LAPORAN PRAKTIKUM
PENGOLAHAN SEKUNDER KAYU DAN HASIL HUTAN NON KAYU ACARA I
PULP AND PAPER
Oleh :
Nama : Rizky Lanang Rangga Kumara
NIM : 21/480577/KT/09636
Kelompok : 3
Co-Ass : Azuhra Azarine Ghaitsa
LABORATORIUM PULP DAN KERTAS DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN UNIVERSITAS GAJAH MADA
YOGYAKARTA 2023 ACARA I
PULP AND PAPER 1. PENDAHULUAN
Pulp and paper adalah industri yang mengolah hasil hutan berupa pohon menjadi produk non-kayu. Di Indonesia, industri pulp and paper telah dimanfaatkan oleh berbagai sektor, mulai dari kehidupan rumah tangga, perkantoran, pendidikan, industri, dan lain sebagainya. Menurut data dari Kementrian Perindustrian (2021), ekspor kertas berbentuk pulp mencapai di angka 6,32 juta ton. Dari angka tersebut, berarti Indonesia memiliki peluang besar dalam ekspor kertas. Ekspor kertas ini diharapkan dapat memberikan pengaruh yang menguntungkan terhadap devisa negara.
2. TUJUAN
Tujuan dari praktikum ini adalah :
1. Mengetahui tahapan dan cara pembuatan kertas, 2. Mengetahui cara penentuan rendemen pulp, dan 3. Mengetahui cara penentuan gramatur kertas.
3. BAHAN DAN METODE 3.1 BAHAN
1. Disk kayu
2. Sodium sulfida (Na2S) 3. Sodium hidroksida (NaOH)
4. Niagara beatter 5. Air
6. Pulp hasil pemasakan 3.2 ALAT
1. Rotary digester (bejana tertutup)
2. Termometer
3. Canadian Standard Freness tester
4. Alat pembuat lembaran kertas 5. Ember
6. Lempengan seng 7. Pengaduk 8. Alat pres kertas 9. Gelas ukur 10. Penggaris 11. Paran
3.3 METODE
Gambar 3.1 Flowchart Cara Kerja Praktikum Pulp & Paper
a. Langkah pertama pembuatan chip kayu yaitu dengan membuat pola pada disk searah tangensial pohon dengan lebar 3 cm, lalu potong bagian empulur dan sekitarnya antara 3 x 3 cm. Lalu, balok kayu dipotong dengan ukuran 3 x 3 x 0,3 cm.
b. Selanjutnya penyiapan larutan pemasak dan perendaman chipKebutuhan Na2S, NaOH, dan chip yang dibutuhkan ditimbang lalu ditakar jumlah air yang ditambahkan untuk larutan. Setelah itu, bahan kimia dilarutkan dengan air di dibuat pola searah tangensial pohon dipotong balok kayu. Chip disimpan dan dikeringanginkan kemudian diukur kadar airnya. Diukur 5 spesimen dimensi chip.
Ditimbang kebutuhan Na2S, NaOH, dan chip bahan kimia dilarutkan dengan air chip direndam dalam larutan pemasak ember sehingga terlarut semua, dan chip direndam ke dalam larutan tersebut selama 1,5 jam kemudian diaduk selang 15 menit sekali.
c. Tahap ketiga adalah tahap pemasakan chip. Mula-mula chip dimasukkan ke dalam digester bersama dengan semua larutan pemasaknya dan ditutup secara rapat. Pemanasan diatur menuju suhu maksimal yaitu 170°C. Tepat pada saat awal pencapaian kondisi konstan, klep digester dibuka selama 10 detik. Kondisi ini dipertahankan selama 2 jam. Setelah selesai, isi digester pada ember dituangkan dan dipindah lagi ke dalam penyaring yang terletak di atas drum. Chip tersebut dicuci dengan air mengalir hingga bersih dari larutan pemasak dan menjadi serat
Pembuatan chip ukuran 3 x 3 x 0,3 cm.
