PENGARUH PEMAKAIAN WHITE LIQUOR ( LINDI PUTIH ) TERHADAP EUKALIPTUS DAN PINUS MERKUSI PADA UNIT DIGESTER PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA

PENGARUH PEMAKAIAN WHITE LIQUOR ( LINDI PUTIH ) TERHADAP EUKALIPTUS DAN PINUS MERKUSI PADA UNIT DIGESTER PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA

KARYA ILMIAH

J. BONY BOY SIHOMBING 052 409 077

PROGRAM STUDI D-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEM KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

ii

PENGARUH PEMAKAIAN WHITE LIQUOR (LINDI PUTIH ) TERHADAP EUKALIPTUS DAN PINUS MERKUSI PADA UNIT DIGESTER PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

J. BONY BOY SIHOMBING 052 409 077

PROGRAM STUDI D-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEM KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008


iii

PERNYATAAN

PENGARUH PEMAKAIAN WHITE LIQUOR (LINDI PUTIH) TERHADAP EUKALIPTUS DAN PINUS MERKUSI PADA UNIT DIGESTER PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA

KARYA ILMIAH

Saya mengaku bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya

Medan, Juni 2008

J. BONY BOY SIHOMBING 052409077


iv

PENGHARGAAN

Piji syukur penulis pnjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan kasih-Nya hingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagaimana mestinya. Tujuan disusunnya tugas akhir ini adalah untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan studi pada program studi diploma tiga (III) Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam di Universitas Sumatera Utara. Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “ Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus dan Pinus Merkusii Pada Unit Digester.” Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penulisan tugas akhir ini, karena itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima saran yang bersifat membangun untuk penyempurnaan tugas akhir. Akhir kata dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan ucapan terimakasih sebesar-besarnya kepada : 1. Ibu Dr.Rumondang Bulan, MS selaku ketua jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU 2. Ibu Dr.Rumondang Bulan, MS selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu penulis dan memberikan saran – saran sampai penyelesaian karya ilmiah ini. 3. Bapak Agus Raharjo selaku pembimbing lapangan, Bapak Jhon Tarigan yang tetap membimbing dan mengarahkan penulis selama melakukan kerja praktek. 4. Terkhusus buat Ayah dan Ibunda tercinta yang telah mendukung penulis dalam doa yang tulus tiada henti, dana dan semangat hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan pendidikan di Kimia Industri. Tuhan tetap memberkati. 5. Buat rekan-rekan stambuk 2005 Kimia Industri USU 6. Buat sahabat dan teman-teman khususnya Idafarida, Ian Bejack yang selalu bersedia membatu dalam penyelesaian karya ilmiah ini.

Penulis berharap karya ilmiah ini dapat berguna bagi kita semua. Terimakasih

Medan, Juni 2008 Penulis

( J.BONY BOY SIHOMBING )


v

ABSTRAK

Telah dilakukan pengamatan tentang pemakaian white liquor terhadap mutu pulp yang diinginkan dalam proses pemasakan di unit digester, di PT. Toba Pulp Lestari. Porsea. Untuk mendapatkan mutu pulp yang diinginkan seperti kekuatan pulp yang baik, dan keputihan yang tinggi, ini dapat diatur pada proses pemasakan. Dimana pemakaian white liquor disesuaikan dengan jenis kayu ( kayu lunak atau kayu keras ) dan jumlah kayu kering yang akan dimasak serta memperhatikan faktor – faktor yang berpengaruh terhadap pemasakan, sehingga dicapai mutu pulp yang diinginkan. Untuk mengetahui mutu pulp yang dihasilkan pada proses pemasakan ditunjukkan oleh bilangan kappa yang telah didapat dari hasil test laboratorium.


vi

ABSTRACT

Has been done checking about using the white liquor to the quality of pulp that wanted in cooking process at digester unit, in PT. Toba Pulp Lestari, Porsea. To get the quality of pulp that wanted like the good thight of pulp, and the high whiteness, this process are arranged in cooking process. Where, the using of white liquor accorded with the kind of wood ( soft wood or hard wood ) and the number of dry wood that wanna be cooked and take care the factors influenced to the cooking process, so that is reached the quality of pulp that wanted. To know the quality of pulp has produced in cooking process in showed by kappa number has got from the result of laboratory test.


vii

DAFTAR ISI Halaman

Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel

ii iii iv v vi vii viii

BAB I

: PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Permasalahan 1.3. Tujuan dan Manfaat

1 1 4 5

BAB II

: TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori Umum Tentang Kayu 2.1.1 Kayu Lunak 2.1.2 Kayu Keras 2.1.3 Komposisi Kimia Kayu 2.2 Kandungan Bahan Baku 2.2.1 Zat-zat Makromolekul 2.2.2 Zat-zat Berat Molekul Rendah 2.3 Proses Pembuatan Pulp 2.4 Bahan – Bahan Kimia Pemasak 2.4.1 Komposisi Lindi Putih (White Liquor) 2.4.2 Komposisi Lindi Hitam (Black Liquor) 2.5 Kondisi Proses

6 6 6 8 9 9 10 11 13 16 17 18 19

BAB III

:METODOLOGI 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat 3.1.2 Bahan 3.2 Metode Kerja Lapangan

24 24 24 25 25

BAB IV

: HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil 4.1.1 Data Pengamatan 4.1.2 Data Operasi 4.2 Perhitungan 4.3 Pembahasan

27 27 27 28 29 33


viii

BAB V

: KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

36 36 37 38


ix

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.6 Tabel 4.7

: Komposisi Kayu Lunak dan Kayu Keras : Komposisi Lindi Putih : Distribusi Bahan Organik dalam Lindi Hitam Kraft Kayu Lunak : Data Pengamatan dengan Bahan Baku Eukaliptus : Data Pengamatan dengan Bahan Baku Pinus Merkusi : Data Opeasi dengan Bahan Baku Eukaliptus : Data Operasi dengan Bahan Baku Pinus Merkusi : Kapasitas White Liquor untuk Bahan Baku Eukaliptus : Kapasitas White Liquor Untuk Bahan Baku Pinus Merkusi

9 17 18 27 27 28 28 31 32


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Kayu merupakan bahan baku utama yang digunakan dalam pembuatan kertas (pulping). Bahan baku yang digunakan ini adalah kayu lembut (soft wood) yaitu Pinus Merkusi sebagai kayu alam dan kayu keras (hard wood) yaitu Eukaliptus.

Pulp ini diproses dari komponen-komponen kimiawinya yang terdiri dari sellulose, hemisellulose, lignin, dan ekstraktives. Secara umum, pembuatan kertas yang terbaik terjadi pada saat lignin dan bahan ekstraktif lepas dari serat sellulose dan hemisellulose. Bahan ini diproses secara mekanik dan kimia atau juga dengan kombinasi kedua tipe tersebut.

Proses pemasakan (cooking chips) yang digunakan adalah proses sulfat. Proses ini menggunakan bahan kimia aktif sebagai cairan pemasak ( lindi putih ) yaitu Natrium Sulfida (Na2S) dan Natrium Hidroksida (NAOH). Cairan pemasak Na2S diperoleh dengan cara mereduksi Natrium Sulfat dalam recorvery furnace. Fungsi dari Sulfida tersebut adalah mempercepat reaksi delignifikasi sehingga waktu pemasakan lebih pendek.


