chapter ii

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Teori Umum Kayu

Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam merupakan bahan

mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Kayu

memiliki beberapa sifat sekaligus,yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain.

Pengertian kayu disini adalah sesuatu bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan

pohon-pohon dihutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut, setelah

diperhitungkan bagian-bagian yang mana yang lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk

sesuatu tujuan penggunaan. Baik dalam bentuk pertukangan, kayu industri maupun kayu

bakar. (dumanauw.1993)

Kayu adalah suatu karbohidrat yang tersusun terutama atas Karbon,Hidrogen dan

Oksigen.

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.1 Komposisi unsur kayu

Unsur

% Berat kering

Karbon 49

Hidrogen 6

Oksigen 44

Nitrogen Sedikit

Abu 0,1

Unsur unsur penyusunan kayu itu tergabung dalam sejumlah senyawa organik:

selulosa,hemiselulosa dan lignin. (haygreen.1986 )

2.1.1. Sifat Kimia Kayu

Komponen kimia kayu sangat bervariasi, karena dipengaruhi oleh faktor tempat

tumbuh,iklim,dan letaknya didalam batang atau cabang. Komponen kimia di dalam

kayu mempunyai arti yang penting, karena menentukan kegunaan suatu jenis kayu.

Secara kimia kandungan zat yang terdapat pada kayu dapat dibagi atas:

1. Selulosa

2. Hemiselulosa

3. Lignin

4. Ekstraktif


Komposisi kimia kayu bervariasi untuk setiap spesies. Secara umum, hardwood

atau kayu keras mengandung lebih banyak selulosa, hemiselulosa dan ekstraktif

dibanding dengan soft wood (kayu lunak) tetapi kandungan ligninnya sedikit.

1. Selulosa

Selulosa merupakan bahan kristalin untuk membangun dinding-dinding sel

dan merupakan dasar yang penting bagi industri-industri yang memakai

selulosa sebagai bahan baku,misalnya: pabrik kertas,pabrik sutera tiruan dan

lain sebagainya.

Selulosa juga merupakan bagian terbesar dari pada dinding sel kayu,

selulosa adalah polimer karbohidrat kompleks yang mempunyai persentasi

komposisi yang sama seperti pati, yang menghasilkan glukosa dan terhidrolisis

sempurna oleh asam. Rumus kimia dari selulosa adalah (C6H10O5)n, dimana n

adalah jumlah dari pengulangan glukosa, n juga dinamakan derajad

polimerisasi (DP).

Menurut casey (1811) sumber utama serat selulosa terdapat dalam

tumbuh-tumbuhan yaitu serat selulosa sebagai bahan baku pembuatan pulp.

2. Hemiselulosa

Zat ini semacam selulosa yang berupa persenyawaan dengan molekul-

molekul besar yang bersifat karbohidrat. Hemiselulosa dapat tersusun oleh

gula yang bermartabat lima sengan rumus C5H10O5 disebut pentosan atau gula

atau gula bermartabat enam C6H12O6 disebut hexosan. Zat-zat ini terdapat

sebagai bahan bangunan dinding-dinding sel dan juga sebagai bahan zat

cadangan.


Hemiselulosa juga merupakan polimer-polimer gula yang terdiri hanya

dari polimer glukosa. Molekul hemiselulosa terdiri dari 300 unit gula. Berbeda

dengan selulosa

3. Lignin

Merupakan bagian yang bukan karbohidrat, sebagai persenyawaan kimia

yang jauh dari sederhana , tidak berstruktur, bentuknya amort.

Lignin berfungsi sebagai bahan perekat atau semen antara sel-sel selulosa

yang membuat kayu menjadi kuat. Diantara sel-sel, lignin berfungsi untuk

memberi ketegaran pada sel. Lignin juga berpengaruh dalam memperkecil

perubahan dimensi sehubungan dengan perubahan kandungan air kayu dan

juga dikatakan bahwa lignin mempertinggi sifat racun kayu yang membuat

kayu tahan terhadap serangan cendawan dan serangga.

Didalam kayu lignin merupakan bahan tidak berwarna. Apabila lignin

bersentuhan dengan udara, terutama dengan adanya sinar matahari, maka lama

kelamaan lignin akan cenderung menjadi kuning.

Lignin merupakan polimer tiga dimensi yang bercabang banyak , molekul

utama pembentuk lignin adalah Fenylpropane. Satu molekul lignin dengan

derajad polimerisasi yang tinggi merupakan molekul yang besar karena

ukurannya dan struktur tiga dimensinya.


