ANALISA BILANGAN KAPPA PADA PROSES BLEACHING DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk, SOSOR LADANG PORSEA LAPORAN TUGAS AKHIR RUTIA LAVANI MANULLANG

(1)

ANALISA BILANGAN KAPPA PADA PROSES BLEACHING DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk,

SOSOR LADANG PORSEA

LAPORAN TUGAS AKHIR

RUTIA LAVANI MANULLANG 152401044

PROGRAM STUDI D-3 KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2018

(2)

ANALISA BILANGAN KAPPA PADA PROSES BLEACHING DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk,

SOSOR LADANG PORSEA

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya

RUTIA LAVANI MANULLANG 152401044

PROGRAM STUDI D-3 KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2018

(3)

,

(4)

PERNYATAAN

ANALISA BILANGAN KAPPA PADA PROSES BLEACHING DI PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk, SOSOR LADANG PORSEA

Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan

sumbernya.

Medan, Juli 2018

RUTIA LAVANI MANULLANG 152401044

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir ini dengan judul “ Analisa Bilangan Kappa Pada Proses Bleaching di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Sosor Ladang Porsea”.

Terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Adil Ginting, M.Sc selaku pembimbing yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan tugas akhir ini.

Terima kasih kepada Bapak Dr. Minto Supeno, MS dan Ibu Dra. Nurhaida Pasaribu, M.Si selaku ketua program studi dan sekretaris program studi D3 Kimia FMIPA USU Medan, Dekan dan Wakil Dekan FMIPA USU, seluruh staf dan Dosen program studi D3 Kimia FMIPA USU, pegawai dan rekan-rekan kuliah.

Akhirnya tidak terlupakan kepada Bapak, Ibu dan keluarga yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa yang akan membalasnya.

Medan, Juli 2018 Rutia Lavani Manullang

(6)

ANALISA BILANGAN KAPPA PADA PROSES BLEACHING DI PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk, SOSOR LADANG PORSEA

ABSTRAK

Kualitas pulp yang dihasilkan pada proses pembuatan pulp dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah bilangan kappa. Tujuan dilakukan analisa bilangan kappa untuk mengetahui kadar lignin yang masih tersisa setelah proses pemasakan dan pencucian sebelum dilanjutkan pemutihan (bleaching). Lignin merupakan suatu persenyawaan kimia yang berwarna kecoklatan, 25% terdapat di dalam kayu yang menjaga serat sellulosa saling menyatu di dalam kayu. Lignin dilarutkan selama proses pemasakan dan pemutihan. Untuk mengetahui kadar lignin tersebut dilakukan analisa bilangan kappa dengan cara titrasi permanganometri. Yang pada prinsipnya oksidasi sisa lignin dalam pulp dengan menggunakan KMnO4 dalam suasana asam Sulfat pada suhu 25ºC.

Kata kunci : bilangan kappa, kadar lignin, pulp, titrasi.

Dari hasil analisa diperoleh nilai bilangan kappa telah memenuhi standar yang ditetapkan oleh PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, sosor ladang Porsea yaitu 4-9. Dan hasil analisa berdasarkan data untuk bilangan kappa pada tanggal 5-9 Februari 2018 adalah 4,2-6,2.

(7)

KAPPA NUMBER ANALYSIS ON BLEACHING PROCESS IN PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk, SOSOR LADANG PORSEA

ABSTRACT

The quality of the pulp produced in the pulping process can be influenced by several factors, including the kappa number. The purpose of kappa number analysis is to know the level of lignin which is still left after cooking and washing process before continued bleaching. Lignin is a chemical compound that is brownish, 25% contained in wood that keeps the cellulose fibers fused together in the wood. Lignin is dissolved during the cooking and bleaching process. To determine the level of lignin is done kappa number analysis by titration permanganometri. Which in principle oxidizes the residual lignin in the pulp by using KMnO4 in Sulfuric acid atmosphere at 25ºC. From the analysis results obtained kappa number has met the standards set by PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Sosor of Porsea field is 4-9. And the result of data analysis for kappa number on February 5-9, 2018 is 4,2-6,2.

Keywords: kappa number, lignin level, pulp, titration.

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR i

PERNYATAAN ii

PENGHARGAAN iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR LAMPIRAN ix

BAB 1 PENDAHUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Permasalahan 3

1.3. Tujuan 3

1.4. Manfaat 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4

2.1. Pengertian Kayu 4

2.2. Sifat-sifat umum Kayu 5

2.2.1. Sifat Fisik Kayu 5

2.2.2. Sifat Kimia Kayu 5

2.3. Bahan baku Pembuatan Pulp 7

2.4. Proses pembuatan pulp 8

2.5. Bilangan kappa 14

BAB 3 METODE PERCOBAAN 16

3.1. Metodologi Percobaan 16

3.2. Alat dan Bahan 16

3.2.1. Alat 16

3.2.2. Bahan 16

3.3. Prosedur Kerja 17

3.3.1. Penentuan Bilangan Kappa 17

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 18

4.1. Hasil 18

4.2. Perhitungan Penentuan Bilangan Kappa 20

4.3. Pembahasan 21

(9)

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 22

5.1. Kesimpulan 22

5.2. Saran 22

DAFTAR PUSTAKA 23

LAMPIRAN 24

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman Tabel

2.1 Komponen Kimia Kayu Berdasarkan Golongan 6 4.1 Data Analisis 18 4.2 Faktor Koreksi Untuk Pemakaian KMnO₄

4.3 Faktor Koreksi Kalibrasi Temperatur 20 20

(11)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman Lampiran

1. Skematis proses produksi pulp PT.Toba Pulp Lestari 24 2. Grafik hasil penentuan bilangan kappa 25 3. Perhitungan kappa no dari data yang diperoleh 26

(12)

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Pulp terbuat dari kayu atau lignin selulosa lainnya yang di pecah secara fisik atau secara kimia sehingga dapat didespersikan dalam air. Pulp umumnya warna coklat. Alasan mengapa mengapa masih warna coklar karena belum ada proses pemutihan dimana pulp akan dipisahkan dari kotoran dan zat kimia. Serat pada pulp masih mengandung ligin dan hemiselulosa (Bierman,1996).