2

Dalam proses sulfat ini garam (salt) digunakan sebagai make-up chemical losses (mengganti bahan kimia yang hilang) dan bekas pemasakan dapat direcovery untuk pemasakan selanjutnya.

Lindi putih yaitu cairan pemasak terutama yang mengandung Natriun Hidroksida dan Natrium Sulfida mempunyai proporsi molar 5 NaOH + 2 Na2S dan mempunyai pH 13,5 – 14,0. Garam Natrium yang biasanya ada dalam lindi putih dalam jumlah yang kecil adalah Natrium Karbonat, Natrium Sulfat, Natrium Tiosulfat, Natrium Sulfit, dan Natrium Silikat. Untuk proses selanjutnya lindi putih diperoleh dari causticizing green liquor dengan quick lime (CaO). Sedangkan sisa cairan pemasak yang sudah melarutkan zat-zat organik kayu ( lignin dan zat non sellulosa) disebut lindi hitam (black liquor).

Hal yang praktis untuk menyebut semua komponen sodium dari jumlah equivalent adalah Natrium Oksida (Na2O). Penggunaan Na2O sebagai standart dapat kelihatan ganjil sehingga natrium oksida tidak pernah nampak pada pulping solution. Istilah ini telah berkembang sejak beberapa tahun dan biasanya Na2O kita izinkan untuk mengkalkulasikan individual values untuk menentukan alkali aktif , alkali efektif dengan menggunakan Na2O sebagai common base.

Kekuatan sullfiidity dari lindi putih sangat penting. Kekuatan tersebut disebut dengan “gram per liter” dari tingkat persentase alkali aktif dan sulfidity alkali aktif. Lindi putih yang rendah kekuatannya akan mengakibatkan sedikit delignifikasi dan excessive knots dari digester. Liquor yang sangat tinggi kekuatannya akan menghancurkan serat sellulosa dan kekuatan resultan pulp akan sedikit dan hasilnya J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

3

rendah. Dengan adanya Na2S dalam lindi putih tersebut akan mempercepat tingkat delignifikasi tetapi sulfidity hanya di atas 30% tidak menguntungkan, sehingga sellulosa akan turun. Namun kekuatan alkali aktif selalu dijaga sampai 100 – 102 gr / l sehingga sulphidity Na2S 25 %.

Seluruh proses pemasakan chips kayu atau serpihan kayu menjadi bubur kertas adalah terjadi dalam bejana Digester. Digester ini berbentuk silinder vertical dengan diameter 4,2 m, panjang 18,67 m, tekanan 12 kg / cm2, suhunya sekitar 1900C, dan mempunyai volume 200 m3. Alat ini terbuat dari stainless. Tujuan utama pemasakan ini adalah memisahkan serat dengan pengikatnya.

Secara garis besar urutan siklus pemasakan dalam digester yaitu : 1. Chip Filling (Pengisian Chip) 2. Prehidrolisis Kraft (pengaturan suhu dan tekanan dalam pemasakan chips). 3. Liquor Filling (pengisian cairan pemasak yaitu lindi putih dan lindi hitam sebagai make-up dilution). 4. Kraft Cook / Kraft Ramp (menjaga keadaan suhu terhadap waktu atau kombinasi suhu terhadap waktu yang disebut dengan H-Factor sebagai pedoman dalam penentuan tingkat delignifikasi pada pulp). 5. Pulp Blowing (penghembusan pulp dalam digester kedalam blow tank.

Proses selanjutnya akan dilanjutkan pada proses pencucian bubur (washing), penyaringan (filtrasi), pemutihan (bleaching),dan sampai pada proses akhir machine pulp atau pembentukan lembaran pulp yang siap dipasarkan.


4

1.2. Permasalahan

Chip yang dihasilkan untuk memproduksi pulp yang bermutu tinggi adalah memiliki ukuran yang sudah ditentukan. Biasanya ukuran panjang chip yang ideal adalah 10 mm sampai 30 mm dan tebalnya 2 mm sampai 5 mm. Fines, pin chips, over size chips dapat mengurangi kualitas pulp dan dapat merepotkan operasi pada digester.

Cairan pemasak yang disebut dengan lindi putih merupakan suatu larutan encer

NaOH dan Na2S. Umumnya penambahan cairan pemasak didasarkan atas

perbandingan cairan pemasak dengan bahan baku kayu (chips) yang digunakan dengan perbandingan 3,9 : 1, yang artinya dalam 3,9 m3 cairan pemasak dapat melarutkan tiap 1 ton bone dry chips. Kapasitas lindi putih yang ditambahkan pada pemasakan chips yang terlalu sedikit, akan menyebabkan pemasakan chips tidak merata, sedang jumlah lindi putih yang berlebihan akan menyebabkan chips mengalami degradasi yang menurunkan kekuatan pulp (pulp mudah koyak).

Dengan mengamati permasalahan ini, penulis tertarik untuk lebih membahas masalah ini dengan menagambil judul : “Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) terhada Eukaliptus dan Pinus Merkusii pada Unit Digester.”


5

1.3. Tujuan dan Manfaat

1.3.1 Tujuan

Untuk mengetahui pengaruh pemakaian white liquor (lindi putih) yang digunakan sebagai larutan pemasak terhadap kualitas pulp pada bahan baku Eukaliptus dan Pinus Merkusi.

1.3.2 Manfaat

Memberikan informasi mengenai pengaruh pemakaian white liquor ( lindi putih ) sebagai larutan pemasak terhadap kualitas pulp berdasarkan bahan bakunya.


6


BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Umum Tentang Kayu

Berdasarkan jenisnya, kayu secara garis besar telah dibagi dalam dua bagian yaitu kayu keras (hard wood) dan katu lunak (soft wood). Kayu merupakan sumber serat sellulosa yang tinggi. Secara kimia komposisi dari kayu dapat dibagi dalam empat komponen utama,yakni : sellulosa, hemisellulosa, lignin, bahan ekstraktif.

2.1.1 Kayu Lunak

Kayu lunak (softwood), adalah kayu dari tumbuhan konifer contohnya pohon pinus. Secara khasnya hayu lunak tersusun atas serat-serat yanga panjang, maka kayu lunak merupakan bahan baku kelas prima pada pembuatan kertas yang kuat. Pengetahuan tentang keadaan fisik xilem kayu lunak merupakan dasar yang penting untuk dapat memahami kayu dan produk-produk kayu.

Xilem kayu lunak sangat sederhana, kebanyakan spesies memiliki tidak lebih dari empat atau lima macam sel yang berbeda dan hanya satu atau dua tipe sel banyak terdapat. Karena kesederhanaan dan keseragaman stuktur inilah, kayu lunak cenderung serupa dalam kenampakannya. J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

8

2.1.2 Kayu Keras

Kayu keras (hard wood), adalah kayu dari tumbuhan yang menggugurkan daunnya setiap tahun. Kayu yang dibentuk oleh jenis-jenis pohon kayu keras sangat berbeda dengan yang dibentuk oleh jenis-jenis kayu lunak. Kayu lunak memiliki susunan yang seragam dengan sedikit tipe sel, dan karenanya sering gambaran kayunya tidak jelas. Kayu keras dilain pihak, tersusun atas jenis-jenis sel yang sangat berbeda dengan variasi proporsi yang luas dan karenanya sering menjadi unik dan bahkan memiliki gambaran kayu yang sangat indah. Karena gambaran unik yang banyak dimiliki oleh spesies-spesies kayu keras, maka kayu-kayu tersebut banyak digunakan untuk perabot rumah tangga, panil, dan tujuan-tujuan dekoratid yang lain.