4. Zat Ekstraktif

Umumnya adalah zat yang mudah larut dalam pelarut seperti eter, alkohol,

bensin, dan air. Banyak rata-rata 3-8% dari berat kayu kering tanur. Termasuk

didalamnya minyak-minyakan ,resin, lilin,lemak, tanin, gula, pati dan zat

warna. Zat ekstraktif tidak merupakan bagian struktur dinding sel, tetapi

terdapat dalam rongga sel. (Dumanauw hal28)

2.1.2. Sifat Fisik Kayu

1) Massa Jenis

Yang terpenting dari bahan baku untuk pulp ini adalah massa jenis dimana massa

jenis sangatlah berpengaruh besar terhadap produk pulp karena penjualan pulp itu

berdasaran volume sehingga berat suatu kayu mempengaruhi volume pulp yang

dihasilkan.

Massa jenis basah untuk beberapa jenis kayu

Massa jenis yang sesungguhnya : 1,53

Massa jenis kayu untuk pulp : 0,3-0,6

Massa jenis kayu pinus : 0,47-0,50

Massa jenis kayu karet : 0,55-0,60

Massa jenis eucalyptus : 0,51

2) Kadar Air


Kadar air pada kayu yang baru ditebang sekitar 80-90% sehingga untuk pembuatan

pulp harus ditimbun dulu beberapa bulan supaya kadar airnya berkurang. Pelepasan air

bebas akan mempengaruhi selulosa kayu secara kimiawi

Pengabsorbsian kandungan air dalam kayu (proses evaporasi) merupakan proses fisik

dan kimiawi yang sangat rumit, dimana pelepasan air bebas akan mempengaruhi

perubahan dimensi kayu. Pelepasan air terikat akan mempengaruhi sel pori (selulosa )

kayu secara kimiawi.

2.1.3 Sifat Mekanik Kayu

1. Kekerasan Yang dimaksud kekerasan kayu adalah suatu ukuran kekuatan kayu

menahan gaya yang membuat takik atau lekukan. Juga dapat diartikan

sebagai kemampuan kayu untuk menahan kikisan atau abrasi dimana

kekerasan juga merupakan suatu ukuran ketahanan kayu terhadap

pengausan.

2. Kekakuan kayu

Kekakuan kayu suatu ukuran kekuatan kayu untuk mampu menahan

perubahan bentuk atau lengkungan dimana sering disebut dengan istilah

modulus elastisitas.

3. Keteguhan tarik

Keteguhan tarik kayu adalah kekuatan kayu untuk menahan muatan dari

gaya-gaya yang berusaha menarik kayu, dimana kekuatan tarik terbesar

pada kayu adalah sejajar arah serat. (Dumanauw.1993)


2.2. Pembagian Kayu Berdasarkan Sumber Serat

Pada dasarnya hampir semua jenis tanaman berserat dapat dibuat menjadi pulp

tetapi kualitas pulp yang dihasilkan belum tentu ekonomis dan baik sehingga tidak dapat

bersaing dipasaran. sumber utama serat adalah seperti:

a. Kayu Berserat Pendek (Hard Wood)

kayu jenis ini sering juga disebut kayu berdaun lebar

contohnya:

1.Kayu Alam (Mix Tropical Hard Wood )

Seperti kayu medang,api-api, martolu, raru,hoting,hau dolok dan lain sebagainya

2 Kayu Eucalyptus

Kayu berdaun lebar ini mempunyai struktur sel kayu yang lebih lengkap

b. Kayu Berserat Panjang (Soft Wood)

Kayu ini disebut dengan kayu berdaun jarum seperti kayu pinus. Kayu

berdaun jarum ini tidak mempunyai pori-pori (sel pembuluh), melainkan trakeida,

yang merupakan bagian terbesar dari volume kayu.

Bila kayu dilihat dibawah miskroskop akan terlihat bahwa seratnya merekat satu

sama lain. Disamping lintang terlihat bahwa serat merupakan dinding serat dan lubang

ditengah yang disebut lumen, serat- serat tersebut satu sama lain berkaitan dengan

lamela tengah.


2.3. Caustic Soda (NaOH)

Natrium hidroksida (NaOH) dikenal sebagai caustic soda, adalah sejenis basa

logam caustic. Natrium Hidroksida membentuk larutan alkali yamg kuat ketika

dilarutkan didalam air. Digunakan diberbagai industri , kebanyakan digunakan

sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum,sabun

dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam

laboratorium kimia. Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia

dalam bentuk pelet,serpihan,butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembab

cair dan secara sponstan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Sangat larut

dalam air dan akan melepas panas ketika dilarutkan.

( wikipedia)

NaOH bila dilarutkan didalam air akan terionisasi menjadi ion Na+ dan OH- .

Larutan ini terdiri dari tiga atom, masing-masing satu atom Na, O, H,. Dimana dalam

hal ini O dan H tetap bersatu, oleh karena itu apabila NaOH menjadi ion ia akan

terpecah menjadi ion Na+ dan ion OH- yang disebut dengan Hidroksil.