Lignin adalah suatu zat fenolik, terdiri atas susunan tak beraturan lagi berbagai ikatan hidroksi dan metoksi yang tersubstitusi pada satuan–satuan fenil propana. Adanya lignin didalam pulp menyebabkan warna. Lignin merupakan suatu persenyawaan kimia yang diperlakukan terhadap pulp, 25% bagian terdapat pada kayu yang menjaga serat sellulosa saling menyatu di dalam kayu. Lignin dilarutkan selama proses pemasakan dan pemutihan. Pada pembuatan kertas, lignin perlu dipisahkan dari pulp melalui proses pemutihan.

Di Indonesia, proses pemutihan pulp sekarang ini masih menggunakan senyawa klor sebagai bahan pemutih. Penggunaan senyawa klor ini ternyata dapat menimbulkan masalah besar dalam pengolahan limbah pulp, karena terbentuknya senyawa organik terklorinasi seperti kloroform yang dapat menyebabkan penyakit kanker. Pulp berwarna cokelat, karena adanya senyawa lignin dan turunannya.

Walaupun sebagian besar lignin telah dihilangkan selama proses pemasakan dan pencucian. Lignin yang masih tersisa dalam pulp dapat mengakibatkan kenaikan koefisien absorpsi pulp tersebut dan menyebabkan warna pada pulp. Pemutihan pulp dapat dilakukan dengan cara penghilangan sisa lignin tersebut.

Karena pemutihan pulp sulfat pada dasarnya penghilangan sisa lignin maka harus ada hubungan antar lignin dalam pulp belum putih dengan jumlah bahan pemutih yang diperlukan untuk proses pengelantangan. Oksidasi sisa lignin didalam pulp dengan menggunakan KMnO₄ merupakan cara untuk menentukan kemampuannya untuk diputihkan. Dengan demikian penentuan kadar lignin

(13)

menjadi sangat praktis dan waktu yang diperlukan menjadi lebih singkat (PT.

TPL, 2002).

Mengingat begitu pentingnya penentuan bilangan kappa untuk mengetahui banyaknya lignin yang masih terkandung dalam kayu setelah proses pemasakan dalam pulp sebelum diputihkan, maka penulis merasa tertarik untuk mengambil masalah ini sebagai pembahasan dalam Tugas Akhir dengan Judul “ Analisa Bilangan Kappa Pada Proses Bleaching di PT. Toba Pulp Lestari Tbk, Sosor Ladang Porsea”.

(14)

1.2 Permasalahan

Salah satu cara penentuan kadar lignin pada pulp yang belum diputihkan dapat dilakukan secara tidak langsung yaitu dengan penentuan Bilangan Kappa.

Yang menjadi permasalahan dalam pembahasan ini adalah apakah bilangan kappa yang dihasilkan telah sesuai dengan standar yang ditetapkan oleh PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Sosor Ladang Porsea. Penentuan bilangan kappa dilakukan untuk mengetahui seberapa banyak bahan pemutih yang akan digunakan. Yang menjadi permasalahan apakah hubungan bilangan kappa terhadap jumlah bahan pemutih yang akan digunakan pada proses pemutihan (bleaching).

1.3 Tujuan

Untuk mengetahui cara penentuan bilangan kappa pada Pulp di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Sosor Ladang Porsea sehingga menghasilkan pulp dengan mutu yang sesuai dengan standar yang telah ditetapkan oleh perusahaan.

Untuk mengetahui hubungan bilangan kappa terhadap jumlah bahan pemutih yang akan digunakan pada proses pemutihan (bleaching).

1.4 Manfaat

Sebagai sumber informasi bahwa melalui penentuan bilangan kappa dapat diketahui kadar lignin dalam pulp yang sesuai dengan standar PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Sosor Ladang Porsea dan hubungannya terhadap jumlah bahan pemutih yang diperlukan untuk proses pemutihan (bleaching).

BAB 2

(15)

TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian Kayu

Kayu sebagai hasil hutan sekaligus hasil sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan tegnologi. Kayu memiliki sifat istimewa karena tidak mampu ditiru oleh bahab bahan lain.

Kayu dapat didefenisikan sebagai sesuatu bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan,sebagai bagian dari suatu pohon. Dalam hal pengelolaannya lebih lanjut, perlu diperhitungkan secara cermat bagian-bagian kayu manakah yang lebih banyak dimanfaatkan untuk suatu tujuan tertentu.

Ditilik dari tujuan penggunaanya, kayu kayu dibedakan atas kayu pertukangan, kayu industri dan kayu bakar.

Kayu terdiri atas beberapa macam sel yang menyusun jaringan-jaringan, memiliki pola tersendiri dalam hal bentuk, susunan serta pengaturannya dalam kayu.