Telah disebutkan pada awalnya bahwa kayu lunak mempunyai struktur yang seragam sedangkan struktur kayu keras adalah kompleks. Perbedaan ini dan perbedaan-perbedaan lainnya diiktisarkan sebagai berikut : 1. Kayu lunak tersusun atas sedikit tipe sel yang penting kayu keras tesusun atas banyak tipe sel. 90 – 95% volume xilem kayu lunak tersusun atas sel-sel yang panjang yang dikenal dengan nama trakeid longitudinal. Sisanya terdiri atas jari-jari (baik trakeid jari-jari maupun perenkim jari-jari). Meskipun kadang-kadang terdapat beberapa tipe sel yang lain, namun volumenya tidak seberapa. 2. Hanya kayu keras yang memiliki pembuluh, suatu bangunan yang tersusun atas unsur-unsur pembuluh. Sel-sel angkutan yang dibentuk secara khusus yang dikenal sebagai unsur-unsur pembuluh ini di dalam kayu keras volumenya cukup besar, tetapi tidak pernah terdapat didalam kayu lunak. J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

9

3. Jari-jari yang lebar pada sejumlah kayu keras berlawanan dengan jari-jari yang sempit dan seragam pada kayu-kayu lunak. Kecuali jari-jari bentuk kumparan, jari-jari kayu lunak hanya selebar satu sel atau kadang-kadang dua pada penampang tangensialnya. Secara kolektif, jari-jari menyusun kira-kira 5-7% volume kayu lunak. Jari-jari kayu keras lebarnya berkisar antara 1 sampai 30 sel atau lebih pada sejumlah spesies. Jari-jari ini merupakan penyusun lebih dari 30% volume kayu keras. Volume rata-ratanya adalah 17%. 4. Sel-sel dalam baris radial yang lurus mencirikan kayu lunakl, susunan ini tidak terdapat pada kayu keras. Sel-sel kayu lunak tersusun lurus dalam baris radikal yang sejajar dengan jari-jari yang lurus seperti jeruji; setiap baris sel dibentuk oleh satu inisial bentuk kumparan dalam kambiun. Jari-jari kayu keras jarang tersusun dalam baris radial yang lurus, demikian juga unsur-unsur kayu keras yang lain. Penyimpangan dari susunan radialyang murni terjadi didekat unsur-unsur pembuluh yang besar.

Penting untuk dicatat bahwa suatu ikhtisar perbedaan kayu keras dan kayu lunak tidak meliputi hal-hal yang menyangkut kekerasan relatif kayu yang dihasilkan. Banyak kayu lunak yang menghasilkan kayu yang lebih keras dan lebih padat daripada

kayu

yang

dihasilkan

oleh

sejumlah

kayu

keras.

Kayu lunak yang memiliki panjang dan kekasaran lebih besar digunakan untuk memberi kekuatan pada kertas. Kayu keras lebih halus dan kompak sehingga menghasilkan permukaan kertas yang halus. Kayu keras juga lebih mudah diputihkan hingga warnanya lebih terang karena memiliki lebih sedikit lignin. Kertas umumnya tersusun atas campuran kayu keras dan kayu lunak untuk mencapai kekuatan dan permukaan cetak yang diinginkan pembeli. J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

10

2.1.3 Komposisi Kimia Kayu

Komposisi kimia dari kayu sangat berperan dalam proses pembuatan pulp. Pada proses pulp diinginkan sebanyak mungkin tertinggal sellulosa dan hemisellulosa, sebaliknya lignin dan bahan ekstraktif lainnya seoptimal mungkin dipisahkan dari serat pulp yang dihasilkan sebagai produk. Komposisi kayu lunak dan kayu keras dapat dijelaskan dalam tabel dibawah ini :

Tabel 2.1 : Komposisi kayu lunak dan kayu keras No

Komposisi

Kayu lunak

Kayu keras

(%)

(%)

1

Sellulosa

40 - 44

43 – 47

2

Hemisellulosa

25 - 29

25 – 35

3

Lignin

25 - 29

16 – 24

4

ekstraktif

1-5

2-8

2.2 Kandungan Bahan Baku

Komponen utama penyusun bahan baku pulp adalah sellulosa, selain sellulosa, bahan baku tersebut juga mengandung karbohidrat lainnya yag disebut hemisellulosa, dan sejumlah senyawa non – karbohidrat seperti lignin, mineral, abu. Zat – zat ini dapat mengurangi mutu pulp yang dihasilkan sehingga diperlukan suatu proses untuk memisahkannya dari sellulosa. J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

11

2.2.1 Zat-zat Makromolekul

Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara komponen-komponen makromolekul utama dinding sel , poliosa (hemisellulosa) dan lignin, yang terdapat pada semua kayu, dan komponen-komponen minor dengan berat molekul kecil (ekstraktif dan at-zat mineral) yang biasanya lebih berkaitan dengan jenis kayu terentu dalam jenis dan jumlahnya. Perbandingan dan komposisi kimia lignin dan poliosa berbeda pada kayu lunak dan kayu keras, sedangkan sellulosa merupakan komponen yang seragam pada semua kayu. Dalam kayu didaerah iklim sedang, bagian senyawa polimer tinggi yang menyusun dinding sel mencapai 97-99 % dari zat kayu. Untuk kayu tropika angka tersebut akan turun hingga angka rerata 90%. Kayu terdiri atas 65-75% polisakarida.

Sellulosa merupakan komponen kayu terbesar, yang dalam kayu lunak dan kayu keras jumlahnya mencapai hampir setengahnya. Sellulosa merupakan polimer linier yang berat molekul tinggi. Karena sifat-sifat kimia dan fisikanya maupun struktur supra molekulnya maka ia dapat memenuhi fumgsinya sebagai komponen stuktur utama dinding sel tumbuhan.

Hemiselulosa sangat dekat asosiasinya dengan sellulosa dalam dinding sel. Lima gula netral, yaitu heksosa-heksosa glukosa, manosa, galaktosa, dan pentosapentosa xilosa dan arabinosa merupakan konstituen utama poliosa. Sejumlah hemisellulosa mengandung senyawa tambahan asam uronat. Rantai molekulnya jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan selullosa, dan dalam beberapa senyawa


12

memiliki rantai cabang. Kandungan hemisellulosa dalam kayu keras lebih besar daripada dalam kayu lunak dan komposisi gulanya berbeda. Lignin merupakan komponen makro molekul kayu ketiga. Struktur molekul lignin sangat berbeda bila dibandingkan dengan polisakarida karena terdiri atas system aromatik yang tersusun atas unit-unit fenilpropana. Dalam kayu lunak kandungan lignin lebih banyak bila dibandingkan dalam kayu keras dan juga terdapat perbedaan struktur lignin dalam kayu lunak dan dalam kayu keras.

Senyawa polimer minor , terdapat dalam kayu dalam jumlah sedikit sebagai pati dan senyawa pektin. Sel parenkim kayu mengandung protein sekitar 1%, tetapi terutama dalam bagian batang bukan kayu, yaitu kambium dan kulit bagian dalam.