Adapun sifat-sifat NaOH adalah

1. Warnanya terang benderang

2. Licin dan berbusa

3. Tidak berbau

4. Memiliki berat molekul 40 g/mol

5. Densitas 1,6 gr/l

6. Titik leleh 318o C (591K)

7. Mudah bereaksi dengan asam

8. Tidak mudah terbakar


Penambahan caustic soda berfungsi untuk melarutkan khlorinat lignin dan zat

ekstraktif lainnya yang terdapat dalam bahan baku sehingga serat selulosa terlepas

dari ikatannya. Pada unit pemasakan NaOH digunakan sebagai cairan pemasak.

Keuntungan dari pemakaian NaOH yaitu larutannya lebih cepat bereaksi dengan

lignin sehingga waktu yang dibutuhkan untuk proses pemasakan lebih singkat disamping

itu NaOH lebih mudah diperoleh dengan harga relatif murah. (anonim)

2.4 Teori Umum Pulp

Pulp adalah produk utama kayu, terutama digunakan untuk pembuatan

kertas,tetapi juga diproses menjadi berbagai turunan selulosa, seperti sutera rayon dan

selofan.

Tujuan utama dari pembuatan pulp kayu adalah untuk melepaskan serat-serat yang

dapat dikerjakan secara kimia atau secara mekanik atau dengan kombinasi dua tipe

perlakuan tersebut. Pulp-pulp perdagangan yang umum dapat dikelompokkan menjadi

tipe-tipe kimia, semi kimia, kimia mekanik,. Istilah-istilah Pulp Rendemen Tinggi

sering secara bersama digunakan untuk tipe-tipe yang

berbeda dari pulp-pulp yang kaya lignin yang memerlukan defibrasi secara mekanik.

Pembuatan pulp secara kimia adalah proses dalam mana lignin dihilangkan sama

sekali hingga serat-serat kayu mudah dilepaskan pada pembongkaran dari bejana-

bejana pemasak (digester) atau paling tidak setelah perlakuan mekanik lunak. Hampir

semua produksi pulp kimia didunia saat ini didasarkan pada proses-proses sulfit dan

sulfat (kraft).

Pada pembuatan pulp kraft system pemasakan alkali bertekanan pada suhu tinggi.

Menurut metode yang diusulkan oleh C. watt dan H.burgess, Larutan Natrium

Hidroksida digunakan sebagai lindi pemasak dan lindi bekas yang dihasilkan


dipekatkan dengan cara penguapan dan dibakar. Leburan, yang terdiri atas natrium

karbonat, diubah kembali menjadi natrium hidroksida dan kalsium hidroksida

(konstisasi). Karena Natrium Karbonat digunakan untuk imbuhan, maka proses

pemasakan dinamakan proses soda.

Sejak tahun 1960-an produksi pulp kraft juga telah naik lebih cepat dari pada pulp

sulfit karena beberapa faktor seperti pemulihan bahan kimia yang lebih sederhana

dan lebih ekonomis dan sifat-sifat pulp yang lebih baik dalam hubungannya dengan

kebutuhan pasar. Pengenalan bahan-bahan pengelantang yang efektif, terutama klorin

dioksida telah menghapuskan kesukaran-kesukaran terdahulu mengenai

pengelantangan pulp-pulp kraft menjadi derajat putih yang tinggi dan pra-hidrolisis

kayu telah memungkinkan untuk menghasilkan pulp-pulp pelarutan (dissolving pulp)

berkualitas tinggi dengan proses kraft.

Proses kraft ini juga mempunyai sisi kelemahan yang sukar diatasi yaitu gas-gas

berbau tidak enak dan kebutuhan bahan kimia pengelantang yang tinggi pada pulp-

pulp kraft kayu lunak. Namun menurut perkembangan terakhir dapat diharapkan

bahwa modifikasi-modifikasi baru akan membawa perbaikan-perbaikan dalam hal

kebutuhan-kebutuhan lingkungan. (sjostrom 1995)


2.4.1 Metode Pembuatan Pulp

Perkembangan teknologi proses pembuatan pulp didasarkan pada beberapa tujuan

disamping optimisasi tujuan, kualitas pulp dan pengendalian kualitas yang penting dalam

peningkatan adalah:

1. Meningkatkan rendemen pulp

2. Mengurangi jumlah bahan kimia yang dibutuhkan dalam kelembutan pulp dan

pengelantangan, termasuk peningkatan proses recovery bahan kimia.

3. Mengurangi pencemaran udara dan air

4. Pengembangan proses pembuatan pulp bebas belerang dan pemutihan bebas klor

5. Fleksibelitas tinggi mengenai rendemen, kualitas dan pengelantangan pulp

6. Kondisi proses yang memungkinkan penyiapan hasil samping pulp

(www.meaningline.com)

1. Pembuatan pulp sulfat

Bahan-bahan kimia pemasak dan keseimbangan Belerang dioksida adalah

asam di-basa dan dalam larutan berair

SO2 + H2O H2SO3

H2SO3 H+ + HSO3 -

HSO3 - H+ + SO32-


Keuntungan-keuntungan dari proses sulfat adalah sbb:

1. Pulp yang dihasilkan mempunyai kekuatan yang tinggi

2. Dipakai untuk proses pembuatan pulp dari bahan baku kayu dari spesies yang

berbeda.