1. Kayu daun lebar 2. Kayu daun jarum

Kayu daun jarum mempunyai struktur selnya lebih sederhana daripada kayu daun lebar. Kayu konifer jumlah jenis selnya lebih sedikit dan kombinasi bentuk-bentuk jaringannya juga lebih sederhana. Sel pori tidak terdapat pada kayu daun jarum. Di Indonesia jenis kayu konifer hanya sedikit (Dumanauw, 2001).

2.2 Sifat – sifat Umum Kayu

Kayu yang berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbeda- beda. Bahkan kayu yang berasal dari satu pohon pun dapat memiliki sifat yang berbeda, jika dibandingkan bagian ujung dengan pangkalnya. Sifat – sifat kayu

(16)

yang dimaksud antara lain yang bersangkutan dengan sifat – sifat anatomi kayu, sifat – sifat fisik, sifat – sifat mekanik, dan sifat – sifat kimianya.

2.2.1 Sifat Fisik Kayu

Beberapa hal yang tergolong dalam sifat fisik kayu adalah berat jenis, higroskopis, warna dan lain – lain.

A. Berat jenis

Kayu memiliki berat jenis (BJ) yang berbeda-beda,berkisar antara minimum 0,20 (kayu balsa) hingga 1,28 (kayu nani). Berat jenis ditentukan antara lain oleh tebal dinding sel, kecilnya rongga sel yang membentuk pori – pori. Umumnya berat jenis kayu ditentukan berdasarkan berat kayu kering tanur atau kering udara dan volume kayu pada posisi kadar air tertentu.

B. Higroskopik

Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap molekul air atau kelembaban dan suhu udara pada suatu saat. Makin lembab udara disekitarnya akan makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya.

C. Warna

Ada beraneka macam warna kayu, antara lain warna kuning, keputih-putihan, cokelat muda, cokelat tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain sebagainya. Hal ini disebabkan oleh zat-zat pengisi wanra dalam kayu yang berbeda-beda. Warna sesuatu jenis kayu dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : tempat didalam batang, umur pohon dan kelembapan udara.

2.2.2 Sifat Kimia Kayu

Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti yang penting, karena menentukan kegunaan sesuatu jenis kayu. Susunan kimia kayu yang digunakan sebagai pengenal ketahanan kayu terhadap serangan makhluk perusak kayu. Pada

(17)

umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu daun jarum terdiri dari tiga unsur yaitu :

- Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselulosa - Unsur non – karbohidrat terdiri dari lignin

- Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan dinamakan zat ekstraktif

Komposisi unsur – unsur kimia dalam kayu aadalah : - Karbon 50 %

- Nitrogen 0,04 – 0,10 % - Hidrogen 6 %

- Abu 0,20 – 0,50 % - Oksigen sisanya

Komponen kimia kayu sangat bervariasi karena dipengaruhi oleh faktor tempat tumbuh, iklim dan letaknya didalam batang atau cabang. Berikut ini dipaparkan komponen kimia kayu menurut golongan kayu.

Komponen kimia Golongan kayu

Kayu Daun Lebar (%) Kayu Daun Jarum(%)

Selulosa 40-45 41-44

Lignin 18-33 28-32

Hemiselulosa 21-24 8-13

Zat ekstraktif 1-12 2,03

abu 0,22-6 0,89

2.1 Tabel Komponen Kimia Kayu Berdasarkan Golongan Kayu 1. Selulosa

Selulosa adalah bahan kristalis untuk membangun dinding-dinding sel. Bahan dasar selulosa ialah glukosa, gula bermartabat enam, dengan rumus C₆H₁₂O₆. Molekul-molekul glukosa disambung menjadi molekul-molekul besar, panjang

(18)

2. Lignin

Lignin merupakan bagian yang bukan karbohidrat, persenyawaan kimia yang jauh dari sederhana, tidak beraturan dan bentuknya amorf. Dinding sel tersusun oleh suatu rangka molekul selulosa, antar lain terdapat pula lignin. Kedua bagian ini merupakan satu kesatuan erat, yang menyebabkan dinding sel menjadi kuat.

3. Hemiselulosa

Hemiselulosa dapat tersusun oleh gula bermartabat lima dengan rumus C5H10O5

disebut pentosan atau gula bermartabat enam C₆H₁₂O₆

4. Zat Ekstraktif

disebut hexosan. Zat-zat berfungsi sebagai bahan bangunan dinding-dinding sel dan juga bahan zat cadangan.

Zat ekstraktif umumnya berupa zat yang mudah larut dalam pelarut misalnya eter, alkohol, bensin, dan air. Banyaknya rata-rata 3%-8% dari berat kayu kering tanur.

Termasuk di dalamnya antara lain minyak-minyakan, resin,lilin, tanin, lemak, pati, gula dan zat warna.

5. Abu

Di dalam kayu masih ada beberapa zat organik, yang disebut bagian bagian abu (mineral pembentuk abu yang tertinggal setelah lignin dan selulosa habis terbakar). Kadar zat ini bervariasi antara 0,2% - 1% dari berat kayu (Dumanauw, 2001)

2.3 Bahan Baku Pembuatan Pulp

Kayu eucalyptus adalah kayu yang ditanam dan dikembangkan oleh PT.Toba Pulp Lestari,Tbk, Sosor Ladang Porsea. Kayu berserat pendek dan dikelompokkan dalam kayu keras. Eucalyptus memiliki ciri-ciri kulit tipis, mudah lepas dan mudah hancur. Bahan baku yang digunakan harus memenuhi kualiti diameter minimun 100 mm dan diameter maksimum 800 mm (PT.TPL, 2002).