2.2.2 Zat-zat Berat Molekul Rendah

Disamping komponen-komponen dinding sel terdapat juga sejumlah zat-zat yang disebut bahan tambahan atau ekstraktif kayu. Meskipun komponen-komponen tersebut hanya memberikan saham beberapa persen pada massa kayu, mereka dapat memberikan pengaruh yang besar terhadap sifat-sifat dan kualitas pengolahan kayu. Beberapa komponen, seperti ion-ion logam tertentu bahkan sangat penting untuk kehidupan pohon.

Senyawa aromatik (fenolat), senyawa yang paling penting dalam kelompok ini adalah senyawa tannin yang dapat dibagi menjadi tanin yang dapat dihidrolisis dan senyawa flobalen terkondensasi. Senyawa fenolat lain adalah misalnya stilbena,


13

lignan, dan flavonoid, dan turunannya. Senyawa sederhana yang diturunkan dari metabolisme lignin juga termasuk dalam kelompok kimia ini.

Terpena merupakan kelompok senyawa alami yang tersebar luas. Secara kimia zat-zat ini dapat diturunkan dari isoprena. Dua satuan isoprena atau lebih membentuk mono-, seskui-, di-, tri-, tetra-, dan politerpena.

Asam alifatik, asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh tinggi terdapat dalam kayu terutama dalam bentuk esternya dengan gliserol (lemak dan minyak) atau dengan alkohol tinggi (lilin). Asam aseat dihubungkan dengan hemisellulosa sebagai ester. Asam di- dan hidroksi karboksilat terutama terdapat sebagai garam kalsium.

Alkohol, kebanyakan alkohol alifatik dalam kayu terdapat sebagai komponen ester, sedangkan sterol aromatik, termasuk dalam steroid, terutama terdapat sebagai glikosida.

Senyawa anorganik, komponen mineral kayu dari daerah iklim sedang terutama unsur-unsur kalsium, kalium, dan magnesium. Unsur-unsur lain dalam kayu tropika, misalnya silikon, dapat merupakan komponen anorganik utama.

Komponen lain, Mono- dan disakarida terdapat dalam kayu hanya dalam jumlah yang sedikit tetapi mereka terdapat dalam persentase yang tinggi dalam kambiun dan dalam kulit bagian dalam. Jumlah sedikit amina dan etena juga terdapat dalam kayu.


14

2.3 Proses Pembuatan Pulp

Proses pembuatan pulp dimaksudkan untuk menghasilkan sellulosa yang terdapat didalam bahan baku. Proses tersebut dapat digolongkan dalam tiga jenis proses yaitu : proses mekanis, proses semi kimia, dan proses kimia.

a. Proses Mekanis Proses ini bertutujuan 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 sellulosa yang hilang sedikit. Akan tetapi, kualitas pulp yang dihasilkan kurang baik, karena masih mengandung bahan – bahan non sellulosa, selain itu seratnya juga mengalami kerusakan. Umumnya pulp ini digunakan untuk pembuatan kertas bermutu rendah, seperti kertas karton, Koran, kertas pembungkus, dan lain sebagainya.

b. 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 ligno sellulosa secara parsial dan perlakuan mekanis untuk mendapatkan pemisahan serat yang


15

sempurna. Hasil yang diperoleh dengan proses ini lebih rendah dibandingkan dengan proses mekanis.

c. Proses Kimia Pada proses kimia bahan baku dimasak dengan menggunakan bahan kimia didalam suatu alat yang disebut digester. Pemasakan ini bertujuan untuk menghilangkan zat – zat non sellulosa 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.

Berdasarkan larutan pemasak yang digunakan, proses kimia dapat dibagi dua, yaitu proses soda dan proses sulfat (kraft). 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, Natium Sulfida 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 sellulosa terlepas dari ikatannya. Keuntungan menggunakan larutan NaOH yaitu NaOH lebih


16

cepat bereaksi dengan lignin sehingga waktu yang dibutuhkan untuk pemasakan lebih singkat.

Natrum Sulfida adalah suatu senyawa yang sangat mudah teroksidasi, oleh karena ini zat ini banyak dimanfaatkan terutama dalam situasi dimana diperlukan bahan pereduksi yang tidak terlalu kuat. Na2S dalam proses pemasakan kayu berfungsi untuk : -

Mengurangi kerusakan terhadap karbohidratdan memberikan hasil yang lebih tinggi serta kekuatan pulp yang lebih baik.

-

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

Proses Soda Bahan baku yang diolah umumnya yang berserat pendek seperti jerami, merang, ampas tebu, dan rumput-rumputan. 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 sellulosa. Pulp yang dihasilkandari proses ini berwarna coklat, mudah diputihkan tetapi seratnya kurang kuat jika dibandingkan dengan proses sulfat. Oleh karena itu untuk pembuatan kertas, pulp ini dicampurkan dengan pulp yang berasal dari kayu yang berserat panjang.

Proses Sulfat (kraft) J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

17

Proses pembuatan pulp kraft menggunakan bahan kimia NaOH dan Na2S sebagai cairan pemasak atau disebut dengan “white liquor”. Dalam proses kraft ini menggunakan garam natrium sebagai zat pengganti (make-up) airan pemasak yang hilang selama proses, sehingga dikenal dengan proses sulfat. Proses pembuaatan pulp kraft ini ditemukan pada tahun 1884 oleh seorang ahli kimia berkebangsaan Jerman yang bernama Carl F. Dahl. Penambahan ion Sulfida akan mempercepat dellignifikasi, dengan kerusakan kecil pada sellulosa dan hemisellulosa. Ion Sulfida menyebabkan sulfonasi pada rantai propan yang bersambung dengan gugus fenolikdalam molekul lignin yang sangat panjang. Reaksi selanjutnya menyebabkan perpecahan molekul lignin menjadi bagianbaqgian yang lebig kecil yang mana garam natriumnya akan larut dalam larutan pemasak. Pemakaian Na2S akan terhidrolisa menjadi NaOH dan NaHS, sehingga akan menambah jumlah NaOH didalam larutan.

Pulp yang dihasilkan dengan 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.

2.4 Bahan-bahan Kimia Pemasak .

Pembuatan pulp secara kimia (dengan sistim sulfat / kraft ), dilakukan dengan melibatkan penggunaan bahan kimia (liquor). Proses sulfat / kraft menggunakan bahan kimia pemasak (lindi putih) berupa campuran NaOH dan Na2S. Proses ini


18

biasanya menggunakan cairan pemasak dalam perbandingan 3,9 : 1 terhadap serpihan kayu. Semua bahan kimia dihitung sebagai berat NaOH atau Na2O.

Dalam kimia pembuatan pulp modern, unit-unit berat NaOH sering diganti dengan unit-unit molal, misalnya mol NaOH yang digunakan biasanya 4 – 5 mol atau 16 – 20 % dari serpihan kayu.