3. Tersedianya bahan kimia pengganti dengan berbagai alternatif dan harganya

tidak mahal

4. Tersedianya peralatan-peralatan operasi yang standart.

5. Banyak pilihan yang dapat dipakai untuk proses pemucatan

6. Dampak pencemarannya rendah. (anonim)

2. Proses soda

Dalam proses soda, kayu dimasak dengan larutan natrium hidroksida yang

sering disebut dengan lindih putih dan lindih hitam berupa larutan sisa pemasakan

yang dipekatkan dan kemudian dibakar, yang akan menghasilkan natrium

karbonat. Dan apabila diolah dengan menambahkan batu kapur akan

menghasilkan Natrium Hidroksida

3. proses sulfit

Pada proses sulfit , larutan pemasak yang dipakai adalah asam-asam yang

mengandung sulfur dari logam alkali, atau alkali tanah berupa bisulfit.


2.4.2. Bahan Kimia dalam Proses Pemutihan

a) Sodium hidroksida (NaOH)

Pada saat klorin dioksida bereaksi dengan lignin dan resin , sebagian besar saja yang

dihasilkan tersebut larut dengan air. Karena klorinat lignin dan resin sangat mudah larut

dalam larutan alkali, perlakuan alkali menyusul setelah proses khlorinasi. Sodium

hidroksida (Caustic soda) merupakan salah satu alkali kuat yang ada. Ini merupakan

bahan kimia yang dapat menyebabkan luka bakar pada kulit. Penanganan Caustic soda

harus memperhatikan keseluruhan tindakan pencegahan pada proses pemutihan

normalnya digunakan alkali encer dengan konsentrasi kira-kira 120 gram/liter.

b) Oksigen (O2)

Gas oksigen digunakan sebagai salah satu zat pemutih bersama-sama dengan alkali

pada tahap ekstraksi. Gas oksigen memperkuat sifat-sifat pulp yang diputihkan. Hal ini

mungkin membuat berkurangnya emisi yang dapat mengganggu terhadap lingkungan.

c) Khlorin Dioksida (ClO2)

Klorin dioksida adalah salah satu bahan kimia pengoksidasi kuat, kerja dari proses

pemutihan ini umumnya dengan cara oksidasi terhadap lignin dan bahan berwarna yang

lainnya . ini digunakan untuk memutihkan pulp yang berkualitas sebab ini memiliki

keunikan yang sanggup mengoksidasi bahan yang bukan selulosa dengan kerusakan pada

selulosa yang minimum. Brightness tinggi yang dihasilkan dengan klorin dioksida adalah

stabil. Pada bleaching plants, klorin dioksida digunakan sebagai suatu larutan gas

didalam air. (Suhunan.2003)


2.5 Proses Pengolahan Pulp

2.5.1 Bahan Baku

Bahan baku untuk pembuatan pulp adalah:

a. chips

b. white liquor

a. Chips

Kwalitas chips yang dipergunakan sebagai bahan baku dalam pemasakan sangat

berpengaruh terhadap kwalitas pulp yang di hasilkan

Kayu dibagi dua spesies yaitu jenis soft wood dan hard wood. Kayu jenis soft

wood menghasilkan pulp yang lebih kuat dibanding dengan jenis hard wood karena serat-

seratnya lebih panjang dan lebih lentur dibandingkan dengan serat yang terdapat pada

hardwood dan softwood juga menghasilkn rendemen yang rendah dibandingkan dengan

hard wood pada suatu kondisi pemasakan yang sama. Ini karena kandungan hemiselulosa

pada soft wood lebih mudah larut dibandingkan dengan hardwood, dan kandungan lignin

dalam softwood lebih banyak dibandingkan hardwood.

b. White liquor

White liquor adalah sebagai media pemasak terdiri dari beberapa bahan-bahan

kimia yang berupa larutan berair:

1. Natrium Hidroksida (NaOH)

2. Natrium Sulfide (Na2S)


Konsentrasi dari masing-masing zat tersebut akan memainkan peranan yang penting

dalam reaksinya dengan kayu yaitu:

1. Pengurangan konsentrasi alkali aktif yang berarti menambah jumlah

pengencer, berakibat pada beban penguapan yang lebih besar

2. Pengurangan sulfide akan berakibat pada kualitas pulp (lebih banyak

pemutusan rantai yang terjadi) karena adanya penambahan konsentrasi ion

Hidroksil

2.5.2 Proses Pemasakan (Digesting)

Proses pemasakan ini dengan menggunakan steam dan caIran bahan pemasak

yaitu White Liquor (WL). Dimana temperatur pemasakan dijaga sekitar 170 C

sampai dicapai derajat delignifikasi yang telah ditentukan.

