PDFaid.com
PENGARUH RASIO CAIRAN PEMASAK (AA CHARGE) PADA PROSES PEMBUATAN PULP DARI KAYU SENGON (ALBIZIA FALCATARIA ) TERHADAP KUALITAS PULP
Diajukan sebagai persyaratan untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia
Oleh ROSANITA APRIANDINI NIM 061130400309
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014
MOTTO “Mencari ilmu seperti ibadah, mengungkapkannya seperti bertasbih, menyelidikinya seperti berjihad, mengerjakannya seperti bersedekah, dan memikirkannya seperti berpuasa” (Ibnu Adz Bin Jabbal) “Berjuang diatas kegagalan, berusaha diatas semua cacian dan bersyukur diatas semua nikmat, hingga Tuhan berkata waktunya untuk pulang” (Penulis)
Terima Kasih Penulis Haturkan Kepada : ALLAH SWT Nabi Muhammas SAW Orang tua tercinta dan keluarga Kedua Pembimbing Seluruh Dosen dan Staf Teknik Kimia Teman-teman seperjuangan Jurusan Teknik Kimia 2011 Almamaterku
ii
Telah Diseminarkan Dihadapan Tim Penguji Di Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Pada Tanggal 14 Juli 2014
1. Zulkarnain, S.T., M.T.
(
)
(
)
(
)
(
)
NIP 197102251995021001 2. Ir. Leila Kalsum, M.T. NIP 196212071989032001 3. Ir. Siti Chodijah, M.T. NIP 196212281989032005 4. Indah Purnamasari, S.T.,M.Eng. NIP 198703272012122002
Palembang, Juli 2014 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Kimia
Ir. Robert Junaidi, M.T. NIP 196607121993031003
iii
LEMBAR REVISI SEMINAR LAPORAN AKHIR Nama
: Rosanita Apriandini
NIM
: 061130400309
Dosen Penguji
: Zulkarnain, S.T.,M.T.
NIP
: 197102251995021001
Revisi (Perbaikan)
:
1. Daftar pustaka harus linier dengan tinjauan pustaka 2. Standar kualitas dan komposisi Sengon dan Acacia mangium untuk pulp dibuat dalam bentuk matrik Keterangan
:
1. Daftar pustaka telah diperbaiki dan linier dengan tinjauan pustaka 2. Standar kualitas dan komposisi Sengon dan Acacia mangium untuk pulp telah diperbaiki dan dibuat dalam bentuk matrik Palembang,
Juli 2014
Dosen Penguji,
Zulkarnain, S.T.,M.T. NIP 197102251995021001
iv
ABSTRAK PENGARUH RASIO CAIRAN PEMASAK (AA CHARGE) PADA PROSES PEMBUATAN PULP DARI KAYU SENGON (ALBIZIA FALCATARIA ) TERHADAP KUALITAS PULP (Rosanita Apriandini.2014. 52 halaman. 28 tabel. 13 gambar. 4 lampiran) Kayu Sengon (Albizia falcataria) dipilih sebagai bahan baku alternatif pembuatan pulp karena memiliki karakteristik fisik dan kimia yang memenuhi standar bahan baku pembuatan pulp. Faktor terpenting yang berpengaruh pada proses pembuatan pulp dengan proses kraft adalah rasio cairan pemasak (AA charge) yang berfungsi untuk mendegradasi dan melarutkan lignin sehingga mudah untuk dipisahkan dari selulosa, namun tetap melindungi karbohidrat dari degradasi sehingga dihasilkan rendemen dan kekuatan fisik yang baik. Penelitian ini dimulai dengan persiapan bahan baku, pemasakan dengan menggunakan variabel AA charge 14%, 16%, 18%, 20% dan 22%, pencucian dan pembentukan lembaran pulp, serta analisa kualitas pulp. Rasio cairan pemasak berpengaruh terhadap rendemen dan kualitas pulp, diantaranya kappa number, viskositas dan brightness. Rendahnya penggunaan cairan pemasak menyebabkan semakin tinggi kandungan lignin dalam pulp dan menghasilkan kayu yang tidak matang, sehingga tingginya rendemen, kappa number dan viskositas, namun brightness yang lebih rendah. Sedangkan sebaliknya, semakin tinggi penggunaan cairan pemasak menyebabkan semakin banyak serat yang terdegradasi.
Kata Kunci
: Kayu Sengon, Pulp, AA Charge, Rasio Cairan Pemasak, Kualitas Pulp
v
ABSTRACT THE INFLUENCE OF COOKING LIQUID RATIO (AA CHARGE) ON THE PULPING PROCESS OF SENGON WOOD (ALBIZIA FALCATARIA) TO THE QUALITY OF PULP (Rosanita Apriandini.2014. 52 pages. 28 tables. 13 images. 4 enclosures) Sengon wood (Albizia falcataria) is chosen as an alternative raw material for the manufacture of pulp has physical and chemical characteristic that meet the standards of raw material for pulp. The most important factors that influence the process of the kraft pulping is the ratio of the cooking liquid (AA charge) which serves to degrade and dissolve so easy to separate lignin from cellulose, while still protecting carbohydrates from degradation so that the resulting yield and good physical strengt. The study began with the preparation of raw materials, cooking by using a variable charge AA 14%, 16%, 18%, 20% and 22%, pulp washing and sheet formation, as well as the analysis of the quality of the pulp. Cooking liquid ratio will affect the yield and quality of pulp, including kappa number, viscosity and brightness. The low use of cooking liquid causes the higher lignin content in pulp and produce wood that is not mature, so the higher the yield, kappa number and viscosity, but lower brightness. While conversely, the higher the cooking liquid use causes more fiber degraded.
