BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2. 1 Pulp dan Kertas Pulp adalah bahan serat kering yang dibentuk melalui proses pemisahan serat secara kimiawi atau mekanik dari bahan kayu, limbah serat atau limbah kertas. Pulp dapat berbentuk gumpalan atau dibentuk menjadi lembaran. Pulp yang diangkut dan dijual dalam bentuk bubur kertas (yang tidak diproses ke bentuk kertas dalam proses pabrik yang sama) adalah sebagai bahan setengah jadi. Saat tersuspensi di dalam air, serat terdispersi dan menjadi lebih lentur. Pulp ini dapat dicetak menjadi lembaran kertas. Kayu adalah bahan yang sering digunakan dalam pembuatan kertas. Pulp kayu terbuat dari kayu lunak (softwood) seperti cemara dan dari kayu keras (hardwood) seperti eucalyptus. Proses pembuatan pulp diantaranya dilakukan dengan proses mekans, kimia dan semikimia. Prinsip pembuatan pulp secara mekanis yakni dengan cara pengikisan menggnakan alat seperti gerinda. Proses mekanis yang biasanya dikenal biasanya diantaranya PGW (Pine Groundwood) dan SGW (Semi groundwood). Proses semikimia merupakan kombinasi antara mekanis dan kimia. Yang termasuk ke dalam proses ini diantaranya CTMP (Chemi Thermo Mecanical Pulping) dengan memanfaatkan suhu untuk mendegradasi lignin sehingga diperoleh pulp dengan rendemen yang lebih rendah dengan kualitas lebih baik dari pada pulp dengan proses mekanis. Proses pembuatan pulp dengan proses kimia dikenal dengan sebutan proses Kraft. Dimana proses Kraft ini pertama sekali dikenal di Swedia pada tahun 1885. Disebut Kraft karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan lebih tinggi daripada proses mekanis dan semikimia, akan tetapi rendemen yang dihasilkan lebih kecil diantara keduanya karena komponen yang terdegradasi lebih banyak (lignin, ekstraktif dan mineral) (Wikipedia2, 2010). Kertas pertama kali ditemukan pada tahun 2500 dan 2000 SM. Kertas tersebut terbuat dari alang-alang yang bernama Papyrus yang tumbuh di Sungai Nil dan Mesir. Dalam proses pembuatannya, Papyrus dipukuli satu-persatu sampai pipih untuk selanjutnya dianyam sehingga berwujud lembaran, kemudian anyaman

Universitas Sumatera Utara

dipukuli kembali hingga menyatu. Sementara itu, di negara china sekitar 105 M digunakan kulit kayu Murbei sebagai bahan pembuat kertas (Win, 2008).

2. 2 Perkembangan Industri Pulp di Indonesia Tingginya kebutuhan pulp & kertas dalam beberapa periode, tercermin dari meningkatnya kapasitas produksi. Selama periode 2004–2008, kapasitas pulp domestik meningkat rata-rata 0,6% per tahun, yaitu dari 5,2 juta ton menjadi 6,4 juta ton per tahun. Dan pada tahun 2009, kapasitas terpasangnya meningkat lagi menjadi 6,9 juta ton per tahun, seiring dengan beroperasinya pabrik baru. Pada periode yang sama, kapasitas produksi kertas juga mengalami peningkatan yang berarti, dari 10 juta ton menjadi 10,9 juta ton per tahun (Media Data Riset, 2010). Minat para investor untuk berinvestasi di industri kertas dan bubur kertas (pulp) ternyata masih cukup tinggi. Terdapat setidaknya tiga perusahaan kertas yang berencana merealisasikan investasi total Rp 34,2 triliun di industri ini (BBPK, 2010). Tabel 2. 1 Produk dan Ekspor Pulp Indonesia Ekspor

Konsumsi

Produksi

Kapasitas tepasang

(juta ton)

(juta ton)

(juta ton)

(Adt)

2000

1,3

3,5

4,1

5,2

2001

1,7

3,5

4,7

5,6

2002

2,2

3,5

5,0

6,1

2003

2,4

3,6

5,2

6,3

2004

2,5

3,6

5,2

6,3

2005

2,6

3,8

5,5

6,5

2006

2,8

3,8

5,7

6,5

2007

2,4

4,2

5,8

6,5

2008

1,0

2,8

3,5

7,9

2009

1,5

2,0

3,5

7,9

Tahun

(APKI, 2009)

Di Indonesia, industri pulp dan kertas terus mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Dewasa ini industri pulp dan kertas Indonesia memiliki 80 perusahaan, besar dan kecil serta baru dan lama dengan nilai investasi mencapai US$


16 milyar dengan jumlah tenaga kerja yang terlibat langsung sebanyak 178.624 orang serta devisa senilai US$ 2,817 milyar. Total kapasitas pabrik pulp mencapai 6,4 juta ton per tahun sementara pabrik kertas mencapai 10 juta ton per tahun. Semua jenis kertas telah diproduksi, bahkan terdapat kelebihan untuk diekspor, yaitu 45 % pulp dan 30 % kertas (dewataart.wordpress.com, 2009). Tabel 2. 2 Harga Pulp Oktober 2009 - Pebruari 2010 (US$/ton) Jenis

Oktober

Nopember

Desember

Januari

Pebruari

Maret

April

Mei

Pulp

2009

2009

2009

2010

2010

2010

2010

2010

760-770

780-800

800

830

860

890

930

960

800

830

830

850

880

910

960

1000

670-680

690-710

690-710

720

750

780

830

870

650

700

700

730

760

790

840

890

700

730

730

760

790

820

870

920

580-590

620-630

640-660

720

750

800

850

Serat Panjang Eropa Amerika Serikat Asia

Serat Pendek Eropa Amerika Serikat Asia

670690

(BBPK, 2010)

2. 3 Limbah Agar-agar Pemanfaatan rumput laut sebagai bahan baku pembuatan agar-agar kertas masih belum optimal. Tingkat efisiensi dari proses pengolahan agar-agar kertas di daerah Pameungpeuk sekitar 17 % atau dari 30 kg bahan baku rumput laut kering menjadi 5 kg agar-agar kertas tiap satu proses produksinya dan limbah padat yang dihasilkan sebanyak 30 kg dalam keadaan basah. Pada tahun 2008 limbah dari pengolahan rumput laut sekitar 1.682.542 ton. Jumlah yang besar ini sangat disayangkan jika tidak diolah dan dimanfaatkan dengan baik (Harvey 2009). Sebanyak 1.682.542 ton limbah industri agar-agar dapat dikonversikan sebanyak 25% menjadi pulp, yaitu sekitar 420.635,5 ton pulp (Kim et al, 2007)


Tabel 2. 3 Perusahaan Produsen Agar-agar di Indonesia No.

Nama Perusahaan

Lokasi

1.

PT. Agarindo Bogatama

Tangerang, Banten

2.

PT. Alloy Jelly/Alloy Mandiri Food

Tangerang, Banten

3.