2.4.1 Komposisi Lindi Putih ( White Liquor )

Lindi putih yaitu suatu cairan pemasak terutama mengandung larutan encer yaitu Natrium Hidroksida (NaOH) dan Natrium Sulfida (Na2S) dan mempunyai pH = 13,5 – 14,0. Garam (sodium salt) lain yang biasanya ada pada lindi putih adalah Natrium Sulfat, Natrium Sulfit, Natrium Karbonat, dan Natrium thiosulfat. Hanya bahan kimia aktif yang dapat bereaksi selama pulping wood (proses pembuatan pulp), tetapi mode ini disebut “Proses Sulfat” karena garam (salt) tersebut digunakan sebagai make-up (bahan tambahan ) chemical untuk menggantikan bahan kimia yang hilang. Untuk proses selanjutnya lindi putih diperoleh dari caustizing dari lindi hijau dengan quik lime (CaO).

Lindi putih merupakan suatu larutan encer sodium hidroksida (NaOH) dan Sodiun Sulfida (Na2S), dan juga mengandung bahan kimia yang tidak aktif (dead load ), antara lain : Na2CO3, Na2SO4, Na2SO3, Na2S2O3.

Tabel 2.2 : Komposisi Lindi Putih Bahan Kimia

Range Konsentrasi (g/l sebagai Na2O)


19

NaOH

81 - 110

Na2S

30 - 40

Na2CO3

11 - 44

Na2SO3

2,0 – 6,9

Na2SO4

4,4 – 7,8

Na2S2O3

4,0 – 8,9

2.4.2 Komposisi Lindi Hitam ( Black Liquor )

Lindi hitam adalah sisa larutan atau cairan yang diperoleh setelah pemasakan chip. Warna tetap hitam meskipun ada reaksi kimia dengan chip. Bahan kimia ini pada awalnya digunakan untuk menambah lignin dan kaytu padat (solid wood) yang lain disebut dissolve dalam liquor tersebut. Sisa alkali aktif dari lindi hitam direaksikan antara natrium hidroksida dan sodium sulfid.

Lindi hitam merupakan campuran yang sangat kompleks, yang mengandung sejumlah komponen dengan struktur dan susunan yang berbeda.

Tabel 2.3 : Distribusi bahan organik dalam lindi hitam kraft kayu lunak (Pinus Merkusi). Bagian Komponen

Kandungan (% Padatan Kering )

Lignin

46

Asam Hidroksi

30

Asam Format

8


20

Asam Asetat

5

Ekstraktif

7

Senyawa lain

4

Cairan pemasak ( liquor ) ditambahkan ke serpihan kayu setelah presteaming dimana kemudian impregnasi dimulai. Pada saat pemasakan, jika yang digunakan sebagai cairan pemasak hanya lindi putih, maka lindi putih tidak cukup menutupi seluruh permukaan serpihan kayu, sehingga perlu ditambahkan lindi hitam. Perbandingan antara jumlah cairan pemasak terhadap serpihan kayu yang dibutuhkan disebut batch ratio, yaitu 3,9 : 1 artinya ; tiap 1 ton boundry chip yang dimasak diperlukan cairan 3,9 m3. Kandungan air dalam serpihan kayu termasuk total cairan pemasak.

Berikut ini adalah keuntungan – keuntungan dari rendahnya perbandingan cairan pemasak terhadap kayu : •

Produktifitas tinggi, disebabkan pengisian serpihan kayu kedalam bejana pemasak (serpihan kayu yang mampu dimasak).

•

Biaya yang diperlukan untuk pemanasan cairan pemasak rendah.

•

Biaya yang diperlukan untuk evaporasi, cairan pemasak direcorvery rendah. Jenis perbandingan cairan pemasak terhadap serpihan kayu (liquor to wood ratio) dalam pabrik biasanya berkisar antara 3 – 5.

2.5 Kondisi Proses J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

21

Salah satu proses yang terpenting dalam pembuatan pulp yaitu proses pemasakan kayu yang telah dibuat chip dilakukan di didigester plant dengan menggunakan panas dan reaksi kimia. Bahan kimia yang digunakan adalah NaOH dan Na2S yang disebut dengan white liquor. Panas ini diperoleh dari hasil pemanasan pada liquor heater secara tidak langsung dengan pertukaran panas (steam) dalam sistem sirkulasi lindi pemasak. Tahap – tahap pada proses pemasakan secara garis besarnya dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Chip Filling (Pengisian Chip) Proses ini dimulai dari pengangkutan chip dari chip pile dengan menggunakan alat Belt Conveyor dan Shuttle Conveyor yang panjangnya 24 m. Dengan kedua alat tersebut chip diumpankan kedalam digester. Demikian dengan cara yang sama pengisisan chip dilakukan ke tiap-tiap digester satu per satu. Setiap digester memiliki kapasitas 200 m3, tekanan 12 kg/cm dan temperature 195oC. Chip dikontrol dengan sebuah alat Weigthtometer. Chip dari shuttle conveyor dituangkan kedalam digester melalui alat yang dimanakan Theleskopic Chute.

Selama chip filling, steam bertekanan rendah dialirkan kedalam digester melalui chip packer yang terdapat pada bagian atas digester. Pemasukan steam ini gunanya untuk memadatkan chip didalam digester sehingga tercapai kapasitas yang diinginkan. Udara dan gas-gas lainnya dikeluarkan dengan system evakuasi selama chip filling. Chip filling ini berlangsung selama 15 – 20 menit. Jumlah chip yang dibutuhkan tiap digester sekitar 35 ton bone dry chip dan kandungan air 50 %. J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

22

2. Prehidrolisis Kraft Tahap prehidrolisis ini bertujuan untuk menaikkan tekanan dan temperature pemasakan chip dalam digester. Prehidrolisis ini terdiri dari dua tahap yaitu Low Pressure Steam (steam bertekanan rendah) dan Medium Pressure Steam (steam bertekanan sedang). Tahap prehidrolisis ini dilakukan dalam tahap penguapan menggunakan steam tersebut. Steam tekanan rendah dialirkan langsung dari bawah digester yang berbentuk konis melalui control valve dengan temperature 125oC. Sebuah gas relief control dihubungkan ke pressure control untuk membebaskan gas terpentine dan gas-gas yang tidak terkondensasi sekaligus mengontrol tekanan digester.

Dari temperature 125oC akan dilanjutkan dengan tahap Steam bertekanan sedang (Medium Pressure Steam) untuk menaikkan suhu dari 125oC hingga 170oC dan tekanan hingga 7 kg/cm2 Untuk menaikkan suhu dan tekanan tersebut membutuhkan waktu selama 40 menit. Ketika suhu mencapai 145oC dilakukan pembuangan terpentine dan gas-gas lain dalam beberapa detik melalui relief yang terletak pada bagian atas digester, dan inilah yang dimaksud dengan prehidrolisis kraft relief. Hal ini bertujuan untuk memastikan hubungan yang benar antara tekanan dan suhu dalam digester. Pada tekanan medium diharapkan semua terpentin dan gas telah habis keluar dari dalam digester yakni pada suhu 145C. Setelah mencapai suhu maksimum dan konstan yakni 170oC dan tekanan 7,0 kg/cm2 diperlukan waktu sekitar 50 menit untuk proses pemasakan.


23

Setelah terpenuhi periode pemasakan, dilakukan gas blow selama 20 menit sampai tekanan turun dari 7,0 kg/cm2 menjadi 1,5 kg/cm2. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk memastikan bahwa gas-gas dalam digester dipastikan telah habis.