Dilakukan perenacman chip dan penyiapan larutan pemasak dan
diukur KA-nya.
Chip dan pelarutnya dimasak di dalam alat
digester.
Dilakukan penggilingan pulp BKU yang dicampur
air.
Pengukuran derajad giling menggunakan alat
CFS.
Pembuatan lembaran kertas.
Pengukuran gramatur kertas.
tunggal. Kemudian, serat yang tidak dimasak dipidahkan dari bubur kayu yang dihasilkan. Selanjutnya, bubur kayu diperas lalu bubur dan reject ditimbang kemudian ditentukan kadar airnya berdasar berat basahnya, selanjutnya dihitung rendemen tersaring dan rendemen sisanya. rendemen tersaring (screened yield) dan rendemen sisa (reject).
d. Tahap keempat yaitu penggilingan pulp. Pulp BKU dicampurkan dengan air dan diaduk, kemudian larutan pulp dimasukkan ke dalam alat penggilingan “tanpa beban” selama 5 menit dan diuji derajat gilingnya. Selanjutnya, larutan pulp dikembalikan ke dalam alat dan dilakukan penggilingan dengan beban selama 10 menit. Pengujian derajat giling ini dilakukan hingga nilai CSF memenuhi target.
e. Tahap kelima yakni pengukuran derajat giling. Yang dilakukan pertama yaitu diambil 1 liter larutan pulp yang sudah digiling menggunakan gelas ukur.
Kedua, larutan tersebut dimasukkan ke dalam bak pada alat Canadium Standard Freness (CFS), lalu bagian atas ditutup dan bagian bawah bak dibuka, dipastikan nivo berada di tengah. Kemudian disiapkan gelas ukur di bawah lubang lancip dan disiapkan penampung di bawah lubang bundar tempat larutan tersebut dikeluarkan.
Nilai CSF dibaca dari ml yang keluar dari lubang lancip. Standar CSF yang digunakan untuk kertas adalah 200-300 CSF.
f. Tahap keenam adalah pembuatan lembaran kertas. Ditentukan kebutuhan cetak lembaran pulp BKU, jumlah air, jumlah larutan, air yang ditambahkan, berat pulp BKT per lembar, serta jumlah larutan pulp per cetakan. Kemudian, larutan pulp dituangkan pada alat penyaring/ pencetak yang telah diisi air secukupnya.
Selanjutnya, tuas ditarik untuk membuka klep alat agar air terserap keluar dan tersisa lembaran pulp. Setelah itu, lembaran pulp basah diletakkan pada seng, kemudian dipress dingin untuk menghasilkan lembaran pulp yang rata dan mengeluarkan cairan pada lembarannya.
g. Tahap terakhir yang dilakukan yaitu pengukuran gramatur kertas. Caranya sampel uji dipotong dengan ukuran 2 x 4 cm. Kemudian diukur luasan sampel uji senyatanya lalu ditimbang. Lalu gramatur dihitung dengan cara membagi berat kering angin dengan luas senyatanya.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 4.1 Data Awal
Gambar 4.2 Data Mentahan
Gambar 4.3 Data Perhitungan 1
Gambar 4.4 Data Perhitungan 2
Gambar 4.5 Data Perhitungan Kebutuhan Masak Pulp
Gambar 4.6 Data Perhitungan Pembuatan Lembaran Kertas
Gambar 4.7 Pengujian Gramatur Contoh Perhitungan:
A. Penyiapan Larutan Pemasakan a. Kebutuhan Bahan Kimia
Rumus : KBK = BKT × Alkali Aktif KBK = 250 × 20% = 50 gr
b. Kebutuhan Na2S
Rumus : Na2S = KBK × Sulfiditas × Na2S Na2S = 50 × 25% × 1,258 = 15,73 gr c. Kebutuhan NaOH
Rumus : NaOH = (1 – Sulfiditas) × KBK × NaOH NaOH = (1 – 25%) × 50 × 1, 29 = 48,375 gram d. Jumlah Larutan Pemasak
Rumus : JLP = BKT × 4 JLP= 250 × 4 = 1000 ml
e. Berat Kering Udara Serpih
Rumus : BKU = BKT × (1 + (KA/100))
BKU = 250 × (1 + (13,92/100)) = 284,80 gram f. Air dalam Serpih
Rumus : Air dalam Serpih = BKU – BKT AdS = 284,80 – 250= 34,80 ml
g. Air yang Ditambah
Rumus : Air Tambah = JLP – (Na2S + NaOH + Air dalam serpih) Air Tambah = 1000 – (15,73 + 48,375 + 34,80)
= 1000 – 98,905 = 901,10 ml B. Pemasakan Serpih
a. Berat Kering Tanur Sampel Rumus : BKT = BB × (1 – KA)
BKT = 1622 × (1 – 0,9288) = 115,49 gram b. Rendemen Tersaring
Rumus : R(%) = Berat rendemen dalam kondisi kering tanur / BKT Chips R(%) = 115,49/250 = 0,46 %
C. Penggilingan Pulp
a. Luas Lingkaran Cetakan
Rumus : Luas = d2 /(1000 × 3,14 × 0,25) Luas = 15,92/(1000 × 3,14 × 0,25) = 0,1985 m2 b. Berat Kering Tanur Pulp
Rumus : BKT = Gramatur × Luas Cetakan × Jumlah Lembaran BKT = 80 × 0,01985 × 10 = 15,88 gram
D. Pembuatan Lembaran Kertas a. Pulp (BKT) yang Dibutuhkan
Rumus : Pulp BKT = Gramatur × Luas cetakan × Jumlah lembaran Pulp BKT = 80 × 0,01985 × 10 = 15,88 gram
b. Jumlah Larutan
Rumus : Jumlah Larutan = BKT pulp × 100 / Konsistensi
JL = 15,88 × 100/30% = 5292,16 ml c. Pulp (BKU) yang Dibutuhkan Rumus : BKU = BKT/1−(KA/100) BKU = 15,88/(1− 0,9288) = 222,98 gram d. Jumlah Total Air
Rumus : Jumlah Total Air = Jumlah larutan – BKT JT Air = 5292,16 – 15,88 = 5276,28 ml
e. Air yang Ditambahkan
Rumus : Air yang Ditambah = Jumlah Air – (BKU – BKT) Air Tambah = 5276, 28 – (207,98 - 15,88) = 5,084.158 ml f. Berat Pulp Berat Kering Tanur Per Lembar
Rumus : Berat Pulp BKT Per Lembar = BKT/Jumlah lembar Berat Pulp = 15,88/10 = 1,59 gram
g. Jumlah Larutan Pulp Per Cetakan
Rumus : Jumlah Larutan Pulp Per Cetakan = Berat Pulp Per Lembar × 100/
Konsistensi
Jumlah per Cetakan = 1,59 × 100/30% = 529,22 ml E. Pengukuran Gramatur Kertas
a. Luas Sampel Rumus : Luas = P x l
L = 0, 02 m x 0, 04 m = 0, 0008 m2 b. Gramatur
Rumus : Gramatur = Berat/Luas
Gramatur = 0,081/0,0008= 101,25 gr/m2
Industri Pulp and paper adalah industri yang bergerak di pekerjaan mengolah kayu sebagai bahan dasar untuk memproduksi pulp, kertas, papan, dan produk berbasis selulosa lainnya (De Sisti dan Schmid, 2012). Pengertian pulp secara tunggal merupakan hasil pemisahan dari bahan baku yang memiliki serat dan penyisihan lignin dari biomassa. Pulp biasa digunakan sebagai bahan baku pembuatan kertas dan dapat dikonversi menjadi senyawa turunan selulosa lain.
Sedangkan, kertas adalah bahan yang tipis dan rata yang dihasilkan dari kompresi serat yang berasal dari pulp, yang mengandung selulosa dan hemiselulosa (Morlina, 2016).