Uraian Proses Pengoperasian Digester

1. Chips Filling, yaitu pengisian chips ke dalam digester dengan menggunakan

belt conveyor. Pengisian chips kedalam digester merupakan langkah awal dari

proses pemasakan dan merupakan suatu proses penting pada pembuatan pulp.

Agar dapat mencapai keseragaman setiap pemasakan, maka harus diketahui

berapa berat serpihan kayu yang dimasukkan kedalam digester, kandungan air

pada chips dan berat jenis keseluruhan kayu.

2. Tahap Prehydrolisis, dilakukan dalam pembuatan DKP (Dissolve Kraft Pulp)

sedangkan pada BKP (Bleach Kraft Pulp) tahap prehidrolisis ini tidak


dilakukan, hal ini disebabkan karena proses pre-hydrolisis bertujuan untuk

menghilangkan hemiselulosa.

Pada proses prehydrolysis dilakukan dalam fase uap memakai steam.dengan

menginjeksikan langsung steam LP (Low Presure) melalui bawah digester

sehingga mencapai temperatur yang diinginkan.

3. Pengisian Liquor, yaitu pemasakan cairan pemasak yang terdiri dari lindih putih

dan lindih hitam, persentase dari bahan kimia pemasak yang digunakan

tergantung dari pada derajad pemasakan yang dipertimbangkan

Pada proses DKP pengisian liquor dilakukan setelah tahap prehydrolisis. Larutan

pemasak panas yang dimasukkan ke dalam digester didapat dari relief heat recovery

system dengan temperatur 120 0C harus dengan perbandingan yang sesuai

sebagaimana dibutuhkan untuk memasak dengan berat kering (bone dry atau oven

dry) kayu yang dimasukkan. Persentase ini juga tergantung seberapa jauh kita akan

mengurangi kandungan lignin dari dalam kayu (degree of delignification)

4. Cooking, proses pemasakan liquor secara tidak langsung yaitu dengan

mengalirkan uap kedalam digester dengan uap tekanan menengah. Faktor-

faktor yang mempengaruhi proses pemasakan adalah temperatur, waktu dan

konsentrasi zat pemasak, untuk memudahkan pengontrolan derajad

delignifikasi selama pemasakan, maka ditentukan suatu faktor yaitu H-faktor

dimana merupakan luasan kurva integral antara laju reaksi dan waktu

pemasakan.


5. Blowing, akhir dari pemasakan, dimana bubur pulp yang dihasilkan dialirkan ke

dalam blow tank dengan membuka katup pada jalur pulp yang akan

dihembuskan dari digester ke blow tank. Saat itu tekanan didigester turun hingga

tekanan atmosfer. Maka penurunan tekanan akan menghasilkan gas blow yang

menuju heat recovery system untuk menghasilkan air panas. Pada operasi normal

penghembusan dilakukan tiap 15 menit.

Temperatur dan waktu pemasakan merupakan dua faktor yang saling

berpengaruh,kalau dalam pemasakan dilakukan pada temperatur yang lebih tinggi

maka waktu yang diperlukan adalah lebih singkat. Walaupun demikian kedua faktor

temperatur dan waktu itu tidaklah cukup untuk mengontrol reaksi penghilangan lignin

dalam suatu proses pemasakan, maka untuk memperbaiki proses pembuatan pulp

secara kimia dan agar selalu ada pedoman untuk mengatur waktu dengan

bervariasinya temperatur dan atau sebaliknya maka faktor-faktor itu dikombinasikan

menjadi satu faktor perhitungan yang disebut dengan H-Factor

2.5.3 Washing Dan Screening

Tahap selanjutnya adalah pencucian dengan tujuan untuk memisahkan cairan sisa

hasil pemasakan dan mengurangi dampak terhadap lingkungan.

Washing merupakan sebuah sistem alat pencuci berputar yang terdiri dari saringan

yang menutupi silinder yang berputar didalan vat. Prinsip yang digunakan pada tahap ini

adalah menggunakan air yang sedikit mungkin dengan tingkat kebersihan pulp yang

dihasilkan setinggi mungkin. Air pencuci menggunakan shower yang disemprotkan

dipermukaan bubur kayu secara terus menerus dan airnya tersebut turun ke ketangki

filtrat dengan menggunakan vakum.

Pulp berwarna coklat dari digester plant selanjutnya dicuci dan disaring dimana pulp

dibersihkan dari kayu yang tidak masak (Knots) dan dari serat kayu yang tidak terurai

(Shives). Pulp dicuci dengan air panas atau dengan air kondesat untuk memudahkan

proses pemutihan pada tahap selanjutnya, pulp hasil pencucian ini dikirim ke unbleach


tank. Proses selanjutnya pulp disaring (screaning) agar terbebas dari bahan-bahan

pengotor yang dapat mengurangi kualitas pulp.

