihan sangat relatif tergantung pada jenis kertas yang akan dibuat.
2.7. Mixing
Mixing adalah pencampuran bahan atau bubur serat dan aditif. Bahan penunjang bubur kertas yaitu, cationic starch. Penambahan aditif berfungsi untuk mengikat ion – ion kertas agar jaringan kertasnya kuat. Kemudian setelah ditambahkan aditif, bahan mengalami proses blending, yaitu proses pengadukan campuran bubur serat yang akan dikirim ke proses pembentukan kertas. Pada bagian ini kekentalan bubur serat dikontrol oleh alat yang
dinamakan CRC (Consistence Recording Controller).
2.8. Paper Making
Pulp yang sudah diputihkan kemudian dibawa ke mesin pembuat kertas dimana akan dibentuk lembaran pulp pada screen. Air dihilangkan dari lembaran dengan kombinasi vakum, panas, dan tekanan yang diberikan di bagian penggulung (roller). Kertas jadi dapat dibuat dengan berbagai jenis berat dan digulung menjadi gulungan besar untuk diproses lebih lanjut.
Proses pembuatan pulp dimulai dari penyediaan bahan baku, kemudian disimpan dengan tujuan untuk persediaan bahan baku. Jerami yang siap diolah ini disebut dengan Log. Kemudian log di kupas kulitnya dengan alat yang berbentuk drum disebut Drum barker. Setelah itu log melewati stone trap (alat yang berbentuk silinder berfungsi untuk
membuang batu yang menempel pada log), setelah itu log dicuci. Log yang sudah bersih ini kemudian diiris menjadi potongan-potongan kecil yang di sebut dengan chip. Chip kemudian dikirim ke penyaringan utama untuk memisahkan chip yang bisa dipakai (ukuran standar 25x25x10mm) dengan yang tidak. Chip yang standar disimpan ditempat penampungan. Dari tempat penampungan chip dibawa dengan konveyor ke bejana pemasak ( digester). Steam dimasak dengan beberapa tahap. Pertama di kukus (presteamed), kemudian baru dipanaskan dengan steam di steaming vessel. Chip di masak dengan cairan pemasak yang disebut dengan cooking liquor.
Tahap selanjutnya setelah setelah bubur kertas siap kemudian dicuci dengan tujuan untuk memisahkan cairan sisa hasil pemasakan dan mengurangi dampak terhadap lingkungan. Proses selanjutnya pulp di saring (screaning) agar terbebas dari bahan-bahan pengotor yang dapat mengurangi kualitas pulp. Proses penyaringan ini ada dua tahap, yaitu penyaringan kasar dan penyaringan halus. Proses akhir dari penyaringan berada pada sand removal cyclones yang berfungsi untuk memisahkan pasir dari pulp.Kemudian bubur kertas dicampur dengan oksigen (O2) dan sodium hidroksida (NaOH) di dalam delignification tower
sebelum di cuci didalam washer. Tujuan dari pencampuran ini adalah untuk mengurangi pemakaian bahan-bahan kimia pada tahap pengelantangan (bleaching), mengurangi
kandungan lignin, serta memutihkan pulp.Bubur kertas ini kemudian dikelantang (bleacing) dengan bahan kiia di dalam proses bleacing untuk mencapai derajat keputihan sesuai standar ISO. Pulp kemudian disimpan atau dikirim ke paper machine untuk diolah menjadi kertas.
Gambar 1.6 Diagram Alir Pembuatan Kertas
Sebelum masuk keareal paper machine pulp diolah dulu pada bagian stock preparation. bagian ini berfungsi untuk meramu bahan baku seperti: menambahkan pewarna
untuk kertas (dye), menambahkan zat retensi, menambahkan filler (untuk mengisi pori - pori diantara serat kayu), dlln. Bahan yang keluar dari bagian ini di sebut stock (campuran pulp, bahan kimia dan air). Dari stock preparation sebelum masuk ke headbox dibersihkan dulu dengan alat yang disebut cleaner. Dari cleaner stock masuk ke headbox. headbox berfungsi untuk membentuk lembaran kertas (membentuk formasi) diatas fourdinier table. Fourdinier berfungsi untuk membuang air yang berada dalam stock (dewatering). Hasil yang keluar disebut dengan web (kertas basah). Kadar padatnya sekitar 20 %. Press part berfungsi untuk membuang air dari web sehingga kadar padatnya mencapai 50 %. Hasilnya masuk ke bagaian pengering (dryer). Cara kerja press part ini adalah. Kertas masuk diantara dua roll yang berputar. Satu roll bagian atas di beri tekanan sehingga air keluar dari web. Bagian ini dapat menghemat energi, karena kerja dryer tidak terlalu berat . Dryer berfungsi untuk mengeringkan web sehingga kadar airnya mencapai 6 %. Hasilnya digulung di pop reel sehingga berbentuk gulungan kertas yang besar (paper roll). Paper roll ini yang dipotong - potong sesuai ukuran dan dikirim ke konsumen.