Kata Kunci
: Sengon Wood, Pulp, AA Charge, Cooking Liquid Ratio, Quality of Pulp
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat melaksanakan Laporan Akhir yang berjudul “Pengaruh Rasio Cairan Pemasak (AA charge) pada Proses Pembuatan Pulp dari Kayu Sengon (Albizia falcataria) terhadap Kualitas Pulp “ yang dibuat berdasarkan penelitian yang diadakan pada bulan April sampai dengan Mei 2014 di Laboratorium Politeknik Negeri Sriwijaya dan Laboratorium & Riset PT. Tanjungenim Lestari Pulp and paper. Adapun maksud dari penulisan Laporan Akhir ini adalah sebagai persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. Penulisan Laporan Akhir ini juga bertujuan untuk memberikan pengetahuan lebih mengenai kegunaan dari kayu sengon selain digunakan sebagai bahan baku kayu pertukangan. Selama menyelesaikan laporan ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dan bimbingan baik secara langsung maupun tidak langsung. Atas bantuan dan bimbingan dan bimbingan yang diberikan hingga terselesaikannya laporan ini, penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1. RD. Kusumanto, S.T., M.M. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Ir. Firdaus, M.T. selaku Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Ir. Robert Junaidi, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Ir. Aisyah Suci Ningsih, M.T. selaku Pembimbing I. 5. Ir. Sofiah, M.T. selaku Pembimbing II. 6. Seluruh Pembimbing pabrik yang telah bersedia membantu kelancaran selama penelitian di PT. Tanjungenim Lestari Pulp and Paper. 7. Seluruh Bapak / Ibu Dosen serta staff Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah banyak membantu dan berjasa. 8. Kedua Orang Tua beserta Saudara-saudaraku yang senantiasa memberikan dukungan dan do’a sehingga dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini. 9.
Semua sahabat di Jurusan Teknik Kimia di Politeknik Negeri Sriwijaya, khususnya kelas 6 KA angakatan 2011.
10. Semua pihak yang telah memberikan sarana dan prasarana yang bermanfaat. vii
11. Seluruh pihak yang telah turut membantu selama penulis menyelesaikan Laporan Akhir yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa di dalam penulisan Laporan Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini. Demikianlah laporan akhir ini penulis buat, semoga dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi dunia pendidikan.
Palembang,
Penulis
viii
Juni 2014
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ....................................................................................................... v ABSTRACT .................................................................................................... vi KATA PENGANTAR..................................................................................... vii DAFTAR ISI.................................................................................................... ix DAFTAR TABEL............................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR....................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang.................................................................................... 1 11.2 Tujuan Penelitian ............................................................................... 3 1.3 Manfaat Penelitian ............................................................................. 3 1.4 Perumusan Masalah ........................................................................... 3 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Bahan Baku.......................................................................................... 4 2.1.1 Tanaman Kayu (Wood) ............................................................ 4 2.1.2 Tanaman Bukan Kayu (Nonwood) ........................................... 5 2.2 Kayu Sengon (Albizia falcataria)........................................................ 5 2.2.1 Karakteristik Fisik Kayu Sengon.............................................. 6 2.2.2 Karakteristik Kimia Kayu Sengon ........................................... 9 2.3 Komponen Kimia Kayu...................................................................... 10 2.3.1 Karbohidrat .............................................................................. 11 2.3.2 Non-Karbohidrat (lignin).......................................................... 12 2.3.3 Ekstraktif .................................................................................. 14 2.4 Proses Pembuatan Pulp ...................................................................... 15 2.4.1 Proses Pulp Mekanik................................................................ 16 2.4.2 Proses Pulp Thermomekanik.................................................... 16 2.4.3 Proses Pulp Semikimia ............................................................ 16 2.4.4 Proses Pulp Kimia..................................................................... 17 ix
2.5 2.6 2.7 2.8
2.9
2.4.5 Proses Kombinasi...................................................................... 18 Pemasakan Proses Kraft...................................................................... 19 2.5.1 Lindi Putih (White Liquor) ....................................................... 22 Variabel yang Mempengaruhi Proses Pembuatan Pulp...................... 23 Kualifikasi Kelas Kualitas Serat Kayu untuk Bahan Baku Pulp........ 25 Analisis Kualitas Pulp......................................................................... 26 2.8.1 Kappa Number ......................................................................... 26 2.8.2 Brightness ................................................................................. 27 2.8.3 Viskositas ................................................................................. 28 Lindi Hitam (Black Liquor) ............................................................... 29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian............................................................. 32 3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan........................................................ 32 3.2.1 Alat-alat yang digunakan.......................................................... 32 3.2.2 Bahan-bahan yang digunakan................................................... 