Proses penyaringan ada 2 tahap yaitu:

1. Penyaringan kasar

2. Penyaringan halus

Proses akhir dari penyaringan berada pada sand removal cyclones yang berfungsi untuk

memisahkan pasir dari pulp. Lalu dikirim ke tahap bleaching

2.5.4. Bleaching

Bubur kertas ini kemudian dikelantang (Bleaching) dengan bahan kimia di dalam

proses bleaching bertujuan untuk mencapai derajad keputihan sesuai standart ISO. Pada

bagian ini terdiri dari beberapa tahap yaitu DO EO D1 D2.

Bleaching merupakan unit pemutihan pulp dimana lignin yang masih terdapat dalam

unbleached pulp dengan menggunakan bahan kimia pemutih yaitu cairan klorin dioksida

(ClO2), cairan Hidrogen Peroxide (H2O2), gas Oksigen, dan cairan Caustic sebagai

pengontrol pH.

2.5.5. Pulp Machine

Setelah dari unit bleaching selanjutnya dikirim Pulp Machine untuk dikeringkan

menjadi lembaran pulp dengan kadar air 10% dengan dasar tertentu.

Pulp machine adalah bagian terpenting dari operasi pabrik pulp yang mana fungsi

utamanya adalah mengambil air sebanyak mungkin / seefisien mungkin tanpa merusak

lembaran pulp.


Pulp Machine dirancang mengubah suspensi pulp dengan cara memisahkan air dari

bubur pulp dengan efisien tanpa merusak struktur serat,berat dasar, dan formasi pulp yang

dihasilkan memiliki kekuatan lembaran yang maksimum dan yang selanjutnya diproses

kedalam bentuk bal-bal untuk dikirim ke konsumen

Proses utama di Pulp Machine:

1. Bleach Screening yaitu pembersihan pulp dari kotoran-kotoran

2. Forming Section yaitu membentuk lembaran pulp diatas fourdrinier wire

3. Press Section, memadatkan lembaran pulp dengan cara di press

4. Dryer Section, pengeringan lembaran pulp sampai 10% kandungan air

5. Cutter & Layboy,proses pemotongan lembaran pulp dengan ukuran tertentu

6. Baling Ball, penataan lembaran pulp menjadi bale dan unit setelah lembaran

pulp dibungkus dan diikat pakai kawat selanjutnya siap untuk dikirim ke

pelanggan.

2.6. Tahapan Proses Pemutihan

Proses pemutihan dapat dianggap sebagai sebuah lanjutan proses pemasakan yang

dimaksudkan untuk memperbaiki brightness dan kemurnian dari pada pulp. Hal ini

dicapai dengan cara menghilangkan atau memutihkan bahan pewarna yang tersisa pada

pulp. Lignin yang tersisa adalah suatu zat yang paling dominan untuk menghasilkan

warna pada pulp oleh karena itu, ini harus dihilangkan atau diputihkan.

Pengurangan kandungan resin didalam pulp juga merupakan faktor lain yang penting

dalam proses pemutihan


Warna pada pulp yang belum diputihkan umumnya disebabkan oleh lignin yang

tersisa. Penghilangan lignin dapat lebih banyak pada proses pemasakan, tetapi akan

mengurangi hasil yang banyak sekali dan merusak serat,menjadi menghasilkan kualitas

pulp yang rendah.

Pada normalnya pada proses penghilangan lignin adalah melarutkan pulp

kebentuk yang larut dengan air. Penghilangan bentuk-bentuk lignin merupakan

kehilangan sebagian dari hasil pada proses pemutihan, yang mana ini adalah diantara 5%

sampai dengan 10% (dihitung dari mulai pulp yang telah selesai dimasak), tergantung

kepada metoda pemasakan dan sasaran brightness dari pulp.

Lignin pada pulp kelihatan dalam berbagai macam bentuk tergantung pada

kondisi-kondisi proses pulp yang berlangsung. Lignin ini sangat reaktif yang berarti

bahwa ini mudah dipengaruhi oleh bahan kimia seperti Klorin, Hidrogen Peroksida

kemudian molekul terurai menjadi partikel-partikel yang lebih kecil,yang larut dalam air,

dan dapat dihilangkan dari pulp

Tahap pemutihan dengan klorin diksida menghasilkan Brightness pulp yang

tinggi. Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida menghancurkan

lignin tanpa merusak sellulosa.

2.6.1 Tahap klorinasi (Do)

Tahap delignifikasi, proses pemutihan tahap pertama yaitu menghilangkan

menguraikan sebagian kandungan lignin yang terdapat dalam unbleached pulp dengan

menggunakan bahan kimia ClO2, yang direaksikan didalam suatu reactor dengan

temperature 70 0C.


Tahap pemutihan dengan klorin dioksida menghasilkan derajad putih pulp

(brightness) yang tinggi. Keuntungan dari perlakuan ini adalah bahwa klorin dioksida

menghancurkan lignin tanpa merusak selulosa. Pemakaian klorin dioksida memiliki

banyak keuntungan antara lain:

1. Pemakaian bahan kimia sedikit

2. Biaya yang lebih minimum

3. Zat pengotor sedikit

4. Brightness lebih stabil

Klorin dioksida merupakan zat pemutih yang sangat efektif menguraikan lignin dan

menghilangkan lignin dengan cepat dan efisien tanpa merusak selulosa.