Caragenan Indonesia

Malang, Jawa Timur

4.

PT. Indofreeze Industrial Ltd

Bogor, Jawa Barat

5.

PT. Indoking Aneka Industri

Dairi, Sumatera Utara

6.

Jely Agar-agar

Tangerang, Banten

7.

PT. Merlindo Rekamatra

Bandung, Jawa Barat

8.

PT. Multi Karya Flora

Malang, Jawa Timur

9.

Pratama Agung

Jakarta Utara, D.K.I Jakarta

10.

CV. Riyana Cipta Pangan

Cirebon, Jawa Barat

11.

PT. Satelit Sriti

Pasuruan, Jawa Timur

12.

PT. Sinar Kencana Surabaya

Surabaya, Jawa Timur

13.

Sindura Agung

Jakarta Barat, D.K.I Jakarta

14.

CV. Top Food Industry

Jakarta Timur, D.K.I Jakarta

15.

PT. Agar Sehat Makmur Lestari

Jawa Barat

16.

PT. Dunia Bintang Walet

Petamburan, D.K.I Jakarta

17

CV. Agar Sari Jaya

Lawang, Jawa Timur

18.

PT. Usahatama Graha Sakura

Grogol, DKI Jakarta

19.

P.T Forisa Nusapersada

DKI Jakarta

20.

CV. Sumber laut

Lampung

21.

CV. AA Bersaudara

Bekasi, Jawa Barat

22.

UD. Rumput Laut

Cakra Negara

23.

PT. Agar Sari Jaya Utama

Karawaci, Tangerang

24.

PT. Agarindo Rasa Utama

Karawaci, Tangerang

25.

PT. Amarta Carrageenan Indonesia

Desa Jerukpurut, Gempol

26.

PT. Bola Dunia Walet

Taman Sari, Jakarta


27.

UD. Carragenan Indonesia

Blimbing, Malang

28.

PD. Dunia Manis

Karawaci, Tangerang

29.

Dunia Walet

Penjaringan, Jakarta

30.

PT. Gelinti Utama

Kebon Melati, Jakarta

31.

PT. Indoking Aneka Agar-Agar Industri

Medan, Sumatera Utara

32.

Sri Gunting Agar-Agar

Singosari

33.

CV. Sinar Rezeki

Cikupa, Banten

34.

CV. Riadi

Mataram

35.

UD. Tirta Utama

Gudo, Jawa Timur

36.

PT. Sedapindo Trijaya

Bekasi, Jawa Barat

37.

PT. Satelit Sriti

Semarang, Jawa Tengah

38.

PT. Satelit Sriti

Desa Gondang, Pandaan

39.

PT. Pantai Samudra

Cikoke, Sukabumi

40.

CV. Maju Makmur Mandiri

Petamburan, Jakarta

41.

PT. Rapid Niaga Internasional

Makassar, Sulawesi

42.

CV. Maju Makmur Mandiri

Petambuan, Jakarta

(Depperin, 2009)

Kapasitas pabrik PT. Agarindo Bogatama pada tahun 1999 adalah 3000 ton/tahun kemudian meningkat pada tahun 2009 menjadi 5300 ton/tahun dan PT. Agar Sehat dengan kapasitas 600 ton/tahun (Dinas Kelautan dan perikanan Sulawesi Tengah, 2010 ; Erwin, 2008). Di daerah Jawa Barat, khususnya di Kecamatan Pameungpeuk, terdapat sekitar 20 pengusaha yang memproduksi agar-agar dengan kapasitas 2 ton/hari dan industri sedang dengan kapasitas 20 ton/hari (Zulmunir, 2009). Untuk semakin meningkatkan produksi agar-agar di Indonesia, pemerintah dan pelaku industri rumput laut berupaya meningkatkan kapasitas produksi bahan olahan menjadi 30 ton/hari dari sebelumnya 10 ton/hari untuk 200 pengusaha industri menengah (Departemen Kelautan dan Perikanan, 2010). Berdasarkan hasil penelitian Balai Riset Kelautan dan Perikanan (2003), limbah industri agar-agar (Gracilaria sp.) memiliki kandungan selulosa yang cukup tinggi, yaitu 45,9%. Kandungan selulosa yang sangat tinggi tersebut merupakan dasar untuk menjadikan limbah industri agar-agar sebagai bahan baku kertas (Jaelani et al, 2010)


Indonesia memiliki potensi perairan budidaya laut sekitar 1.115.050 Ha yang tersebar dari NAD hingga Irian Jaya. Gracilaria telah dibudidayakan di tambak terutama di Sulawesi Selatan tepatnya di Kabupaten Pelopo dan di Jawa Timur yaitu Gresik. Produktivitasnya bekisar 1,5-2 ton rumput laut kering per hektar. Table 2.4 Potensi lahan perairan pengembangan budidaya rumput laut Provinsi

Luas Area (Ha)

Nanggroe Aceh Darussalam

104.100

Sumatera Utara

2.000

DKI Jakarta

1.800

Jawa

37.100

Bali

18.100

Nusa Tenggara

17.150

Sulawesi

226.300

Maluku

206.600

Irian Jaya

501.900

Total

1.115.050

(Basmal dan Irianto, 2006)

Luasnya lahan untuk budidaya rumput laut serta banyaknya volume yang dihasilkan merupakan suatu indikasi bahwa bahan baku industri agar-agar memiliki keterjaminan dalam hal kontinuitas. Berdasarkan hal tersebut, dapat dikatakan bahwa dengan adanya keterjaminan bahan baku industri agar-agar pada akhirnya akan menjamin ketersediaan bahan baku industri kertas berbasis limbah industri agar-agar (Jaelani et al, 2010) Indonesia memiliki lahan untuk budidaya rumput laut (bahan dasar Industri agar) yang sangat luas, hingga mencapai 2 juta ha (20% dari total potensi lahan perairan laut berjarak 5 km dari garis pantai), dengan volume 46,73 juta ton pertahun (Purnomo dan Suryati, 2007). Dari jumlah keseluruhan tersebut, sampai saat ini baru dimanfaatkan sekitar 0,7 juta ton per tahun (Dahuri, 2004). Dari Tabel 2. 5, dapat diketahui bahwa baik luas areal penanaman, maupun produksi rumput laut di Indonesia terus mengalami peningkatan. Selain itu, laju peningkatan luas areal budidaya rumput laut di Indonesia ialah 21% (Purnomo dan Suryati, 2007). Laju


peningkatan produksi rata-rata rumput laut di Indonesia adalah 54% (Dahuri, 2004). Luasnya lahan untuk budidaya rumput laut serta banyaknya volume yang dihasilkan, merupakan suatu indikasi bahwa bahan baku industri agar-agar memiliki keterjaminan dalam hal kontinuitas. Berdasarkan hal tersebut, dapat dikatakan bahwa dengan adanya keterjaminan bahan baku industri agar-agar, pada akhirnya akan menjamin ketersediaan bahan baku industri kertas berbasis limbah industri agar-agar (Jaelani et al, 2010). Tabel 2. 5 Peningkatan Luas dan Produksi Rumput Laut di Indonesia Tahun Luas Areal (ha) Produksi (ton) 2004