(19)

2.4 Proses Pembuatan Pulp

Proses pembuatan pulp kebanyakan didominasi oleh proses kraft (sulfat), penyebab utamanya adalah karena proses kraft memiliki keunggulan dibandingkan dengan proses lain, dimana prosesnya sangat simpel dan cepat serta dapat digunakan untuk semua jenis kayu dan biaya produksi sangat rendah dibandingkan dengan proses lain.

PT. Toba Pulp Lestari, Tbk pada saat ini hanya memproduksi pulp dengan menggunakan bahan baku kayu jenis Eucalyptus.

Tahapan pengolahannya meliputi :

 Pemupukan kayu (wood yard)

 Pengulitan (Debarking)

 Penyerpihan (Chipping)

 Pemasakan dan penyaringan (Washing and Screening)

 Pemutihan (Bleaching)

 Pembuatan Pulp (Pulp Machine)

a. Tahap pembuatan serpihan kayu (Chipping )

Penyediaan bahan baku kayu dengan ukuran panjang 2 – 4 meter dan diameter rata – rata 30 – 60 m diangkut dan ditumpuk pada tempat penampungan kayu (Wood yard) untuk dikeringkan secara alamiah. Selanjutnya dikirim kealat pengelupas kulit kayu (drum baker).

Setelah kayu keluar dari debarking drum, kayu akan dibawa ke washing station untuk dicuci dengan cara penyemprotan air, setelah itu kayu dikirim ke chipper untuk dicincang menjadi serpihan kayu (chip). Ukuran dari chip yang dihasilkan tebalnya 4,0 mm dengan panjang 24,0 mm dan ukuran ini sudah menjadi ketentuan agar chip mudah masuk kedalam digester untuk dimasak (Sirait, 2003).

(20)

b. Tahap pemasakan dan penyaringan

Proses pembuatan pulp dimaksudkan untuk menghasilkan serat selulosa yang terdapat di dalam bahan baku. Proses tersebut dapat digolongkan atas tiga jenis yaitu proses mekanis, proses semi kimia dan proses kimia.

• Proses Mekanis

Proses ini bertujuan untuk memisahkan serat dari bahan baku dengan cara mekanis, bahan baku yang diolah biasanya adalah jenis kayu lunak. Proses mekanis sangat sederhana dan biaya operasinya murah, dan selulosa yang hilang sedikit. Akan tetapi kualitas pulp yang dihasilkan kurang baik, karena masih mengandung bahan – bahan non selulosa, selain itu seratnya juga mengalami kerusakan. Umumnya pulp ini digunakan untuk pembuatan kertas bermutu rendah, seperti kertas karbon, koran, kertas pembungkus dan lain sebagainya.

• Proses Semi Kimia

Proses ini merupakan kombinasi dari proses mekanis dan proses kimia semua bahan kimia yang umum digunakan dalam proses kimia dapat juga digunakan untuk proses semi kimia, dengan mengurangi jumlah pemakaian bahan kimia tersebut. Bahan baku mengalami perlakuan kimia untuk menghilangkan ikatan lignoselulosa secara parsial dan perlakuan mekanis untuk mendapatkan pemisahan serat yang sempurna. Hasil yang diperoleh dengan proses ini lebih rendah dibandingkan dengan proses mekanis.

• Proses Kimia

Pada proses kimia bahan baku dimasak dengan menggunakan bahan kimia di dalam suatu alat yang disebut digester. Pemasakan ini bertujuan untuk menghilangkan zat – zat non selulosa yang terdapat di dalam bahan baku melalui reaksi kimia. Sebagian lignin akan larut pada proses pemasakan, sehingga proses ini disebut juga delignifikasi dan lignin yang larut dalam proses ini dipindahkan pada proses pencucian.

(21)

Berdasarkan larutan pemasak yang digunakan, proses kimia dapat dibagi dua, yaitu proses soda dan proses sulfat (kraf ). Kedua proses ini merupakan dua teknik pokok pembuatan pulp. Natrium hidroksida merupakan bahan kimia pemasak utama dalam kedua proses tersebut, sedangkan dalam pembuatan pulp sulfat, natrium sulfid merupakan komponen aktif tambahan.

Natrium Hidroksida adalah senyawa yang bersifat basa, mudah larut dalam air sambil melepaskan panas dan bersifat higroskopis (menyerap air dari udara).

Pada pembuatan pulp larutan NaOH berfungsi untuk melarutkan lignin dan zat – zat ekstraktif lainnya yang terdapat dalam bahan baku kayu sehingga serat selulosa terlepas dari ikatanya. Keuntungan menggunakan larutan NaOH yaitu NaOH lebih cepat bereaksi dengan lignin sehingga waktu yang dibutuhkan untuk pemasakan lebih singkat.

Natrium sulfida adalah senyawa yang sangat mudah teroksidasi, oleh karena itu zat ini banyaj dimanfaatkan terutama dalam situasi dimana diperlukan bahan pereduksi yang tidak terlalu kuat. Fungsi Na₂

- Mengurangi kerusakan terhadap karbohidrat dan memberikan hasil yang lebih tinggi serta kekuatan pulp yang lebih baik

S pada proses pemasakan adalah :

- Mempercepat terjadinya reaksi antara NaOH dengan lignin lewat penurunan energi aktivasi

a. Proses Soda

Bahan baku yang diolah umumnya berserat pendek seperti jerami, merang, ampas tebu, dan rumput – rumput. Sebagai larutan pemasak digunakan larutan soda yaitu 12,5 % berat campuran yang terdiri dari 85% berat NaOH dan 15% berat Na2CO3

Reaksi yang berlangsung adalah reaksi hidrolisa lignin membentuk alkohol dan Na-lignat yang mudah larut dalam air, sehingga terpisah dari selulosa.