Pada proses khlorinasi terhadap pulp, gas klorin harus larut dan bereaksi secara

menyebar terhadap serat pulp. Reaksi klorin dengan lignin adalah sangat cepat dimana

klorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan subsitusi. Reaksi reaksi ini

mengeluarkan lignin dan oleh karena itu, beberapa akan terlarut dalam tahap klorinasi

Subtitusi : Cl2 + (lignin) ( lignin ) Cl + HCl

Oksidasi : Cl2 + ( lignin ) ( lignin teroksidasi ) + 2HCL

selanjutnya dicuci dan disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin

dari pulpnya, kemudian pulpnya dikirim ketahap pengelantangan berikutnya.


2.6.2 Tahap ekstraksi alkali (EOp)

Tahap caustic ekstraksi ini digunakan adalah Sodium Hidrogen (larutan 10%).

Tujuan utama dari tahap ekstraksi ini adalah untuk mengeluarkan hasil reaksi selama

proses khlorinasi dari dalam pulp yang larut dengan alkali.

Tahap ini merupakan tahap pemurnian, proses pengelantangan yang kedua yaitu

untuk mengekstraksi lignin-lignin yang masih tersisa didalam pulp dari proses

sebelumnya. Tujuan utama dari alkali melarutkan komponen-komponen penyebab

warna yang kemungkinan besar larut dalam larutan alkali hangat. Kelarutan klorinat dan

lignin yang teroksidasi, dan komponen-komponen warna lainnya yang meningkatkan

tingkat brightness dalam tahap pemutihan selanjutnya.

Pada proses ini menggunakan Caustic soda. NaOH digunakan untuk

mengeluarkan hasil reaksi selama proses klorinasi dari dalam pulp. Pada DKP (Dissolving

Pulp ) tahap ini memiliki tujuan khusus yaitu: mengeluarkan hemiselulosa meningkatkan

kandungan alpha sellulosa dan mengurangi kandungan ekstrak berbeda halnya pada

proses BKP.

Klorolignin yang tidak larut dalam air panas dan media asam terlarut dalam

caustic, pada temperatur rendah. Pada temperatur yang lebih tinggi, hemiselulosa

(pentosan) larut.

Keefektifan proses ekstraksi tergantung kepada konsentrasi alkali yang

digunakan. Suatu pulp dengan konsistensi yang tinggi maka akan diberikan konsentrasi

alkali yang lebih tinggi pada penerapan bahan kimia yang dberikan. Pada konsistensi

yang lebih tinggi sedikit uap air yang dibutuhkan untuk memanaskan pulp untuk

menaikkan temperatur.

Parameter yang perlu dijaga pada tahap ekstraksi ini antara lain Temperature, pH,

Brightness dan Viscosity.


Bilangan kappa berkurang dengan suatu kenaikan terhadap waktu reaksi pada saat

parameter-parameter tetap dijaga. Ada dua bentuk reaksi untuk menghilangkan lignin:

tahap awal delignifikasi yang sangat cepat (eliminasi lignin yang bersifat mudah) dan

selanjutnya dengan sebuah akhir delignifikasi yang lambat.

Pengujian viscositas dilakukan untuk menentukan kekuatan yang dimiliki oleh

pulp, pengujian mengevaluasi derajad polimerisasi dari pada selulosa atau dengan kata

lain degredasi dari pada serat selulosa. Pada proses pemutihan dissolving pulp, kondisi-

kondisi proses dan bahan kimia yang diberikan adalah dirancang untuk mrngendalikan

derajad polimerisasi menuju tingkat yang dikehendaki.

Brightness yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap pemutihan/oksidasi berikutnya

dan ekstraksi kappa lebih rendah dapat dicapai jika temperatur ekstraksi dijaga pada suhu

80 C. Temperatur diatas 80 C tidak menunjukkan hasil-hasil yang menguntungkan.

Target brightness juga harus mencapai 88-89 % ISO dan akan bekerja secara maksimal

pada pH 10,5

2.6.3 Tahap Klorin Dioksida (D1)

Tahap proses brightening, proses pemutihan tahap III dimana pulp dari tahap II

diputihkan kembali untuk mendapat derajad brightness yang diinginkan, dengan

menggunakan bahan kimia ClO2, yang direaksikan dengan tempratur 80 0C selanjutnya

dicuci dan disaring untuk memisahkan cairan kimia dan kandungan lignin dari pulp nya,

kemudian pulp nya dikirim ke tahap pemutihan selanjutnya.

Klorin Dioksida adalah suatu bahan pemutih bersifat lembut yang hanya akan

berpengaruh terhadap lignin dan memberikan brightness yang tinggi pada pulp tanpa


memperlemah kekuatannya. Klorin dioksida memiliki sebuah electron yang tidak

berpasangan dengan defenisi sebuah radikal bebas. Sensitifitas dari radikal bebas ini

kemungkinan memegang peranan penting terhadap kereaktifannya sebagai suatu bahan

pengoksidasi.