21.500

410.570

2005

29.923

910.636

2006

33.580

1.079.850

2007

37.504

1.343.700

(Purnomo dan Suryati, 2007)

Bahan baku utama serat berasal dari ampas rumput laut yang tidak terpakai, ternyata menjadi penghasil limbah pencemar lingkungan. Hal tersebut diperkuat dengan volume ampas yang bisa mencapai 70% dari total produksi agar-agar (Mudzakir, 2007). Sehingga dari data table 2.5 diperoleh kapasitas limbah agar-agar sebagai berikut: Tabel 2.6 Ketersediaan limbah agar-agar Tahun

Produksi (ton)

Limbah agar-agar (ton)

2004

410.570

287.399

2005

910.636

637.445,2

2006

1.079.850

755.895

2007

1.343.700

940.590

2008

2.403.631

1.682.542

Dari asumsi yang diperhitungkan oleh Kim (2007), maka konversi pulp yang dapat dihasilkan adalah sebagai berikut:


Tabel 2.7 Konversi pulp yang dihasilkan dari ketersediaan limbah agar-agar Tahun

Produksi (ton)

Limbah agar-agar (ton)

Pulp yang dihasilkan

2004

410.570

287.399

71.849,75

2005

910.636

637.445,2

159.361,3

2006

1.079.850

755.895

188.973,75

2007

1.343.700

940.590

235.147,5

2008

2.403.631

1.682.542

420.635,5

Tabel 2. 8 Kandungan di dalam Limbah Agar-agar Kandungan

Jumlah ( % berat kering ampas)

Kadar air

7,63

Kadar Abu

15,30

Protein Kasar

15,53

Lemak

0,19

Karbohidrat

61,35

-

Serat Kasar

11,56

-

Selulosa

16,03

-

Hemiselulosa

25,23

-

Lignin

3,10

(Hartati, 2001)

2. 3 Proses Pembuatan Pulp 2. 3. 1 Secara Umum Urutan proses pembuatan pulp adalah persiapan bahan baku, pembuatan pulp (secara kimia, semikimia, mekanik atau limbah kertas), pemutihan, pengambilan kembali bahan kimia dan pengeringan pulp (PT. PINDO DELI, 2007) Proses pembuatan pulp umumnya dibagi dalam beberapa tahapan yang akan dijelaskan berikut ini.

2. 3. 1. 1 Pemilihan Jenis Kayu Jenis kayu yang banyak digunakan dalam pembuatan pulp adalah:


1. Kayu lunak (softwood), adalah kayu dari tumbuhan konifer contohnya pohon pinus. 2. Kayu keras (hard wood), adalah kayu dari tumbuhan yang menggugurkan daunnya setiap tahun. 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. 3. Kayu lunak yang memiliki panjang dan kekasaran lebih besar digunakan untuk memberi kekuatan pada pulp. Pulp umumnya tersusun atas campuran kayu keras dan kayu lunak untuk mencapai kekuatan dan permukaan cetak yang diinginkan pembeli. Kayu sebagai bahan dasar dalam industri pulp mengandung beberapa komponen antara lain : 1. Selulosa, tersusun atas molekul glukosa rantai lurus dan panjang yang merupakan komponen yang paling disukai dalam pembuatan kertas karena panjang, kuat. 2. Hemiselulosa, tersusun atas glukosa rantai pendek dan bercabang. Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pulping. 3. 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 selulosa secara signifikan 4. 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 pulp.

2. 3. 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. 3. 1. 3 Pembuburan Kayu (Pulping) Dalam proses pulping secara kimiawi ditambahkan panas dan zat kimia pada serpihan kayu yang dimasukkan ke dalam tabung bertekanan yang disebut digester. Pembuatan pulp dengan proses kraft menggunakan larutan putih (white liquor), yaitu larutan campuran sodium hidroksida dan sodium sulfida yang secara selektif akan melarutkan lignin dan membuatnya lebih larut dalam cairan pengolah. Setelah 2-4 jam, campuran antara pulp, sisa zat kimia dan limbah kayu dikeluarkan dari digester. Pulp kemudian dicuci untuk memisahkannya dari cairan hitam (sisa zat kimia dan limbah). Larutan yang mengandung serat kayu terlarut kemudian masuk ke digester dan dipanaskan. Larutan hasil pemanasan yang berwarna hitam (black liquor) dipisahkan dari pulp (brownstock) setelah proses pemanasan. Dalam batch digester, pulp (brownstock) diambil dari dasar digester tabung untuk dilanjutkan dengan pencucian. Pada digester bersinambungan, pencucian dilakukan di dalam digester untuk menghilangkan larutan lain dan mendinginkan pulp. Kraft pulping adalah proses dengan hasil rendah yaitu hanya 45% dari kayu akan menjadi pulp yang dapat digunakan. Pulp atau disebut brownstock pada tahap ini siap untuk diputihkan.

2. 3. 1. 4 Pencucian (Washing) 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.

2. 3. 1. 5 Refining Pulp melewati slot dalam piringan yang berputar untuk memisahkan gumpalan selulosa menjadi serat dan mempersiapkan pulp untuk proses pembuatan kertas. Serat dipotong dengan panjang yang seragam dan diperlakukan untuk memperbaiki ikatan dan kekuatan produk akhir kertas.

2. 3. 1. 6 Delignifikasi Oksigen Penghilangan lignin (delignifikasi) menggunakan oksigen diperlukan untuk menghilangkan sisa lignin dari brownstock yang merupakan tahap pra-bleaching. 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 delignifikasi akan mengurangi jumlah klorin yang dibutuhkan dalam proses pemutihan (bleaching).

2. 3. 1. 7 Bleaching Bleaching dilakukan dalam beberapa tahap dengan tujuan menghilangkan lignin tanpa merusak selulosa. Dalam industri pulp terdapat beberapa tahap dalam proses pemutihan. Masing-masing tahapan dijabarkan di bawah ini. •

C : tahap klorinasi, menggunakan Cl2 dalam media asam

•

E : Extraksi Alkali, untuk melarutkan hasil degradasi lignin yang terbentuk pada tahap sebelumnya dengan larutan NaOH.