3. Liquor Filling Setelah tahap Prehydrolisis telah mencapai tekanan 1,5 kg/cm2 , segera diikuti pemasukan cairan pemasak. Liquor filling yang digunakan adalah lindi putih dibutuhkan sebagai pemasak / cooking, dan lindi hitam dibutuhkan sebagai make up dilution dan volume. Lindi putih sebagai pemasak adalah sebahagian besar mengandung Natrium Hidroksida dan Natriun Sulfida dengan perbandingan 75 gr / liter dari NaOH dan 25 gr / liter dari Na2S. Dalam hal ini akan menentukan banyaknya alkali aktif yang berfungsi.

Jumlah minimum tertentu dari alkali aktif yang diisi sangat penting untuk mendissolve dalam jumlah yang sangat besar dari komponen tersebut. Dan apabila berkuranya alkali charge.akan mengakibatkan pemasakan yang sulit (hard cook) yang terdiri dari sebagian cooked chips yang disebut knots. Jika alkali charge sangat tinggi akan merusak serat sellulosa (cellulose fibre). Dan perbandingan cairan pemasak dengan kayu yang disebut batch ratio adalah 3,9 : 1, artinya tiap 1 ton bone dry chip yang maka diperlukan cairan pemasak (cooking liquor) 3,9 m3.

4. Kraft Cook / Kraft Ramp Proses pemasakan dengan lindi putih sebagai pemasak dilakukan dengan cara pemasakan dengan pemanasan tidak langsung ( Indirect Steam ). Diawali dengan pemasukan steam tekanan rendah (Low Pressure Steam) ke liquor hater. Dalam liquor J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

24

heater melalui suatu tube liquor dialirkan, dan melalui shell steam dialirkan. Sehingga dalam liquor heater terjadi kontak panas antara steam dan liquor. Dan kontak panas yang terjadi saat ini dilakukan oleh steam tekanan sedang (Medium Pressure Steam) (100 – 170oC) pada tekanan 7 kg/cm2. Liquor dari hasil pemanasan akan dialirkan kedalam digester melalui sistem dua arah, yaitu bagian atas dan bagian bawah digester.

Waktu dan Suhu pemasakan yang dibutuhkan adalah sekitar 70 – 90 menit dan pada suhu 170oC pada tekanan 7 kg/cm2. untuk BKP adalah 70 menit dengan. Untuk mengontrol tekanan pada digester, control valve dihubungkan ke control pressure untuk membuang yang tidak dapat terkondensasi, udara, gas terpentine, dan gas-gas lain. Dan untuk memastikan hubungan tekanan dan temperatur pada digester adalah benar, pembuangan gas dilakukan pada suhu 145oC dengan membuka valve gas blow line. Untuk melengkapi periode pemasakan dan pembuangan gas dilakukan selama 5 menit hingga tekanan pada digester turun menjadi 6 kg /cm2.

5. Pulp Blowing Selesai pemasakan, pulp yang dihasilkan akan diblow kedalam blow tank sebagai akhir dari operasi dimana gas blowing pada tekanan 6 kg/cm2 dan blow valve ditutup, LP Steam control valve dibuka, yaitu steam akan diinjeksikan kebawah digester untuk merangsang pulp sebelum diblowing. Setelah 5 menit Steam ditutup dan blow valve digester dibuka. Tekanan didalam digester akan menyebabkan pulp dan liquor akan terhembus ke blow tank, tergantung pada keadaan penghembusan. Valve Medium Pressure Steam dibuka yaitu untuk menjaga tekanan selama blow dan memastikan blow bersih. Waktu yang diperlukan dalam penyelesaian blowing J. Bony Boy Sihombing : Pengaruh Pemakaian White Liquor ( Lindi Putih ) Terhadap Eukaliptus Dan Pinus Merkusi Pada Unit Digester PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2008. USU Repository © 2009

25

biasanya 15 menit. Setelah blowing selesai, blow valve ditutup dan valve blow gas dibuka untuk menurunkan tekanan dalam digester. Setelah mencapai tekanan 0 kg/cm2, Top Cover dibuka untuk pemasakan yang selanjutnya.


BAB 3

METODOLOGI

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1 Alat -

Bejana Pemasak ( Digester )

-

Shuttle Conveyor ( pengumpan chip kedalam digester )

-

Weightometer (alat pengukur berat chip )

-

Chip Moisture Analizer ( alat pengukur kandungan air dan berat jenis chip )

-

Teleskopi chute ( alat untuk menuangkan chip dalam digester )

-

Gass Relief Control ( pengontrol pembuangan gas )

-

Pompa FRC – 2018 ( pengontrol jumlah cairan pemasak )

-

Liquor Heater ( pemanas cairan pemasak )

-

Steam Control Valve ( alat pengontrol steam )

-

Blow Valve ( alat memblow pulp )

-

Blow Valve Gass ( alat memblow gas )

-

Blow Tank ( tempat pulp yang dihasilkan )


27

3.1.2 Bahan -

Chip ( Serpihan Kayu )

-

White Liquor ( NaOH, Na2S, Na2CO3, Na2SO3,Na2S2O3, Na2SO4 )

-

Black Liquor (Asam Hidroksi, Asam Format, Asam Asetat, Lignin, Ekstraktif, Senyawa lain )

3.2. Metode Kerja Lapangan Proses Pembuatan Pulp -

Chip diangkut dari chip pile dengan alat shuttle conveyor dan diumpankan ke digester

-

Diarahkan posisi shuttle conveyor tepat pada top cover pada digester

-

Diukur berat chip dengan weightometer sebelum chip filling

-

Diukur kandungan air dan berat jenis chip dengan chip moisture analyzer sebelum chip filling

-

Chip dituangkan oleh telescopi chute pada shuttle conveyor selama 15 – 20 menit

-

Dialirkan steam bertekanan rendah ke digester melalui chip packer pada bagian atas digester untuk memadatkan chip yang akan diisi.

-

Steam tekanan rendah dengan suhu 125oC dialirkan dari bagian bawah digester untuk melakukan pemasakan chip

-

Dinaikkan suhu dengan tekanan sedang dari 125 – 170 oC

-

Setelah mencapai suhu 145oC terpentin dan gas dalam digester dibuang


28

-

Dilakukan pemasakan selama 50 menit pada suhu 170oC dan tekanan 7 kg/cm2 secara konstan.

-

Dilakukan pembuangan gas selama 20 menit hingga tekanan jadi 1,5 kg/cm2 setelah terpenuhi periode pemasakan.

-

Jumlah cairan pemasak dikontrol oleh FRC-2018 melalui pompa sirkulasi, setelah mencapai jumlah cairan yang diinginkan dengan otomatis pompa stop.

-

Dimasukkan steam tekanan rendah dalam liquor heater

-

Dialirkan cairan pemasak ke dalam liquor heater melalui suatu tube dan melalui shel steam mengalir .

-

Dinaikkan suhu dengan tekanan sedang (110 – 170 oC) dan 7 kg/cm2 sehingga menghasilkan kontak panas antara liquor dengan steam.

-

Dialirkan liquor hasil pemanasan pada bagian atas dan bawah digester

-

Dilakukan pemasakan sekitar 70 – 90 menit pada suhu 170oC dan tekanan 7 kg/cm2 secara konstan.

-

Dilakukan pembuangan gas selama 5 menit untuk melengkapi periode pemasakan hingga tekanan menjadi 6 kg/cm2.