32 3.3 Tahapan Penelitian.............................................................................. 33 3.4 Prosedur Penelitian.............................................................................. 34 3.7 Prosedur Analisa Karakteristik Mutu Pulp ......................................... 36 3.8 Prosedur Analisa Kandungan Black Liquor........................................ 38 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil.................................................................................................... 39 4.1.1 Penggunaan Cairan Pemasak (AA Charge).............................. 39 4.1.2 Hasil Analisis Rendemen Pulp................................................. 39 4.1.3 Hasil Analisis Kualitas Pulp..................................................... 40 4.1.4 Hasil Analisis Kandungan Black Liquor................................... 41 4.2 Pembahasan ........................................................................................ 41 4.2.1 Pengaruh Penggunaan Cairan Pemasak (AA Charge) terhadap Rendemen Pulp ......................................................................... 42 4.2.2 Pengaruh Penggunaan Cairan Pemasak (AA Charge) terhadap Kappa Number Pulp ................................................................. 44 4.2.3 Pengaruh Penggunaan Cairan Pemasak (AA Charge) terhadap Viskositas Pulp ......................................................................... 46 4.2.4 Pengaruh Penggunaan Cairan Pemasak (AA Charge) terhadap Brightness Pulp ......................................................................... 47 4.2.5 Pengaruh Penggunaan Cairan Pemasak (AA Charge) terhadap Kandungan Black Liquor Pulp ................................................. 49 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN x
5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 51 5.2 Saran ................................................................................................... 51 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 52 LAMPIRAN DAFTAR TABEL Tabel
Halaman
1.
Komponen Kimia Kayu Daun Lebar dan Kayu Daun Jarum ...............
3
2.
Perbedaan Karakteristik Fisik Kayu Sengon dan Acacia Mangium......
9
3.
Perbandingan Komponen Kimia Kayu Sengon dan Acacia Mangium.
9
4.
Standar Kualitas Pulp............................................................................
10
5.
Perbedaan antara Selulosa dan Lignin ..................................................
13
6.
Persyaratan Sifat Kayu untuk Bahan Baku Pulp ..................................
15
7.
Perbandingan Proses Pembuatan Pulp..................................................
19
8.
Komposisi Lindi Hitam (Black Liquor) Proses Kraft Kayu Lunak.......
30
9.
Rasio Cairan Pemasak (AA Charge) ....................................................
39
10. Hasil Analisis Rendemen Pulp .............................................................
40
11. Hasil Analisis Kappa Number Pulp.......................................................
40
12. Hasil Analisis Viskositas Pulp..............................................................
40
13. Hasil Analisis Brightness Pulp..............................................................
41
14. Hasil Analisis Kandungan Black Liquor Pulp......................................
41
15. Data Analisis Kandungan White Liquor................................................
54
16. Rasio Cairan Pemasak (AA Charge).....................................................
54
17. Data Penentuan Faktor H secara Praktek..............................................
54
18. Data Penentuan Faktor H secara Teori..................................................
55
19. Data Analisis Rendemen Pulp...............................................................
56
20. Data Analisis Kappa Number Pulp.......................................................
56
21. Data Analisis Viskositas Pulp...............................................................
57
22. Data Analisis Brightness Pulp...............................................................
57
xi
23. Data Analisis Total Solid Black Liquor................................................
57
24. Data Analisis In-organik dan Organik Black Liquor.............................
58
25. Data Kecepatan Relatif untuk Penentuan Faktor H...............................
58
26. Data untuk Penetuan Faktor KMnO4.....................................................
59
27. Data untuk Penentuan Faktor Temperatur.............................................
59
28. Data untuk Penentuan Faktor Viskometer.............................................
60
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1.
Pohon Sengon (Albizia falcataria)........................................................
2.
Daun Kayu Sengon ............................................................................... 7
3.
Diagram Proses Pembutan Pulp dengan Proses Kraft........................... 33
4.
Grafik Pengaruh AA Charge terhadap Rendemen Pulp ...................... 42
5.
Grafik Pengaruh AA Charge terhadap Kappa Number Pulp................ 45
6.
Grafik Pengaruh AA Charge terhadap Viskositas Pulp........................ 46
7.
Grafik Pengaruh AA Charge terhadap Brightness Pulp....................... 48
8.
Grafik Pengaruh AA Charge terhadap Kandungan Black Liquor......... 49
9.
Diagram Alir Proses Pembuatan Pulp dari Kayu Sengon..................... 69
10.
Analisis Kappa Number Pulp dengan Metode Titrasi........................... 70
11.
Analisis Viskositas Pulp ....................................................................... 70
12.
Analisis Brightness Pulp ...................................................................... 70
13.
Analisis Kandungan Black Liquor ....................................................... 71
xii
6
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
I.
Data Penelitian ...............................................................................
54
II.
Perhitungan ....................................................................................
61
III.
Gambar ..........................................................................................
69
IV.
Surat-surat .....................................................................................
72
xiii