•

D : Klorin dioksida, mereaksikan ClO2 dengan pulp pada kondisi asam

•

O : Oksigen, digunakan pada tekanan tinggi dan suasana basa

•

H : Hipoklorit, mereaksikan NaClO dalam media basa

•

P : Peroksida, reaksi dengan hidrogen peroksida (H2O2) dalam kondisi basa

•

Z : Ozon, menggunakan ozon (O3) dalam kondisi asam

•

X : Xylanase, Biobleaching dengan enzim murni mikroba dalam kondisi netral


Proses bleaching biasanya melibatkan 4-6 tahap. Di beberapa industri, tahap Q (Q-stage) juga digunakan yang merupakan tahap chelation untuk menghilangkan zat anorganik sebelum pengolahan dengan peroksida. Standar industri hingga beberapa tahun lalu adalah bleaching dengan urutan CEDED yaitu tahap klorinasi yang diikuti ekstraksi alkali, pengolahan dengan klorin dioksida, ekstraksi alkali dan pengolahan akhir klorin dioksida. Proses yang lebih modern telah beralih dari penggunaan klorin (C-stage) karena menghasilkan senyawa toksik aromatik terklorinasi (dioxin dan dibenzofuran) dalam efluen instalasi bleaching, contohnya menerapkan urutan OXED yaitu menggunakan pemutih oksigen yang diikuti penerapan enzim xilanase, ekstraksi alkali dan klorin dioksida. Tahapan

dalam

bleaching

disimbolkan

dengan

DED

dimana

D

melambangkan klorin dioksida (ClO2) dan E melambangkan ekstraksi alkali. Dalam tahap ini, brownstock dicampur dengan ClO2 dalam reaktor D1 yang akan bereaksi dengan lignin. Pencucian mengikuti tahap ini untuk menghilangkan senyawa lignin yang beikatan dengan klor dari bubur kayu. NaOH ditambahkan pada aliran pulp dalam menara E dan diikuti dengan pencucian. Ekstraksi berfungsi untuk menetralisasi pulp dan memperbaiki proses pencucian sebelumnya. Menara D2 adalah tahap akhir dari proses bleaching dimana ClO2 memberikan pemutihan terakhir pada pulp. Jika proses bleaching diawali dengan delignifikasi oksigen, maka prosesnya disingkat menjadi ODED. Klorin biasanya diperoleh melalui proses elektrolisis dari NaCl yang menghasilkan Cl2 dan NaOH. NaOH yang dihasilkan dapat digunakan pada tahap E. Reaksi kimia elektrolisis dari NaCl diuraikan berikut ini : 2 NaCl + e-

2NaOH + Cl2 + H2

Klorin dioksida diperoleh dari sodium klorat dengan katalis asam sulfit. Produk lainnya adalah Na2SO4 yang dapat digunakan dalam proses kraft pulping. Reaksinya diuraikan berikut ini. NaClO3 +SO2

2ClO2 + Na2SO4

(Rini, 2002)


2. 3. 1. 8 Pengujian terhadap Pulp 1. Bilangan Kappa Pengujian ini mengindikasikan kandungan lignin dan kemampuan pulp tersebut untuk diputihkan. Pengujian ini didasarkan kepada reaksi dengan Kalium Permanganat (KMnO4). Normalnya pulp setelah melewati tahap proses bleaching diketahui dengan cara menganalisa bilangan kappa pulp di laboratorium. 2. Viskositas Pengujian terhadap viskositas dilakukan untuk menentukan kekuatan yang dimiliki pulp. pengujian mengevaluasi derajat polimerisasi daripada selulosa atau dengan kata lain degaradasi dari serat selulosa. Pemeriksaan meliputi penentuan viskositas larutan pulp di dalam Cupraetilen Diamin atau Cuprammonium. 3. Brightness Brightness pulp diukur pada tahap yang berbeda-beda di dalam proses pemutihan sebagaimana salah satu tujuan yang palig penting dari proses pemutihan adalah untuk mencapai brightness yang spesifik terhadap pulp yang dihasilkan. Sebuah alat pengukur tingkat refleksi atau pengukur brightness digunakan di laboratorium untuk mengukur brightness, contoh pulp dibuat dalam lembaran. Jadi, nilai brightness 90 ISO artinya, pada kondisi yang standar dari cahaya dan pengamatan, suatu kekuatan memantulkan adalah, (pada panjang gelombang sebesar 457 nm) 90% dari batangan magnesium oksida. Pulp yang keluar dari tahap akhir proses pemutihan secara normal diperiksa brightnessnya.

4. Konsistensi Konsistensi yang meninggalkan menara pemutihan menuju pulp machine diukur dan dicatat oleh instrument-instrumen yang terpasang dijalur tersebut. Pengukuran

ini

adalah

untuk

dibandingkan

terhadap

pemeriksaan

laboratorium. 5. Klorin yang tersisa


Pemeriksaan terhadap senyawa klorin yang tersisa di dalam stock pulp pada tahap klorin dioksida dilakukan untuk mengendalikan dosis bahan kimia. 6. Pengujian yang lain Tambahan terhadap pemeriksaan yang rutin ini, ada juga pengujian yang dikerjakan secara regular yang pada dasarnya untuk menjalankan pabrik secara efisien. Semua larutan kimia yang dipergunakan di pabrik diuji sewaktu-waktu secara regular yaitu menyangkut konsentrasi dan filtrat yang berasal dari alat washer tersebut diperiksa kandungan seratnya. Dissolving pulp yang diputihkan membutuhkan pengujian yang khusus untuk mempertegas spesifikasi kualitasnya. Ini termasuk analisa abu, pengujian terhadap zat-zat pengotor organik, pengujian kelarutannya terhadap alkali, pengujian reaktifitasnya dan lain-lain (Sirait, 2003).

2. 3. 2 Proses Pembuatan Pulp dari Limbah Industri Agar-agar (Gracilaria) Pada dasarnya, proses pembuatan kertas berbasis limbah indusri agar-agar hampir sama dengan proses pembuatan kertas berbasis rumput laut. Proses tersebut dibagi ke dalam beberapa tahap berikut ini. 2. 3. 2. 1 Tahap Persiapan Bahan Baku Limbah industri agar-agar terlebih dahulu dipotong-potong menjadi berbentuk chip dengan ukuran 2-3 cm secara manual dengan menggunakan pisau. Hal ini bertujuan untuk memudahkan pemasakan dan penyeragaman penetrasi larutan pemasak ke dalam chip. Potongan-potongan tersebut kemudian dijemur hingga mencapai kadar air kering udara sekitar 15-20%. Penentuan kadar air dilakukan dengan menggunakan metode oven pada suhu 105oC hingga diperoleh berat konstan. Nilai kadar air diperlukan untuk menetapkan persentase bahan kimia yang akan digunakan dalam pemasakan. Perhitungan kadar air dilakukan dengan menggunakan rumus: Kadar Air (%) =

A-B ×100 % B


2. 3. 2. 2 Pemasakan Bahan Baku Pemasakan bahan baku dilakukan dalam rotary digester mini dengan tekanan 9-10 atm serta suhu pemasakan 100OC. Pemasakan tersebut dilakukan dengan menggunakan NaOH 2% b/b terhadap bobot kering oven serat limbah industri agaragar. Waktu yang digunakan dalam pemasakan ini adalah selama 1 jam dengan perbandingan limbah industri agar-agar dan larutan pemasak 1:8. Setelah pemasakan, pulp dicuci dengan menggunakan air bersih sehingga bebas dari larutan pemasak dan bahan-bahan yang tidak diinginkan (ditandai dengan air cucian dalam keadaan netral atau pH 6-7). Pulp yang masih menggumpal atau belum sempurna penguraiannya, disempurnakan penguraian seratnya dengan menggunakan alat desindrator selama 15 menit. Bahan pulp dari hasil penguraian tersebut kemudian dimasukkan pada penyaring hidrolik berukuran 60 mesh dan ditampung dengan penyaring berukuran 80 mesh, kemudian dikeluarkan airnya dengan menggunakan centryfuge.