.

Pulp yang dihasilkan dari proses ini berwarna cokelat, mudah diputihkan,

(22)

itu untuk pembuatan kertas, pulp ini dicampurkan dengan pulp yang berasal dari kayu yang bersert panjang.

b. Proses sulfat (kraft )

Proses pembuatan pulp kraft menggunakan bahan kimia NaOH dan Na2

Penambahan ion sulfida akan mempercepat delignifikasi, dengan kerusakan kecil pada selulosa dan hemiselulosa. Ion sulfida menyebabkan sulfonasi pada rantai propana yang bersambung dengan gugus fenolik dalam molekul lignin yang sangat panjang. Reaksi selanjutnya menyebabkan perpecahan molekul lignin menjadi bagian – bagian yang lebih kecil yang mana garam natriumnya akan larut dalam larutan pemasak. Pemakaian Na

S sebagai cairan pemasak atau disebut dengan “white liquor”. Dalam proses kraft ini menggunakan sodium sulfat sebagai zat pengganti (make up) cairan pemasak yang hilang selama proses, sehingga dikenal sebagai proses sulfat. Proses pembuatan kraft ini ditemukan pada tahun 1884 oleh seorang ahli kimia yang berkebangsaan Jerman yang bernama Carl F. Dahl. Sementara kata kraft berasal dari bahasa Jerman yang berarti kuat.

2S mempunyai keuntungan lain karena Na2

Pulp yang dihaasilkan dalam proses ini disebut pulp kraft, dan mempunyai kekuatan tarik yang tinggi. Pulp kraft yang tidak diputihkan digunakan untuk pembuatan kertas pembungkus bahan makanan, bahan bangunan dan mineral.

Sedangkan yang diputihkan digunakan untuk berbagai macam kertas dan karton (PT. TPL, 2002).

S akan terhidrolisa menjadi NaOH dan NaHS.

Sehingga akan menambah jumlah NaOH dalam larutan.

Salah satu proses yang terpenting dalam pembuatan pulp yaitu proses pemasakan kayu yang telah chip dilakukan di digester plant dengan menggunakan panas dan reaksi kimia. Bahan kimia yang digunakan adalah caustic soda (NaOH) dan Sodium Sulfida (Na2S) campuran ini disebut white liquor. Panas ini diperoleh dari hasil pemanasan pada liquor heater secara tidak langsung dengan pertukaran panas (steam) dalam sistem serkulasi lindi pemasak.

(23)

Pemanasan biasanya dilakukan pada suhu 160⁰C – 180⁰

Setelah pemasakan, pada pulp dan lindi pemasak dikeluarkan dari bawah bagian bejana pada tekanan yang diturunkan masuk ke dalam tangki penghembusan. Kotoran dengan ukuran besar yang tidak cukup masak (mata kayu) disaring lalu dikembalikan kedalam bejana untuk pemasakan ulang.

C selama 120 – 180 menit. Pemanasaan ini bertujuan untuk menghilangkan zat – zat non selulosa yang terdapat di dalam bahan baku melalui reaksi kimia. Sebagian lignin akan larut pada proses pemasakan, sehingga proses ini disebut juga “delignifikasi”.

Lignin yang larut dalam larutan pemasak ini dapat dipindahkan pada unit pencucian.

Proses pencucian merupakan lanjutan dari proses pemasakan dimana bubur kayu yang telah dimasak mengalami pencucian pada unit washing. Bubur kayu yang masuk ke knotter dicuci dalam tempat unit washer yaitu vakum washer. Dalam tahap ini proses pencucian dilakukan dengan cara mensirkulasi kembali liquor yang besar penambahannya lebih kecil 0,5% dari total jumlah white liquor air pencuci dan aliran bubur kayu arahnya berlawanan untuk mencegah terikutnya kembali lignin bersama pulp. Lindi pemasak bekas dikeluarkan setelah pencucian pulp dengan arah berlawanan dan diproses lebih lanjut di dalam alur pemulihan.

Tujuan dari proses pencucian ini adalah untuk memisahkan kandungan lignin yang masih tersisa setelah proses pemasakan pada digester sebelum dilanjutkan proses pengelantangan (bleaching). Untuk mengetahui kadar lignin yang masih terdapat di dalam bubur kayu, maka dilakukan dengan analisa dengan metode tidak langsung untuk mengetahui derajat delignifikasi ( Sirait, 2003 ).

c. Tahap Pemutihan

Pemutihan (bleaching) pulp kadang – kadang disebut juga pemucatan atau pengelantangan pulp. Pemutihan pulp terutama ditujukan untuk membuat pulp putih dalam produksi jenis-jenis kertas tertentu seperti kertas tulis, HVS dan lain- lain. Dalam proses pemutihan ini, sifat – sifat fisik dan kimia pulp putih juga

(24)

Prinsip proses pemutihan adalah mereaksikan lignin dengan bahan pemutih, sehingga diperoleh senyawa yang mudah larut dalam air. Bahan pemutih yang sering digunakan adalah hipoklorit, klorin, klorin dioksida, peroksida, dan oksigen.