-

Diinjeksikan steam tekanan rendah kebawah digester untuk merangsang pulp yang akan diblowing melalui steam control valve sekitar 5 menit.

-

Ditutup steam control valve dan dibuka blow valve pada digester

-

Dengan tekanan 6 kg/cm2, pulp dalam digester dihembuskan kedalam blow tank sekitar 15 menit

-

Dibuka valve tekanan sedang untuk memastikan blow bersih

-

Ditutup blow valve

-

Dibuka valve blow gas untuk menurunkan tekanan dalam digester


29


BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil 4.1.1 Data Pengamatan Data pengamatan pada bahan baku Eukaliptus dan Pinus Merkusii terdapat pada tabel 4.1 dan tabel 4.2 dibawah ini

Tabel 4.1 : Data Pengamatan dengan Bahan Baku Eukaliptus No

Chip Moisture (%)

Wet Chip Weight (tons)

1 2 3 4 5 6 7 8

45 45 45 45 45 45 45 45

72,7 72,6 72,1 65,5 67,3 67,2 73,5 66,2

White Liquor TAA (gpl) 90,1 90,1 90,1 90,1 93,1 93,1 93,1 93,1

AA on Chip (%)

Liquor / Wood Ratio

19,5 19,5 19,5 19,5 19,5 19,5 19,5 19,5

3,7 3,7 3,7 3,7 3,8 3,7 3,7 3,8

Kappa Number

6,0

5,5

5,8

Tabel 4.2 : Data Pengamatan dengan Bahan Baku Pinus Merkusii No

1 2 3 4 5 6 7

Chip Moisture (%) 40 40 40 40 40 40 40

Wet Chip Weight (tons) 65,9 66,2 65,9 66,2 65,5 65,4 65,6

White Liquor TAA (GPL) 104,3 104,3 104,3 104,3 105,7 105,0 104,3

AA on Chip (%) 23,0 23,0 23,0 23,0 23,0 23,0 23,0

Liquor / Wood Ratio 3,9 3,9 3,8 3,9 3,9 3,8 3,8

Kappa Number

9,6

9,1


31

8 40 4.1.2 Data Operasi

65,0

103,1

23,0

3,9

8,9

Data Operasi pada bahan baku Eukaliptus dan Pinus Merkusii terdapat pada tabel 4.3 dan tabel 4.4 dibawah ini

Tabel 4.3 : Data Operasi dengan Bahan Baku Eukaliptus No 1 2 3 4 5 6 7 8

Temperatur (oC) 171 171 170 170 171 170 170 171

Waktu (menit) 114 81 74 109 68 91 99 105

Tekanan (kg/cm2) 6,8 6,5 6,6 6,7 6,5 6,5 6,3 6,6

Tabel 4.4 : Data Operasi dengan Bahan Baku Pinus Merkusii No 1 2 3 4 5 6 7 8

Temperatur (oC) 164 169 169 169 168 170 169 169

Waktu (menit) 115 160 105 108 81 78 120 145

Tekanan (kg/cm2) 6,5 6,6 6,5 6,3 6,2 6,3 6,7 6,8

Keterangan : • AA : Alkali Aktif • Liquor to Wooo Ratio : Istilah yang menjelaskan jumlah total liquor per jumlah kayu kering dalam digester.


32

4.2 Perhitungan

Pengkakulasian kapasitas White Liqour yang dibutuhkan dalam Pemasakan.

a) Dengan bahan baku Eukaliptus Berdasarkan data yang diperoleh sebanyak 72,7 ton chip dengan kandungan airnya 45%, AA on chip 19,5%, liquor to wood ratio 1 : 3,7 dan kekuatan white liquor AA adalah 90,1 gpl. Maka untuk mengetahui kapasitas white liquor (WL) dan black liquor (BL) adalah sebagai berikut : -

Berat chip = 72,7 ton

-

Kandungan air (Moisture) = 45% , maka 45% x 72,7 ton = 32,71 m3.

-

Berat chip kering : 72,7 ton – 32,70 ton = 40 ton (chip kering). •

Berdasarkan liquor to wood ratio : 1 : 3,7 maka 3,7 m3 x 40 ton = 148 m3 (merupakan total cairan pemasak). Total Cairan Pemasak : WL + BL + Moisture (kandungan air dalam chip)

•

Berdasarkan WL AA 19,5% dan chip kering 40 ton, maka : 19,5% x 40 ton = 7,8 ton = 7800 kg Na2O. Dan kekuatan WL AA = 90,1 gpl Na2O Maka jumlah WL yang diperlukan : 7800 Na2O / 90,1 gpl = 86,57 m3 WL.

-

Total cairan pemasak : 148 m3


33

Total cairan pemasak : WL + BL + Moisture 148 m3

: 86,57 m3 + BL + 32,71 m3

Black Liquor (BL)

: 148 m3 – 119,28 m3 = 28,72 m3.

b) Dengan bahan baku Pinus Merkusii Berdasarkan data yang diperoleh sebanyak 65,9 ton chip dengan kandungan airnya 40%, AA on chip 23 %, liquor to wood ratio 1 : 3,9 dan kekuatan white liquor AA adalah 104,3 gpl. Maka untuk mengetahui kapasitas white liquor (WL) dan black liquor (BL) adalah sebagai berikut : -

Berat chip = 65,9 ton

-

Kandungan air (Moisture) = 40% , maka 40% x 65,9 ton = 26,36 m3.

-

Berat chip kering : 65,9 ton – 26,36 ton •

= 39,54 ton (chip kering).

Berdasarkan liquor to wood ratio : 1 : 3,9 ,maka 3,9 m3 x 39,54 ton

= 154,20 m3 (merupakan total cairan

pemasak). Total Cairan Pemasak : WL+ BL + Moisture (kandungan air dalam chip) •

Berdasarkan WL AA 23 % dan chip kering 39,54 ton, maka : 23 % x 39,54 ton = 9,09 ton = 9090 kg Na2O. Dan kekuatan WL AA = 104,3 gpl Na2O Maka jumlah WL yang diperlukan

: 9090 Na2O /

104,3 gpl = 87,15 m3 WL. -

Total cairan pemasak : 154,20 m3 Total cairan pemasak : WL + BL + Moisture 154,20 m3

: 87,15 m3 + BL + 26,36 m3


34

Black Liquor (BL)

: 154,20 m3 – 113,51 m3 = 28,72 m3.

Berdasarkan pengkalkulasian diatas, telah diketahui banyaknya white liquor dan black liquor sebagai cairan pemasak yang dibutuhkan dalam proses pemasakan. Dari semua data dan dengan cara perhitungan yang sama, maka diperoleh WL dan BL yang akan dibutuhkan.

1. Kapasitas white liquor Untuk bahan baku Eukaliptus Tabel 4.6 : Kapasitas White Liquor untuk bahan baku Eukaliptus

No

WHITE

BLACK

LIQUOR

LIQUOR

( m3)

( m3)

1

86,6

28,72

2

86,4

32,2

3

86,4

32,2

4

78,0

29,1

5

77,5

32,4

6

83,8

35,1

7

84,7

35,5

8

76,7

32,0


35

2. Kapasitas white liquor dan black liquor untuk

bahan baku

Pinus

Merkusi 3. Tabel 4.7 : Kapasitas white liquor dan black liquor untuk bahan baku Pinus Merkusii No

WHITE

BLACK

LIQUOR

LIQUOR

( m3)

( m3)

1

87,3

40,3

2

87,7

40,5

3

87,3

40,3

4

87,7

40,5

5

85,6

41,2

6

86,0

40,5

7

86,7

40,1

8

80,6

36,3


36

4.3 Pembahasan

Setelah mencapai akhir pemasakan

dalam unit digester, bilangan kappa

merupakan variabel yang sangat menentukan dalam kualitas pulp. Bilangan kappa digunakan menunjukkan pengembangan dari delignifikasi yang terjadi selama proses pemasakan dan untuk mendapatkan tingkat mutu pulp yang dihasilkan dan sekaligus menunjukkan zat kimia yang akan dibutuhkan pada proses berikutnya yakni pada unit bleaching.

Perolehan bilangan kappa yang tinggi akan menunjukkan lignin yang banyak tinggal dalam pulp yang mengakibatkan kualitas pulp buruk dan sebaliknya untuk perolehan bilangan kappa yang rendah. Bilangan kappa dalam PT.Toba Pulp Lestari yang digunakan adalah berkisar antara 12 – 14, dan perkiraan ini telah menunjukkan mutu pulp yang baik.

Namun untuk mencapai bilangan tersebut merupakan hal yang tidak mudah, semua variabel-variabel yang berkenaan dalan unit pemasakan sebagai faktor pendukung sangatlah saling mempengaruhi satu dengan yang lainnya, misalnya ukuran chip, jumlah alkali aktif, perbandingan jumlah cairan pemasak terhadap berat chip (liquor to wood ratio), dan termasuk juga pada suhu, tekanan, dan waktu pemasakan.

a. Pengaruh ukuran chip


37

Ukuran chip yang lebih tipis akan menambah kecepatan pulping, terjadinya kayu yang tidak masak (reject), dan mengurangi cairan pemasak. Jika ukuran chip yang terlalu tebal mengakibatkan bagian tengah pada kayu tidak masak sehingga disebut sebagai mata katu. Dari hasil yang didapat dari laboratorium, ukuran chip yang layak digunakan adalah dengan ketebalan minimum 3 mm dan ketebalan maksimum 5 mm.

b. Pengaruh alkali aktif Delignifikasi yang baik dicapai dengan membiarkan chip yang dimasak menjadi serat tanpa mengadakan percobaan mekanik secara besar-besaran,jumlah alkali aktif biasanya dipakai antara 17,5 – 19,0 %. Alkali dengan jumlah yang sedikit berlebih adalah dengan maksud mencegah lignin yang sudah terlarut masuk kembali kedalam serat. Pemasakan dengan memakai alkali aktif yang rendah dapat mengakibatkan pemasakan tersebut tidak merata yang mengakibatkan jumlah bagian kayu yang tidak masak (reject) tinggi didapat pada tahap pencucian, dan pulp yang dihasilkan akan lebih sedikit karena tela banyak yang terbuang.

Proses penghilangan lignin juga dipengaruhi oleh jumlah alkali aktif yang digunakan. Pada pemasakan jumlah alkali aktif dibawah 17,5% mengakibatkan proses delignifikasi berjalan lambat, sehingga pulp yang dihasilkan dalam pemasakan ini masih mengandung lignin dengan jumlah yang relatif tinggi dan ini sangat berpengaruh pada proses pemutihan pada unit bleaching, dimana tidak akan didapat keputihan yang maksimum sehingga berpengaruh pada mutu pulp.


38

Pemakaian alkali aktif diatas 19% berpengaruh terhadap waktu pemasakan dan kekuatan dari pulp (viskositas). Dalam hal ini pemasakan akan lebih cepat dan proses delignifikasi sehingga didapat lignin dalam jumlah yang banyak. Pada prinsipnya lignin dalam chip dipisahkan menjadi bagian-bagian oleh ion OH- dan SHyang terdapat dalam cairan pemasak yang selanjutnya akan terlarut sebagai karbohidrat. Hemisellulosa dan selullosa juga akan ikut terserang pada waktu pemasakan. Oleh karena itu pemakaian alkali aktif yang terlalu tinggi mengakibatkan pengrusakan terhadap hemiselulos dan sellulosa semakin besar sehingga viskositasnya rendah.

c. Pengaruh liquor to wood ratio Volume liquor yang cukup harus dibutuhkan untuk menjamin permukaan chip menjadi basah, dalam bejana pemasak biasanya 75% diisi dengan liquor pada saat pemasakan dimulai. Lindi putih yang cukup disuplai agar tersedianya alkali. Liquor to wood berkisar antara 3 – 5, keseimbangan cairan yang digunakan untuk make up dengan menambahkan lindi hitam. Make up yang terlalu banyak akan mengurangi konsentrasi dari bahan kimia aktif yag akan menurunkan kecepatan reaksi.


39


BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

-

Berdasarkan data dan jumlah lindi putih yang dibutuhkan pada setiap setiap

pemasakan sangat mempengaruhi kualitas pulp yang dihasilkan. Berdasarkan kualitas pulp yang didapat, pemakaian lindi putih pada Eukaliptus maupun Pinus Merkusii adalah terlalu tinggi sehingga lignin larut dan bereaksi menyebabkan terputusnya struktur hemisellulosa maupun sellulosa yang kemudian larut dalam cairan pemasak sehingga pulp yang dihasilkan rendah, dan ini ditunjukkan pada kappa number yang terlalu rendah.

-

Standart mutu pulp yang baik adalah memiliki angka kappa number 10,5 – 14.

Dari hasil perhitungan dapat disimpulkan kualitas pulp dengan bahan baku Eukaliptus masih lebih bagus dari Pinus Merkusii meskipun belum mencapai standart mutu pulp yang baik.


41

5.2. Saran

Pemasakan pulp merupakan proses yang paling penting dalam pembuatan pulp. Untuk menghasilkan pulp yang berkualitas diharapkan pemasakan chip yang merata, maka faktor-faktor yang mempengaruhi pemasakan chip harus dapat diatasi. Pemakaian jumlah white liquor tertentu dan memperhatikan suhu dan waktu pemasakan seoptimal mungkin akan diperoleh tingkat kematangan chip yang baik dan tentu saja dapat menjamin produksi pulp dengan kualitas yang baik.


42

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1998. Prinsip Pembuatan Kertas Kraft. Module 4. Digester DCS Trainin Centre. Porsea : PT. Inti Indorayon Utama. Fengel D. 1995. Kayu, Kimia Ultra Struktur Reaksi – Reaksi. Yogyakarta : Universitas Gajah Mada – Press. Haygreen, J.G. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu, Suatu Pengantar. Yogyakarta : Universitas Gajah Mada – Press. Janto, J.B. 1972. Pengetahuan Sifat – Sifat Kayu. Yogyakarta : Penerbit Kanisius.

Sjostrom E. 1995. Kimia Kayu, Dasar – Dasar dan Penggunaan. Yogyakarta : Universitas Gajah Mada – Press.


PENGARUH PEMAKAIAN WHITE LIQUOR ( LINDI PUTIH ) TERHADAP EUKALIPTUS DAN PINUS MERKUSI PADA UNIT DIGESTER PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA

Recommend Documents