2. 3. 2. 3 Penentuan Rendemen Pemasakan Pulp hasil pemasakan diturunkan kadar airnya dan ditimbang bobotnya (C), kemudian diambil sampel dan ditimbang bobotnya (B), lalu dikeringkan dalam oven hingga beratnya konstan (A). Jika berat kering oven limbah industri agar-agar adalah D maka rendemen pemasakannya dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini. R (%) =

(A : B) × C ×100 % D

Keterangan: R = Rendemen Pemasakan (Jaelani et al, 2010)

2. 4 Bleaching 2. 4. 1 Bleaching secara Umum Bleaching merupakan suatu rangkaian proses akhir yang sangat penting dalam proses produksi pulp. Secara definisi, bleaching adalah memindahkan atau menghilangkan warna dari residu lignin dari kimia pulp untuk meningkatkan brightness, mempertahankan kestabilan brightness, kebersihan, dan sifat-sifat lain


yang tidak diinginkan, dengan syarat bisa mempertahankan kekuatan selulosa dan daerah karbohidrat dalam pulp dari serat yang tidak diputihkan (Saputra, 2008) Bleaching pulp harus menggunakan bahan kimia yang bersifat reaktif untuk melarutkan sisa lignin yang ada di dalam pulp agar diperoleh derajat putih yang tinggi. Namun harus dijaga agar penggunaan bahan kimia tersebut tidak menyebabkan kerusakan selulosa yang lebih besar dan pencemaran lingkungan yang berbahaya. Bahan kimia yang digunakan dalam proses pemutihan terbagi menjadi dua macam yaitu (Batubara, 2006) : 1. Oksidator Oksidator berfungsi untuk mendegradasi dan menghilangkan lignin dari gugus kromofor. Oksidator yang sering digunakan adalah khlor (C), Oksigen (O), Hipoklorit (H), Klordioksida (D), Peroksida (P), Ozon (Z), dan Nitrogen dioksida (N). 2. Alkali Alkali berfungsi untuk mendegradasi lignin dengancara hidrolisa dan melarutkan gugus gula sederhana yang masih bersatu dalam pulp. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi proses pemutihan antara lain (Batubara, 2006) : 1. Konsentrasi Reaksi lebih dapat ditingkatkan dengan menambah konsentrasi pemutih 2. Waktu reaksi Pada umumnya perlakuan bahan kimia pemutih terhadap pulp akan menjadi lebih reaktif dengan memperpanjang waktu reaksi. Namun waktu reksi yang terlalu lama juga akan merusak rantai selulosa dan hemiselulosa. 3. Suhu Peningkatan suhu mengakibatkan terjadinya peningkatan pada reaksi pemutihan. Penentuan suhu bervariasi tergantung pada jenis bahan kimia pemutih yang digunakan. Suhu pemutihan biasanya berkisar antara 20 – 110OC


4. pH pH mempunyai pengaruh yang sangat vital terhadap semua proses pemutihan. Nilai pH tergantung pada bahan pemutih yang digunakan.

Proses pemutihan diaplikasikan menggunakan beberapa tahap (multitahap) untuk memperoleh pulp yang memiliki derajat putih yang sangat tinggi dan stabil. Proses pemutihan dengan multitahap merupakan sebuah metode pemurnian pulp dengan cara menambahkan bahan kimia pemutih dan pemurni dalam beberapa tahap ang dipisahkan dengan perlakuan pencucian dengan air atau alkali diantaranya, dimana hasil reaksi akan dikeluarkan dalam perlakuan pencucian. Di dalam proses pemutihan menggunakan beberapa tahap, beragam kotoran di dalam serat dikeluarkan sedikit demi sedikit dan tampak menyebabkan kerusakan yang serius pada serat. Proses-proses itu diantaranya adalah (Smook, 1989) : Chlorination (C)

: reaksi dengan klorin dalam suasana asam

Alkaline Extraction (E)

: reaksi pelarutan produk dengan NaOH

Hypochlorite (H)

: reaksi dengan hypochlorite dalam larutan alkali

Peroxide (P)

: reaksi dengan peroxide dalam suasana alkali

Oxygen (O)

: reaksi dengan oksigen pada tekanan tinggi dalam suasana alkali

(DC) atau (CD)

: campuran chlorine dan chlorine dioxide dalam suasana asam

2. 4. 1. 1 Proses Bleaching dengan Oksigen (O) Proses oksidasi merupakan reaksi pokok dalam pemutihan yang bertujuan untuk menghilangkan lignin sehingga oksigen dapat digunakan sebagai bahan pengoksidasi paling mudah dan paling murah untuk proses pemutihan. Namun karena oksigen bukan untuk mendegradasi lignin yang selektif maka pulp kimia tidak dapat diputihkan hanya dengan oksigen untuk memperoleh derajat putih yang tinggi tanpa merusak polisakarida, yang pada akhirnya akan menghasilkan sifat-sifat kekuatan yang sangat jelek.


Penggunaan oksigen sebagai pemutih memiliki keuntungan antara lain pengurangan pemakaian gas klor atau klordioksida sehingga masalah pencemaran dapat dicegah seminimal mungkin. Bleaching dengan oksigen berlangsung pada temperatur 90-110oC selama 60120 menit dengan konsistensi rendah hingga sedang (3-17 %). Pertimbangan pemutihan oksigen pada konsistensi sedang didasarkan pada teknik industrinya yang lebih mudah dan selektivitas kelarutan lignin yang lebih tinggi (Batubara, 2006). Kondisi proses bleaching dengan oksigen (Priti, 2008) : Konsistensi pulp

: 10 %

NaOH

: 2,0 %

Hidrogen peroksida

: 0,5 %

Tekanan oksigen

: 0,6 MPa

Temperatur proses

: 90oC

Waktu proses

: 60 menit

Tabel 2. 6 Kondisi Operasi Delignifikasi Oksigen Mixed Tropical Hardwood Parameter

Mixed Tropical Hardwood

Temperatur, oC

87-90

O2 charge, kg/ADT

14-17

NaOH charge, kg/ADT

16-18

pH

10,8-11,0

Konsistensi, %

12

Waktu reaksi, menit

120

Starting kappa number

13-14

(Priti, 2008)

2. 4. 1. 2 Proses Bleaching dengan Ozon (Z) Gas ozon dapat mengoksidasi semua ikatan rangkap pada semua gugus alifatik dan aromatik. Gas ozon merupakan gas yang tidak stabil dan dapat berubah secara perlahan-lahan pada temperatur ruangan dan tekanan atmosfir. Selektifitas gas ozon lebih tinggi apabila dilarutkan dalam asam asetat jika dibandingkan dengan air. Keuntungan pemutihan dengan gas ozon di dalam air antara lain : bahan pemutih yang baik, waktu reaksi yang pendek, temperatur pemutihan yang rendah


dan tanpa tekanan serta tidak terjadi pencemaran lingkungan. Sementara kerugian pemutihan dengan menggunakan gas ozon adalah kerusakan karbohidrat di dalam pelarut air relatif lebih besar akan tetapi dapat diatasi dengan pelarut asam asetat, biaya produksi untuk pembuatan generator ozon relatif mahal, kulit dan sisa-sisa kayu tidak termasak menyebabkan derajat bersih kertas menurun (Batubara, 2006).