Dengan sejumlah proses yang diharapkan pada proses pemutihan ini antara lain :

 Menambah derajat keputihan

 Menambah kemurnian selulosa

 Mempertinggi mutu kertas yang akan dibuat

Proses pemutihan pulp kimia biasanya dilakukan secara bertahap dan dilakukan secara bertahap dan dilaksanakan dengan gabungan tahap yang berbeda–beda. Simbol–simbol yang sering digunakan adalah :

C = Tahap klorinasi

E = Tahap ekstraksi dalam suasana alkali H = Tahap hipoklorit

D = Tahap klordioksida P = Tahap peroksida O = Tahap oksigen

CD = Tahap klorinasi dengan penambahan sedikit klordioksida D/C = Tahap klordioksida dilanjutkan dengan tahap klor

Karena pemutihan pulp sulfat pada dasarnya adalah penghilangan sisa lignin, maka harus ada hubungan antara kadar lignin dalam pulp belum putih dengan jumlah bahan pemutih yang diperlukan. Tetapi penentuan kaadar lignin secara langsung terlalu lama, maka dicari jalan lain yang lebih praktis menyatakan kadar lignin yaitu bilangan kappa (Sirait, 2003).

(25)

2.4 Bilangan Kappa

Bilangan kappa adalah metode metode tidak langsung untuk menentukan lignin dengan konsumsi ion permanganat. Kappa no adalah sejumlah mililiter 0,1 KmnO4

Pengujian ini mengindikasikan lignin dan kemampuan pulp tersebut untuk diputihkan. Pengujian ini didasarkan kepada reaksi dengan Potasium Permanganat (KmNO

dalam suasana asam sulfat 0,5N setelah sepuluh menit waktu reaksi dan pada suhu 25ºC sehingga setengah dari permanganat tetap tidak berhubungan.

Kappa no dapat digunakan dalam pulp yang diputihkan, pulp yang tidak tersumbat dan pulp kimia hasil tinggi dengan menggunakan skala tunggal dengan pulp yang diputihkan selalu memberikan jumlah yang rendah dan pulp yang tidak diputihkan memberikan angka yang tinggi. Pengujian kappa dilakukan untuk mengetahi ada tidaknya lignin (Bierman,1996).

4

Menara Do adalah sebuah menara dengan aliran yang menajak atau menarik dengan kapasitas 335 m

). Normalnya pulp coklat dan pulp setelah melewati tahap proses alkali ekstraksi diperiksa bilangan kappanya di laboratorium.

3

Dalam penentuan bilangan kappa dilakukan dengan cara titrasi redoks. Titrasi redoks banyak digunakan dalam pemeriksaan kimia karena berbagai zat organik dan zat anorganik dapat ditentukan dengan cara ini. Namun demikian, agar titrasi redoks ini berhasil dengan baik, maka persyaratan berikut harus dipenuhi :

, diameter 4,4 meter dan tinggi 25,9 meter.

Dibuat dari logam karbon dan bagian dalamnya dilapisi dengan dalamnya dilapisi dengan F.R.P dan bagian luarnya diisolasi. Ini dilengkapi dengan sebuah penutup baik dari hastelloy-C yang menahan aliran balik pulp pada saat pengiriman kemenara dihentikan. Ada juga sebuah lubang angin pada sisi atau untuk mengeluarkan uap air menuju sistem penyerapan. Konsistensi pulp didalam menara terjaga pada 3,5% yang diturunkan menjadi 2,5% pada daerah dilusi sisi atas sebelum stock mengalir menuju alat pencuci Khlorin (PT.TPL, 2002).

1. Harus tersedia pasangan sistem redoks yang sesuai sehingga terjadi pertukaran elektron secara stokiometris.

(26)

2. Reaksi redoks harus berjalan cukup cepat dan berlangsung secara terukur (kesempurnaan 99,9 %)

3. Harus tersedia cara penentuan titik akhir yang sesuai.

Cara titrasi redoks untuk penetuan reduktor digolongkan sesuai dengan oksidator yang digunakan sebagai pentiter. Umumnya, KMnO4, K2Cr2O7, KbrO3

dan I2

Salah satu zat pengoksidasi yang digunakan adalah (KMnO digunakan sebagai pentiter (Rivai, 1995).

4

Permanganat bereaksi secara cepat dengan banyak agen pereduksi berdasarkan reaksi ini, namun beberapa substansi membutuhkan pemanasan atau penggunaan sebuah katalis untuk mempercepat reaksi. Kalau bukan karena fakta bahwa banyak reaksi permanganat yang berjalan lambata, lebih banyak kesulitan lagi yang akan ditemukan dalam penggunaan dari reagen ini ( Day, 1999 ).

). Kalium permanganat telah banyak dipergunakan sebagai agen pengoksidasi selama lebih dari 100 tahun. Reagen ini dapat diperoleh dengan mudah, tidak mahal, dan tidak membutuhkan indikator terkecuali untuk larutan yang amat encer. Satu tetes 0,1 N permanganat memberikan warna merah muda yang jelas pada volume dari larutan yang biasa dipergunakan dalam situasi titrasi. Warna ini dipergunakan untuk mengindikasi kelebihan reagen tersebut. Kalium permanganat merupakan oksidator kuat dalam larutan yang bersifat asam.