2.6.4 Tahap klorin dioksida (D2)

Tahap proses brightening yaitu proses pemutihan tahap ke empat dimana

prosesnya sama dengan tahap III dimana pulp dari tahap klorin dioksida diputihkan

kembali supaya mendapat derajad brightness yang lebih tinggi dari tahap III dan bahan

kimia yang digunakan adalah ClO2 pada temperature 80 0C selanjutnya dicuci dan

disaring untuk memisahkan cairan kimia dan sisa kandungan lignin dari pulpnya,

kemudian pulpnya dikirim ke pulp mesin.

Suatu kondisi penting selama proses pemutihan dengan Klorin Dioksida adalah

sisa klorin dioksida positif pada saat reaksi telah berakhir. Hal ini dibutuhkan bukan

hanya untuk menghilangkan Shives akan tetapi juga untuk menghindari pengembalian

warna, jika kondisi ini tidak dijaga, pulp kuning akan terjadi. Temperatur yang optimum

untuk pemutihan tahap ini adalah 80 0C, jika temperature lebih rendah dari pada ini,klorin

yang dikonsumsikan tidak mencukupi untuk mencapai brightness lebih dari 90% ISO.

Jika temperature dinaikkan lebih tinggi secara subtansial, reaksi yang sangat cepat dapat

terjadi bahwa ada suatu resiko terhadap pemakaian semua klorin dioksida sebelum reaksi

berakhir, yang disertai dengan pengembalian warna.


2.7 Variabel-variabel proses pada Oksidasi Ekstraksi

1. Kekentalan

Keefektifan proses ekstraksi tergantung kepada konsentrasi alkali yang digunakan.

Suatu pulp dengan konsistensi yang tinggi maka akan diberikan konsentrasi alkali yang

lebih tinggi pada penerapan bahan kinia yang diberikan. Pada konsistensi yang lebih

tinggi sedikit uap air yang dibutuhkan untuk memanaskan pulp untuk menaikkan

temperatur.

2. Temperatur

Brightness yang lebih tinggi dihasilkan pada tahap pemutihan/oksidasi berikutnya

dan ekstraksi kappa lebih rendah dapat dicapai jika temperature ekstraksi dijaga pada 65-

70 0C . temperature diatas 70C tidak menunjukkan adanya hasil-hasil yang

menguntungkan.

3. Waktu Reaksi

Bilangan kappa berkurang dengan suatu kenaikan terhadap waktu reaksi pada

saat parameter-parameter lainnya dijaga tetap. Hal ini secara terus menerus berkurang

setelah suatu reaksi dengan waktu yang sangat lama. Ada dua bentuk reaksi untuk

menghilangkan lignin, sebuah tahap awal delignifikasi yang sangat cepat diikuti dengan

sebuah akhir delignifikasi yang lambat. Masing-masing mereka disebut eliminasi lignin

yang bersifat mudah dan eliminasi lignin dengan cara lambat.


4. Brightness

Ketika lignin sudah dikeluarkan dari pulp pada proses pemutihan dengan oksigen,

brightness meningkat. Hal ini umumnya disebabkan oleh delignifikasi ,dan bukan proses

penghilangan lignin.

5. pH

Ketika pulp yang dicuci di klorinasi, pH dengan cepat turun lebih rendah dari 2

sebagai akibat pemakaian klorin dan dihasilkannya HCl. pH memiliki pengaruh yang

besar terhadap proses eliminasi lignin secara khusus terhadap degradasi kandungan pulp.

Pulp dengan pH 2 keluar dari menara klorinasi masuk ke menara ekstraksi oksidasi.

Dimenara ekstraksi kandungan lignin dan ekstraktif kayu harus dihilangkan semaksimal

mungkin. Dengan penambahan caustic soda pH 2 dinaikkan hingga pH berkisar antara

10-11. Penghilangan lignin dan ekstraktif tidak akan sempurna dengan pH dibawah 10,

akan tetapi dengan pH lebih besar dari 11 akan mendegradasi serat selulosa.

6. Pengadukan

Ketika lignin sudah dikeluarkan dari pulp pada proses pemutihan dengan oksigen,

brightness meningkat. Hal ini umumnya disebabkan oleh delignifikasi , dan bukan proses

penghilangan lignin. Tujuan dari pengadukan ini adalah untuk mendistribusikan bahan-

bahan kimia yang ditambahkan secara merata. Pengadukan yang lebih baik adalah sangat

penting pada pelaksanaan tahap oksidasi ekstraksi yang menggunakan kendali pendeteksi

yang terpasang di jalur-jalur ini. Pengadukan yang tidak baik dapat menghasilkan

brightness yang tidak seragam. (Suhunan.2003)


chapter ii

Documents