2. 4. 1. 3 Proses Bleaching dengan Menggunakan Peroksida (P) Peroksida tidak hanya digunakan untuk memutihkan pulp mekanik tetapi juga digunakan dalam serangkaian tahap pemutihan pada industri pulp kimia. Bahan kimia ini sering digunakan pada tahap akhir rangkaian proses pemutihan dan menghasilkan peningkatan derajat putih dan stabilitas pada pulp tanpa mengalami penurunan rendemen dan lignin yang signifikan. Umumnya tahap peroksida menggunakan bahan kimia berupa natrium peroksida (Na2O2), hidrogen peroksida (H2O2) atau kombinasi keduanya (Batubara, 2006). Hidrogen peroksida termasuk zat oksidator yang bisa digunakan sebagai pemutih pulp yang ramah lingkungan. Di samping itu, hidrogen peroksida juga mempunyai beberapa kelebihan antara lain pulp yang diputihkan mempunyai ketahanan yang tinggi serta penurunan kekuatan serat sangat kecil. Pada kondisi asam, hidrogen peroksida sangat stabil, pada kondisi basa mudah terurai. Peruraian hidrogen peroksida juga dipercepat oleh naiknya suhu. Zat reaktif dalam sistem pemutihan dengan hidrogen peroksida dalam suasana basa adalah perhydroxyl anion (HOO-) (Dence and Reeve, 1996). Hidrogen Peroksida didalam air akan terurai menjadi ion H+ dan OOH-. Ion OOH- ini merupakan oksidator kuat yang berperan pada proses pemutihan pulp karena zat warna lama atau pigmen alam yang merupakan senyawa organik yang mempunyai ikatan rangkap dapat dioksidasi menjadi senyawa yang lebih sederhana atau direduksi menjadi senyawa yang mempunyai ikatan tunggal, sehingga dihasilkan pulp putih (Andra, 2007). Jumlah hidrogen peroksida yang dikonsumsi untuk proses bleaching dalam suasana basa adalah 40%-75% berat kering pulp (Lachenal et al, 1991). Keuntungan lain dari penggunaan peroksida sebagai bahan pemutih adalah kemudahan dalam penanganan dan penerapan serta menghasilkan produk yang relatif


tidak beracun dan tidak berbahaya. Namun kekurangannya adalah harga bahan kimia peroksida dan bahan aditifnya yang masih tinggi (Batubara, 2006). Tabel 2. 7 Dosis NaOH Optimum untuk Berbagai Variasi Dosis H2O2 dalam Proses Pemutihan Kraft Pulp Dosis H2O2 (% berat kering pulp)

Dosis NaOH (% berat kering pulp)

1

2 – 2,5

1,5

2–3

2

2–3

3

2,5 – 3,5

4

3-4

Kondisi Operasi : Temperatur 90oC ; 2 jam ; konsistensi 10% - 15% (Dence dan Reeve, 1996)

2. 4. 1. 4 Proses Bleaching dengan Menggunakan Klorin Dioksida Klorin dioksida telah menjadi bahan kimia pemutih yang sering digunakan sebagai pengganti klorin. Bahan kimia ini memiliki selektivitas yang tinggi untuk mengoksidasi struktur kromofor yang menjadikan tahap ini sering diletakkan pada tahap permulaan dari serangkaian tahap bleaching. Klorin dioksida mengalami pertukaran elektron dengan cepat menjadi klorit dalam larutan asam dan netral. Senyawa ini dapat terurai dalam kondisi keasaman dan suhu yang tinggi. Reaksi dekomposisi klorin dioksida dikatalisasi dengan beragam senyawa seperti senyawa karbonat atau lainnya. Klorin dioksida terkonversi menjadi ion klorit dengan bantuan senyawa pereduksi, seperti hidrogen peroksida, asam sulfat, arsenit, iodida dan lainlain. Jika menggunakan hidrogen peroksida, senyawa ini mudah membentuk ion hidroperoksi dan menjadi reaktif. Maka dipilih senyawa asam sulfat yang lebih aman dan menjadi bagian penting dalam proses bleaching dengan tahap klorin dioksida. Dengan pH yang rendah dapat meningkatkan konversi klorin dioksida menjadi ion klorit dan klorida Hasil yang diperoleh dari tahapan klorin dioksida adalah kecerahan yang dapat mencapai 90% ISO (untuk lebih dari 2 tahap D), faktor kappa ± 0,22 pada konsistensi 10 % (Sixta, 2006).


2. 4. 2 Proses Bleaching pulp dari Rumput Laut Merah Sebelum proses bleaching, ampas didapat dengan mengekstraksi rumput laut sehingga terpisah antara agar-agar dan ampas. Pada proses bleaching, digunakan dua bahan pemutih. Tahap yang pertama yaitu klorin dioksida dan untuk tahap kedua yaitu hidrogen peroksida. Untuk tahap pertama, digunakan klorin dioksida aktif 5% berat kering rumput laut pada pH 3,5. Temperatur, waktu tinggal dan pH yang digunakan adalah masing-masing 80oC, 60 menit dan 3,5. pH dikontrol dengan penambahan asam sulfat. Pada tahap kedua, digunakan hidrogen peroksida 5% berat kering pulp. Temperatur, waktu tinggal dan pH yang digunakan adalah masingmasing 80oC, 60 menit dan 12. pH dikontrol dengan penambahan Natrium hidroksida. Tahap kedua diulang sampai mendapat kecerahan pulp lebih dari 80%. Digunakan dua jenis rumput laut merah (G. amansii, dimana ditemukan di pulau Jeju, Republik Korea Selatan dan G. corneum, diimpor dari Maroko dalam kondisi kering). Tabel 2. 5 dan 2. 6 menunjukkan kondisi ekstraksi dan bleaching yang terjadi dari penggunaan kedua jenis rumput laut tersebut. Tabel 2. 8 Kondisi Ekstraksi Rumput Laut Merah Jenis Rumput Laut