Pada praktikum kali ini, digunakan chip kayu dari pohon Akasia hibrid. Akasia hibrid ini adalah hasil pengembangan dengan keunggulan memiliki produktivitas dan kualitas kayu yang tinggi dan lebih tahan terhadap serangan hama penyakit.
Selain dari segi kayu dan ketahanannya, dilaporkan bahwa kayu Akasia hibrid juga sangat baik untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan pulp dan kertas (Zohra, dkk, 2021). Bentuk chip kayu dipilih karena nantinya kayu akan diproses secara semi-mekanis. Diharapkan dari proses pulping semi-mekanis pada praktikum ini, chip kayu dapat tercampur dengan pelarut dan dapat menuju proses pulping hingga menghasilkan bubur kertas.
Ada beberapa metode pulping yang dapat digunakan untuk memisahkan selulosa dari senyawa pengikatnya. Tercatat ada 3 metode, yaitu mekanis.
Semikimia/semimekanis, dan kimia. Pulping mekanis cenderung menggunakan energi mekanik dan sedikit/tanpa perlakuan awal dengan bahan kimia atau panas.
Rendemen yang dihasilkan dapat tinggi (90—95%), dan kualitas cetaknya baik namun sulit diputihkan. Pada pulping mekanis, penguraian serat kayu dilakukan secara paksa. Kayu dikuliti lalu dipotong dan dihancurkan hingga mencapai bentuk chip. Bahan baku digiling dalam keadaan basah, maka serat akan terlepas.
Keuntungan dari metode ini adalah murah. Selanjutnya, metode kimia. Pulping ini hanya mengandalkan sedikit bahan mekanik dan menghasilkan rendemen rendah (40—55%). Serat pulpnya utuh, panjang, kuat, dan stabil, dengan kualitas cetak kurang baik namun mudah diputihkan. Awal dari proses ini adalah memasukkan bahan baku dan cairan kimia ke dalam digester dan dimasak pada suhu, tekanan, dan waktu tertentu. Pulp yang dihasilkan akan berwarna coklat dan mempunyai kekuatan fisik yang tinggi. Terakhir, adalah pulping semimekanis/semikimia.
Pulping metode ini dilakukan dengan perlakuan kombinasi kimia dan mekanis.
Menghasilkan rendemen sedang (55—90%) dan dengan sifat pulp yang sedang dan berselulosa tinggi. Pulp hasil proses semimekanis mengandung >25% lignin dan cocok untuk kertas semen atau kertas koran (Casey, 1980 dan Supraptiah, dkk, 2014).
Bilangan rendemen dalam pulp and paper menunjukkan efektivitas yang dilakukan dalam proses pulping. Bilangan rendemen pulp ini akan bervariasi, menyesuakin dengan metode pulping yang dilakukan. Rendemen tinggi menunjukkan efektivitas metode yang baik (Fitriasari dan Risanto, 2011). Dari data praktikum, tercatat KA Rendemen sebesar 92,88% dengan berat basah rendemen tersaring 1622 gram. Selanjutnya, BKT rendemen sebesar 115,49 gram, dan rendemen 46%. Dari data tersebut dan perhitugan lembar kertas, akan dibuat kertas sebanyak 10 lembar dengan diameter 15,9 cm. Maka, dibutuhkan BKT pulp 15.88 gram, BKU pulp 222,98 gram, air 5069,17 ml, dan 529,22 ml larutan pulp untuk selembar kertas.