(27)

BAB 3

METODO PERCOBAAN

3.1. Metodologi Percobaan

- Pengambilan sampel dilakukan pada pukul 09.00 dan 13.00 WIB - Analisis dilakukan pada tanggal 5 – 9 Februari 2018 di PT.Toba Pulp

Lestari, Tbk, Sosor Ladang Porsea

3.2. Alat dan Bahan 3.2.1 Alat

- Neraca Analitis Matrix

- Oven Kirin KBO

- Termometer Avico

- Desikator Normax

- Stop watch Casio

- Magnetic Stirer Isolab

- Gelas ukur Pyrex

- Vakum sheet Krisbow

- Corong buncher Pyrex

- Hot plate Scilogex

- Beaker Pyrex

- Buret digital Brand

3.2.1 Bahan - KMnO4

- H

0,1 N

2S04

- Na

4 N

2S2O3

- Indikator Starch 0,1 N

(28)

3.3. Prosedur Kerja

3.3.1 Penentuan Bilangan Kappa

Sampel yang dianalisa dari proses bleaching tahap I (DO) - Sampel untuk tanggal 5 Februari 2018

- Sampel dicuci dengan air sambil disaring dengan penyaring ukuran (35- 40) mesh.

- Sampel ditekan dengan tangan lalu dibentuk.

- Dikeringkan sampel dalam oven selama ± 10 menit pada temperatur (105 – 120^o

- Timbang sampel dengan berat sampel sebanyak 3,6560 gram sampel C), lalu didinginkan dalam desikator beberapa saat.

- Masukkan 400 ml air destilasi ke dalam beaker glass 1000 ml, lalu dimasukkan sampel

- Kemudian diaduk dengan stirer diatas hot plate

- Tambahkan 50 ml larutan KMnO₄ 0,1 N dan 50 ml larutan H₂SO₄ 4 N secara bersamaan, temperatur dijaga tetap 25^o

- Dilakukan pengadukan selama ± 10 menit, lalu ditambahkan 10 ml larutan KI 1 N.

C selama reaksi berlangsung akan membentuk warna ungu

- Titrasi dengan larutan Na2S2O3

- Tambahkan indikator starch secukupnya

0,1 N sampai terjadi perubahan warna dari warna ungu menjadi warna kuning

- Titasi kembali menggunakan Na2S2O3

- Catat volume Na

0,1 N sampai terjadi perubahan warna menjadi putih

2S2O3

- Lakukan pengukuran temperatur setelah titrasi dihentikan.

0,1 N yang terpakai

- Untuk penentuan blanko, seluruh prosedur diatas dikerjakan, tetapi tanpa menggunakan sampel.

- Dengan cara yang sama dilakukan untuk sampel tanggal 6,7,8 dan 9 Februari 2018

(29)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Tabel 4.1

Data Analisis Bilangan Kappa di PT. Toba Pulp Lestari. Tbk, Sosor Ladang Porsea pada tanggal 5-9 Februari 2018

No Tanggal Waktu

Analisa (WIB)

Berat Sampel (gr)

Volume Titrasi

(ml)

Suhu (^o

Kappa Number C)

1 05 Februari 2018 9.00 3,6560 26,82 25 6,8 13.00 3,3726 31,65 26 5,2 2 06 Februari 2018 09.00 3,5930 32,27 26 4,7 13.00 3,3726 34,71 25 4,3 3 07 Februari 2018 09.00 4,2720 31,49 25 4,2 13.00 3,4044 34,79 25 4,3 4 08 Februari 2018 09.00 3,5671 32,38 25 4,7 13.00 3,6589 29,78 25 5,4 5 09 Februari 2018 09.00 3,7420 31,39 25 5,2 13.00 3,5486 31,58 25 5,0

(30)

Tabel 4.2 Faktor Koreksi Untuk Pemakaian KMnO P (%)

4

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

30 0,958 0,960 0,962 0,964 0,966 0,968 0,970 0,973 0,975 0,997 40 0,979 0,981 0,983 0,985 0,987 0,989 0,991 0,994 0,996 0,998 50 0,100 1,002 1,004 1,006 0,009 1,011 1,031 1,015 1,017 1,019 60 0,022 1,024 1,026 1,028 1,030 1,030 1,035 1,037 1,039 1,042

70 0,044 1,046 1,048 1,050 - - - -

Sumber : Technocal Departemen PT. TPL, 2002

Tabel 4.3 Faktor Koreksi Kalibrasi Temperatur

T⁰C T⁰C T⁰C

20 1,065 25 1,000 30 0,935

21 1,520 26 0,987 31 0,922

22 1,039 27 0,974 32 0,909

23 1,026 28 0,961 33 0,896

24 1,013 29 0,948 34 0,883

Sumber : Technocal Departemen PT. TPL, 2002

(31)

4.2 Perhitungan

Penentuan Bilangan Kappa

K = P x F [1+0,013(25 - T)]

W

P = Vb-Vt F=P x 2 Keterangan :

F = Faktor koreksi untuk 50 % KMnO4 yang dikonsumsi.

Berdasarkan nilai pada P (tabel 4.2) T = Temperatur pada percampuran (titrasi) (^o Vb = Volume titrasi blanko (ml)

C)

Vt = Volume titrasi sampel (ml) W = Berat kering sampel (gram) K = Bilangan kappa

Perhitungan

K = P x F [1+0,013(25 - T)]

W P = Vblank-Vtitrasi P = 49,9-26,82 P=23,08 F=P x 2

F=23,08 x 2 = 46,16

K = 23,08 x 0,991 [1+0,013(25 - 25)]

3,6560 = 6,2

Untuk perhitungan yang lain dapat dihitung dengan cara yang sama dan hasil yang

(32)

4.3 Pembahasan

Dari hasil analisa penentuan bilangan kappa pada proses bleaching yang telah dilakukan dapat dinyatakan bahwa bilangan kappa pada pulp sebelum diputihkan pada proses pembuatan pulp di PT. Toba Pulp Lestari. Tbk, Sosor Ladang Porsea telah memenuhi standar yang diharapkan yaitu 4-9. Bilangan kappa yang diperoleh adalah 4,2 – 6,2. Perbandingan bilangan kappa yang diperoleh terjadi karena faktor kadar lignin yang terdapat didalam sampel.