Gelidium corneum

Gelidium amansii

Bahan Kimia

Temperatur (oC) Ampas (%)

Ekstrak (%)

Tanpa bahan

120

43,93

35,2

kimia

140

35,76

51,25

Asam Sulfat

120

40,44

47,66

5%

140

37,56

46,58

Tanpa bahan

120

33,92

31,83

kimia

140

33,34

49,36

Asam Sulfat

120

45,31

27,54

5%

140

33,99

52,21

Tabel 2. 9 kondisi Bleaching dan bagian ampas pada rumput laut merah Jenis Rumput

Temperatur o

Laut Gelidium corneum

( C)

Hasil setelah

Hasil setelah

ekstraksi (%)

bleaching I (%)

Pengulangan Hasil akhir H2O2

(%)

120

43,93

29,86

2

10,43

140

35,76

32,28

4

9,46

120

40,44

29,79

2

9,54


140

37,56

30,65

4

8,54

120

33,92

25,85

3

10,46

Gelidium

140

33,34

26,27

4

8,63

amansii

120

45,31

25,33

2

8,85

140

33,99

25,23

4

7,62

(Seo et al, 2009)

2. 4. 3 Variabel Proses Bleaching 2. 4. 3. 1 Konsentrasi Pemutih Dosis bahan pemutih yang digunakan pada proses bleaching berpengaruh secara langsung terhadap derajat putih pulp. peningkatan konsetrasi zat pemutih menghasilkan kenaikan derajat putih yang signifikan.

2. 4. 3. 2 derajat Keasaman (pH) Derajat keasaman (pH) merupakan variabel yang penting dalam proses bleaching di tiap tahap. Contohnya pada proses bleaching hidrogen peroksida (H2O2). Pada tahap ini, konsentrasi alkali sangat berpengaruh. Jika konsentrasi NaOH terlalu rendah H2O2 tidak akan berfungsi dengan efektif, tetapi bila terlalu tinggi, laju dekomposisi H2O2 akan melampaui laju reaksi proses bleaching sehingga akan menurunkan derajat putih. Pada pH yang terlalu rendah, konsentrasi anion perhidroksil tidak cukup untuk meningkatkan derajat putih. Pada tahap peroksida, reaksi pemutihan berlangsung pada pH 10-11 (Dence dan Reeve, 1996). Proses pemutihan pulp menggunakan H2O2 akan menghasilkan derajat putih yang maksimum bila disertai dengan penambahan dosis alkali (NaOH) yang optimum.

2. 4. 3. 3 Temperatur dan Waktu Temperatur dan waktu reaksi proses pemutihan sangat erat hubungannya dengan derajat putih dan kualitas pulp. pengurangan waktu tinggal reaksi dapat dilakukan dengan peningkatan temperatur dan sebaliknya derajat putih yang sama dapat dicapai dengan temperatur yang lebih rendah dan waktu tinggal reaksi yang


lebih lama. Temperatur yang tinggi dapat merusak kualitas pulp dan menurunkan derajat putih (Ulia, 2007).

2. 4. 3. 4 Konsistensi Konsistensi adalah persentase berat pulp kering dalam bubur pulp (pulp basah). Konsistensi pulp berpengaruh terhadap derajat putih dan konsumsi bahan pemutih pulp. untuk mencapai derajat putih yang sama, proses pemutihan pulp dengan konsistensi yang rendah membutuhkan bahan pemutih yang lebih banyak daripada pulp yang berkonsistensi lebih tinggi (Dence dan Reeve, 1996).

2. 5 Deskripsi Proses Proses pembuatan pulp pada pra-rancangan pabrik pembuatan pulp dari limbah agar-agar ini pada dasarnya hanya menggunakan proses bleaching saja, yaitu proses bleaching pulp dari rumput laut merah. Adapun beberapa tahapan dalam proses pengolahan limbah agar-agar menjadi pulp berikut ini. 2. 5. 1 Persiapan bahan baku Pada awal proses dilakukan persiapan bahan baku seperti limbah padat agaragar yang akan diolah menjadi pulp dengan derajat putih yang tinggi. Kemudian selanjutnya limbah agar-agar yang berbentuk gumpalan dilewatkan pada conveyor (J-101). Kemudian limbah agar-agar diperkecil ukurannya (dicacah) menggunakan screw conveyor (J-102) dan diteruskan ke tahap bleaching menggunakan elevator (J211).

2. 5. 2 Proses Bleaching 2. 5. 2. 1 Klorin Dioksida (D) Proses awal berlangsung pada mixer (M-210) dimana limbah agar-agar yang telah dicacah, klorin dioksida, H2SO4 dan air dialirkan ke dalam mixer untuk dicampur. Kemudian campuran tersebut dialirkan ke dalam reaktor (R-220) yang diatur temperaturnya sebesar 80oC dan tekanan operasi 1 atm. Klorin dioksida yang digunakan dengan jumlah 5% berat kering limbah dan H2SO4 3,5% berat kering limbah. Proses berlangsung selama 1 jam dengan pH slurry di dalam reaktor 3,5 dan konsistensi pulp 10% (Seo et al, 2010 ; .


Pada tahap bleaching klorin dioksida ini, klorin dioksida (ClO2) habis terkonsumsi pada tahap bleaching dimana 20 % wt diantaranya menjadi klorat sedangkan sisanya mengoksidasi lignin (Dence & Reeve, 1998). R

R 2ClO2

OH

H2O

HClO2

OCH3

2ClO2

H 2O

HClO

2HClO2

COOH

HClO2 2ClO2

HClO

COOCH3

HClO3 H2O

HCl

Gambar 2. 1 Reaksi yang terjadi pada bleaching tahap klorin dioksida (Svenson, 2006)

2. 5. 2. 2 Hidrogen peroksida (P) Pada bleaching tahap terakhir ini diawali dengan dialirkannya pulp hasil proses bleaching tahap I yang telah dicuci dengan Wash Vacuum Filter (H-222) menggunakan air proses, Hidrogen peroksida, larutan NaOH dan air ke dalam mixer (M-320) untuk dicampur. Kemudian campuran tersebut dialirkan ke dalam reaktor (R-330) yang telah diatur temperaturnya sebesar 80oC dengan tekanan 1 atm. Proses ini berlangsung selam 1 jam dengan kebutuhan NaOH dan hidrogen peroksida masing-masing sebanyak 3,5% dan 5%. Untuk tahap bleaching hidrogen peroksida diperlukan konsistensi pulp sebesar 10%-15% dan besar pH adalah 12 (Dence dan Reeve, 1996 ; Seo et al, 2010). Pada tahap bleaching hidrogen peroksida ini, jumlah hidrogen peroksida yang dikonsumsi untuk proses bleaching dalam suasana basa adalah 40%-75% berat kering pulp (Lachenal et al, 1991).