Gramatur kertas didefinisikan sebagai ukuran berat lembaran kertas dengan luasan 1m2. Penentuan gramatur ini diperlukan dengan tujuan menentukan atau mencari berat kertas yang akan diperjualbelikan. Karena, berat kertas dapat mempengaruhi fisika kertas, mekanika kertas, kimia kertas, dan optik kertas (Prasetyo dan Mahmudi, 2021). Berdasarkan SNI 0123:2008, uji gramatur dapat dilakuakn dengan memotong kertas dengan ukuran sampel 20 x 1,5 cm kemudian ditimbang. Berdasarkan SNI 7274 tahun 2008, syarat gramatur untuk kertas cetak adalah sebesar 50—100 gram/m2 (Warsiki dan Octaviasari, 2017). Rata-rata nilai pengujian gramatur adalah sebesar 86,75 gr/m2, dan sudah termasuk dalam kertas cetak layak. Nilai gramatur ini nantinya akan berpengaruh ke sifat fisik kertas seperti kekuatan tarik. Gramatur sendiri dapat dipengaruhi oleh campuran dari pulp tersebut. Jika bahan kimia yang digunakan banyak, berat gramatur dapat kecil yang nantinya akan mempengaruhi kualitas kertas.
5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN
1. Tahapan pembuatan kertas diawali dari pulping terlebih dahulu. Sedangkan pulpling sendiri memiliki 3 metode yaitu mekanis, semimekanis/semikimia, dan kimia. Secara singkat, pembuatan kertas terdiri dari pembuatan chips, perendaman dan penyiapan larutan pemasak, pemasakan, penggilingan, pengukuran derajat giling, pembuatan lembaran kertas, dan uji gramatur.
2. Rendemen pulp dicari dengan melakukan perbandingan antara rendemen dalam kondisi BKT dan chips kondisi BKT sehingga diperoleh angka 46%.
3. Gramatur kertas dicari dengan cara membandingkan berat kering gramatur dengan luas sehingga didapat angka 101,25 gr/m2.
5.2 SARAN
Praktikum dilaksanakan cukup menarik karena praktikan dapat mencoba secara langsung pembuatan kertas. Sarannya, ada perawatan alat-alat.
DAFTAR PUSTAKA
Casey, J. P. (1980). Pulp and Paper Chemistry and Chemcial Technology Volume 1. New Jersey : John Wiley and Sons
De Sisti, M. dan Schmid, J. (2012). China and Wisconsin : Paper Cuts. JS Online Milwaukee-Wisconsin Journal Sentinel, December 2012.
Fatriasari, W., & Risanto, L. (2011). The Properties Kraft Pulp Sengon Wood (Paraserianthes falcataria): Differences of Cooking Liquor Concentration and Bleaching Sequence. Widyariset, 14(3), 589-598.
Kementrian Perindustrian Republik Indonesia. (2021). Mungkinkah Peran Industri Bersandar Pada Industri Pulp dan Paper?. Jakarta : Kementrian Perindustrian Morlina, Anadiya (2016) Pembuatan Pulp Dengan Metode Asetosolv (Pengaruh Rasio Ampas Tebu - Pelepah Pisang Terhadap Waktu Delignifikasi). Tesis, Politeknik Negeri Sriwijaya.
Prasetyo, R. A. dan Mahmudi, H. (2022). .. Jurnal Mesin Nusantara, Vol. 4, No. 2, Desember 2021, Hal. 108-113
Supraptiah, E., Ningsih, A. S., Sofiah, dan Apriandini, R. (2014). Pengaruh Rasio Cairan Pemasak (Aa Charge) Pada Proses Pembuatan Pulp Dari Kayu Sengon (Albizia Falcataria) Terhadap Kualitas Pulp. Kinektika, Volume 5, November 2014, Hal: 14—21.
Warsiki, E. dan Octaviasari (2017). Identified Of Indicator And Material For Product Shelf Life Recorder Smart Label. Indonesian Food Science & Technology Journal, 1(1), 41-51.
Zohra, F., Sunarti, S., dan Listyanto, T. (2021). Ketahanan Alami Kayu Hibrid Akasia (Acacia mangium× A. auriculiformis) Terhadap Serangan Rayap Kayu Kering (Cryptotermes cynocephalus Light.). Jurnal Pemuliaan Tanaman Hutan, 15(2), 55-64.
LAMPIRAN
Gambar 7.1 Alat Pulping Gambar 7.2 Digester
Gambar 7.3 Hasil Cetak Kertas