Semakin besar bilangan kappa yang diperoleh maka semakin tinggi kadar lignin yang masih tersisa pada pulp dan semakin banyak jumlah bahan pemutih yang akan digunakan pada proses pemutihan (bleaching). Dan sebaliknya semakin kecil bilangan kappa yang diperoleh maka semakin semaki kecil kadar lignin yang masih tersisa pada pulp dan semakin sedikit jumlah bahan pemutih yang digunakan pada proses pemutihan (bleaching).

Analisis bilangan kappa dipakai untuk menentukan sisa lignin di dalam pulp sebelum pulp diputihkan. Analisis ini digunakan dalam industri bertujuan untuk :

1. Menentukan kebutuhan bahan kimia untuk proses pemutihan pulp (bleaching).

2. Mengontrol pemasakan pada pulp

(33)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisis yang dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Hasil analisis untuk bilangan kappa telah memenuhi standar yang ditetapkan oleh PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Sosor Ladang Porsea yaitu 4,1-6,2. Standar bilangan kappa adalah 4 - 9.

2. hubungan bilangan kappa terhadap jumlah bahan pemutih yang akan digunakan pada proses pemutihan (bleaching) adalah : semakin besar nilai bilangan kappa, maka semakin tinggi juga kadar lignin yang masih tersisa sehingga bahan pemutih yang akan digunakan dalam proses pemutihan (bleaching) semakin banyak.

5.2 Saran

1. Sebaiknya sebelum melakukan analisa peralatan-peralatan kaca harus steril

2. Sebaiknya peralatan laboratorium yang lama diganti dengan yang baru

(34)

DAFTAR PUSTAKA

Bierman CJ, 1996. Handbook Of Pulping and Papermaking. Second edition.

Academic press, San Diego

Day RA, dan Underwood, A. L., 1993. Analisa Ilmu Kuantitatif. Edisi keempat,Penerbit Erlangga, Jakarta.

Dumanauw JF, 2001. Mengenal Kayu. Penetbit PT Kanisius, Depok

Fengel D, Wegener G, 1995. Kimia Kayu Ultrastruktur Reaksi – Reaksi.

Terjemahan Hardjano Sastrohamidjojo, Gajah Mada University Press, Yogyakarta.

PT. TPL, 2002. Basic Pulp Technologi. Training and Development Centre, Toba Pulp Lestari, Porsea. Toba Samosir.

Rivai H, 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Universitas Indonesia, Jakarta

Sirait S, 2003. Bleaching . PT. Toba Pulp Lestari, Training and Development Center, Porsea. Toba Samosir.

(35)

LAMPIRAN 2

GRAFIK GARIS REGRESI

Grafik data percobaan kappa no tanggal 5-8 Februari 2018

waktu analisa pukul 09.00 dan 13.00 wib di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Sosor Ladang Porsea

X = Berat sampel Y = Kappa no

0 1 2 3 4 5 6 7

kappa number

(36)

LAMPIRAN 3

PERHITUNGAN BILANGAN KAPPA PADA DATA PERCOBAAN

- Tanggal 5 Februari jam 13.00 K = P x F [1+0,013(25 - T)]

F=18,25 x 2 = 36,5

K = 18,25 x 0,970 [1+0,013(25 - 26)]

3,3726

= 5,2

- Tanggal 6 Februari jam 09.00

K = P x F [1+0,013(25 - T)]

F=17,63 x 2 = 35,26

K = 17,63 x 0,968 [1+0,013(25 - 26)]

3,5930 = 4,7

(37)

K = P x F [1+0,013(25 - T)]

F=15,19 x 2 = 30,38

K = 15,19 x 0,958 [1+0,013(25 - 25)]

3,3726 = 4,3

K = P x F [1+0,013(25 - T)]

F=18,41 x 2 = 36,82

K = 18,41 x 0,973 [1+0,013(25 - 25)]

4,2720 = 4,2

(38)

- Tanggal 7 Februari jam 13.00 wib

K = P x F [1+0,013(25 - T)]

F=15,11 x 2 = 30,22

K = 15,11 x 0,958 [1+0,013(25 - 25)]

3,4044 = 4,3

K = P x F [1+0,013(25 - T)]

F=17,52 x 2 = 35,04

K = 17,52 x 0,968 [1+0,013(25 - 25)]

3,5671

= 4,7

(39)

K = P x F [1+0,013(25 - T)]

F=20,12 x 2 = 40,24

K = 20,12 x 0,979 [1+0,013(25 - 25)]

3,6589 = 5,4

K = P x F [1+0,013(25 - T)]

F=18,51 x 2 = 37,02

K = 18,12 x 0,973 [1+0,013(25 - 25)]

3,7420 = 5,2

(40)

K = P x F [1+0,013(25 - T)]

F=18,32 x 2 = 36,64

K = 18,32 x 0,973 [1+0,013(25 - 25)]

3,5489 = 5,0