O

H H 2O 2

3H2O

CH3COOH

O

CH3OH

H2O

C

OCH3

R

COOH C

R

COOH


Gambar 2. 2 Reaksi yang terjadi pada tahap bleaching hidrogen peroksida (Henrikkson et al, 2009)

2. 5. 3 Unit Pencucian Akhir Setelah melewati tahap bleaching yang terakhir kemudian bleached pulp dimasukkan ke dalam unit pencucian (H-332) yang bertujuan agar bleached pulp yang dihasilkan bersih dari sisa bahan kimia pemucat sehingga lignin yang terkandung di dalamnya ikut keluar bersama air dan untuk mencuci bahan bleached pulp yang telah dibleaching dari sisa-sisa bleaching. Dan kemudian pulp dilewatkan pada compact press (S-410) untuk mengurangi kadar air juga pada tunnel dryer (A420). Dan akhirnya pulp didinginkan menggunakan blow box (A-430) sehingga akan dihasilkan bleached pulp dengan derajat keputihan yang tinggi. Derajat putih yang dihasilkan adalah 90% dan konsistensi 92% (Seo et al, 2010 ; Amraini et al, 2009).

2. 6

Sifat Bahan

2. 6. 1 Limbah Agar-agar Fungsi : Sebagai bahan yang akan dibleaching 1. Berbentuk gumpalan berwarna putih kecoklatan 2. Tidak berbau 3. Tidak larut dalam air 4. Kandungan selulosa

: 45,9%

5. Rumus molekul

: (C6H10O5)n

(Jaelani et al, 2010)

2. 6. 2 Klorin Dioksida (ClO2) Fungsi : Sebagai bahan kimia pada tahap bleaching klorin dioksida (D) 1. Berat molekul

: 67,45 g/mol

2. Massa jenis

: 3.01 g/cm3

3. Titik leleh

: -59oC

4. Titik didih

: 11oC

5. Entalpi standar

: + 104,60 kJ/mol

6. Entropi standar molar

: 257,22 J/K.mol


(wikipedia2, 2009)

2. 6. 3 Air (H2O) Fungsi : sebagai bahan dalam proses bleaching dan washing 1. Berat molekul

: 18,016 gr/gmol

2. Titik lebur

: 0°C (1 atm)

3. Titik didih

: 100°C (1 atm)

4. Densitas

: 1 gr/ml (4°C)

5. Spesifik graviti

: 1,00 (4°C)

6. Indeks bias

: 1,333 (20°C)

7. Viskositas

: 0,8949 cP

8. Kapasitas panas

: 1 kal/gr

9. Panas pembentukan

: 80 kal/gr

10. Panas penguapan

: 540 kal/gr

11. Temperatur kritis

: 374°C

12. Tekanan kritis

: 217 atm

(Perry dan Green, 1997)

2. 6. 4 Asam Sulfat (H2SO4) Fungsi : Sebagai pengatur suasana asam pada tahap bleaching Klorin Dioksida (D) 1. Berat molekul

: 98,08 g/mol

2. Massa jenis

: 1,84 g/cm3

3. Titik leleh

: 10oC

4. Titik didih

: 337oC

5. Viskositas

: 26,7 cP

(Wikipedia1, 2009)

2. 6. 5 Hidrogen Peroksida (H2O2) Fungsi : Sebagai bahan kimia dalam proses bleaching tahap peroksida (P) 1. Berat molekul

: 34,0147 gr/gmol

2. Titik lebur

: -0,43°C (1 atm)


3. Titik didih

: 150,2°C (1 atm)

4. Densitas

: 1,463 gr/cm3

5. Moment dipol

: 2,26

6. Indeks bias

: 1,34

7. Viskositas

: 1,245 cP (20oC)

8. Panas pembentukan

: -4,007 kJ/gr

9. Kapasitas Panas

: 2.619 J/g K

(Wikipedia, 2010)

2. 6. 6 Natrium Hidroksida (NaOH) Fungsi : Sebagai pengatur suasana basa pada tahap bleaching Peroksida (P) 1. Berat molekul

: 39,9971 g/mol

2. Massa jenis

: 2,1 g/cm3

3. Titik leleh

: 318oC (591 K)

4. Titik didih

: 1390oC (1663 K)

5. Kelarutan dalam air

: 111 gr/100 ml (20oC)

6. Kebasaan (pKb)

: -2,43

3

(Wikipedia , 2009)

xiv


FC LI

TT-102

KETERANGAN GAMBAR J-101

TT-101 TT-102 TT-103 TT-104 TT-105 TT-106 C-101 C-102 C-103 C-201 C-202 C-203 J-101 J-102 J-103 J-104 J-105 J-106 J-107 J-201 M-101 M-102 M-103 R-101 R-102 WVP-101 WVP-102 CP-201 DE-201 BB-201 JB-201

FC

LI

TT-103 J-102 FC

LI

TT-104 J-103 TT-105 C-103

Air Proses

FC

Steam

Superheated 150oC ; 101,325 kPa 12

11 2

15

LI

FC

3

M-103

14 FC

18

5

J-106

6

13

FC

1

8 PI

C-102

PI

16

TC

TC

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

Gudang penyimpanan limbah agar-agar Tangki penyimpanan ClO2 Tangki penyimpanan H2SO4 Tangki penyimpanan H2O2 Tangki penyimpanan NaOH Gudang penyimpanan pulp Screw conveyor pencacah limbah agar-agar Elevator pengangkut limbah agar-agar Conveyor NaOH Conveyor compact press Conveyor tunnel dryer Conveyor blow box Pompa ClO2 Pompa H2SO4 Pompa H2O2 Pompa ke Reaktor ClO2 Pompa ke Mixer H2O2 Pompa larutan NaOH Pompa ke Reaktor H2O2 Pompa ke Compact press Mixer I Mixer II Dilution tank NaOH Reaktor ClO2 Reaktor H2O2 Washer vacuum filter I Washer vacuum filter II Compact Press Tunnel dryer Blow box Blower

4 10

FC

LI

TT-101

PC

FC LI FC

M-101

23

LI

FC

TC

LI

C-101

R-101 FC FC

J-104

M-102

R-102 J-107

FC

FC

20

17 7

J-105

WVP-101

WVP-102

J-201

25

22 CP-201

TT-106

24

E-65

C-201

BB-201

C-202

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

C-203

DE-201 TC

9

19 21

FLOWSHEET PABRIK PEMBUATAN PULP DARI LIMBAH AGAR-AGAR

JB-201

PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN PULP DARI LIMBAH AGAR-AGAR KAPASITAS PRODUKSI 87600 KG/HARI Tanggal

Skala : Tanpa Skala

Digambar

Steam sisa Diperiksa/ Disetujui

Limbah Cair

Nama NIM

: Silvia Nova : 08 0405 075

1. Nama : Dr. Ir. Rosdanelli Hsb, MT NIP : 19680808 199403 2 003 2. Nama : Ir. Renita Manurung, MT NIP : 19681214 199702 2 002


Tanda Tangan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents