pulp dan kertas edit
DESCRIPTION
tugasTRANSCRIPT
TUGAS PROSES INDUSTRI KIMIA
“PROSES INDUSTRI PEMBUATAN PULP DAN KERTAS”
Disusun oleh :
Christyowati Primi Sagita 21030113130142
M. Akhsanil Auladi 21030113130141
Merreta Noorenza Biutty 21030113120047
Ricky Kurniawan 21030113130147
Piontek Benedictus Brandon 21030113120039
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kertas merupakan suatu komponen penting dalam peradaban dunia. Kertas
merupakan banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, baik untuk mencetak, untuk
menulis, untuk melukis dan kini juga banyak yang digunakan sebagai pembersih
(tissue). Kertas telah terkenal sejak abad kedua sebelum masehi. Kertas pertama kali
dibuat oleh orang Tionghoa dari kulit pohon murbey dan bambu, kemudian setelah
kertas banyak diminati masyarakat, bahan kertas beralih ke kapas dan linen. Kira-kira
seratus lima puluh tahun yang lalu, Frieddrich Gottlob Keller, seorang pekerja Jerman
menghasilkan pulp kayu mekanis pertama dengan cara yang sederhana yaitu dengan
menumbuk balok-balok kayu sehingga seratnya terpisah-pisah. Kertas dari bahan baku
kayu, pertama kali dibuat dengan cara mencetak pulp kayu temuan Frieddrich Gottlob
Keller menjadi lapisan-lapisan kertas. Proses kayu tumbuk ini tersebar ke seluruh dunia
sebagai proses pembuatan kertas yang paling baik saat itu. Namun pada saat ini proses
pembuatan kertas yang paling mutakhir adalah berasal dari pulp hasil proses dengan
memanfaatkan bahan kimia.
Pulp dan kertas yang diproduksi dari bahan baku yang mengandung selulosa fiber
seperti kayu pada umumnya, kertas daur ulang, dan limbah pertanian. Di negara-negara
berkembang, sekitar 60 % dari selulosa fiber berasal dari bahan baku nonwood (bukan
kayu) seperti ampas tebu, jerami, bambu, alang-alang, dan rami. Pabrik pulp dan pabrik
kertas dapat berdiri secara terpisah atau sebagai satu kesatuan operasi terpadu. Pabrik
terpadu salah satunya melakukan pembuatan bubur kertas (pulp) di tempat. Sedangkan
pabrik yang tidak terintegrasi tidak memiliki kapasitas untuk pulping tetapi harus
membawa pulp pabrik dari sumber luar. Sarjana teknik kimia mempunyai peranan
penting dalam mengolah kayu menjadi pulp dan kertas didalam proses industrinya.
1.2 Tujuan
a. Mengetahui sejarah perkembangan kertas
b. Mengetahui bahan baku dalam pembuatan pulp dan kertas
c. Mengetahui kegunaan dan spesifikasi produk
d. Mendeskripsikan proses pembuatan pulp dan kertas
e. Memahami block diagram proses pembuatan pulp dan kertas
f. Memahami flowsheet proses pembuatan pulp dan kertas.
1
BAB II
ISI
2.1 Sejarah kertas
Kertas ditemukan oleh Tsai Lun dari bahan bambu yang mudah didapat di seantero
China selama Dinasti Han pada tahun 101 Masehi dan menyebar ke barat melalui Jalan
Sutra. Penemuan ini akhirnya menyebar ke Jepang dan Korea seiring menyebarnya
bangsa-bangsa China ke timur dan berkembangnya peradaban di kawasan itu meskipun
pada awalnya cara pembuatan kertas merupakan hal yang sangat rahasia.
Di tahun 1799, seorang Prancis bernama Nicholas Louis Robert menemukan proses
untuk membuat lembaran-lembaran kertas dalam satu wire screen yang bergerak,
dengan melalui perbaikan-perbaikan alat ini kini dikenal sebagai mesin Fourdrinier.
Penemuan mesin silinder oleh John Dickinson di tahun 1809 telah menyebabkan
meningkatnya penggunaan mesin Fourdrinier dalam pembuatan kertas-kertas tipis.
Tahun 1826, steam cylinder untuk pertama kalinya digunakan dalam pengeringan dan
pada tahun 1927 Amerika Serikat mulai menggunakan mesin Fourdrinier.
Peningkatan produksi oleh mesin Fourdrinier dan mesin silinder telah
menyebabkan meningkatnya kebutuhan bahan baku kain bekas yang makin lama makin
berkurang. Tahun 1814, Friedrich Gottlob Keller menemukan proses mekanik
pembuatan pulp dari kayu, tapi kualitas kertas yang dihasilkan masih rendah. Sekitar
tahun 1853-1854, Charles Watt dan Hugh Burgess mengembangkan pembuatan kertas
dengan menggunakan proses soda. Tahun 1857, seorang kimiawan dari Amerika
bernama Benjamin Chew Tilghman mendapatkan British Patent untuk proses sulfit.
Pulp yang dihasilkan dari proses sulfit ini bagus dan siap diputihkan. Proses kraft
dihasilkan dari eksperimen dasar oleh Carl Dahl pada tahun 1884 di Danzig. Proses ini
biasa disebut proses sulfat, karena Na2SO4 digunakan sebagai make-up kimia untuk sisa
larutan pemasak. (M.Piraga, 2010)
2.2 Bahan Baku Pembuatan Pulp dan Kertas
Dalam pembuatan pulp dan kertas, bahan baku yang digunakan adalah bahan baku
yang mengandung selulosa. Selulosa adalah salah satu bentuk polisakarida dengan
rumus molekul (C6H10O5)n yang berupa serat dan berwarna putih dengan jumlah n yaitu
dari 250-1500. Selulosa memiliki rumus bangun seperti pada Gambar 1 berikut ini.
2
Gambar 1. Rumus bangun selulosa (C6H10O5)n (Zulfikar, 2008)
Berdasarkan kelarutannya dalam NaOH 17,5 %, selulosa dibagi menjadi menjadi 3
jenis yaitu :
a. α- selulosa, tidak larut dalam pelarut tersebut pada 200C.
b. β- selulosa, larut dan mengendap lagi bila ditambahkan asam.
c. γ- selulosa, larut dan mengendap bila ditambah alkohol.
Dari ketiga jenis selulosa diatas, yang digunakan dalam proses pembuatan pulp dan
kertas adalah jenis α- selulosa yang tidak larut, sedangkan jenis β- selulosa dan γ-
selulosa yang larut dikenal dengan nama hemiselulosa. Bahan baku yang mengandung
selulosa untuk menghasilkan pulp dan kertas dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu
tumbuh-tumbuhan berjenis kayu (wood) dan bukan kayu (non wood).
2.2.1 Tumbuhan Berjenis Kayu
Kayu merupakan salah satu tumbuhan yang memiliki kandungan selulosa
yang cukup tinggi yaitu 40-45%, sehingga kayu dapat digunakan sebagai bahan
baku pembuatan pulp dan kertas (Dumanauw, 1984). Jenis kayu yang digunakan
dalam proses pembuatan pulp dan kertas adalah sebagai berikut :
a. Kayu lunak (softwood), yaitu kayu dari tumbuhan konifer yang berdaun jarum
seperti Pinlis sp (tusam) dan Aganthis sp (dammar).
b. Kayu keras (hardwood), yaitu kayu dari tumbuhan yang berdaun lebar dan
menggugurkan daunnya setiap tahun seperti Albazia falcatera, Euclyptus sp, dan
Antochehalus candabia.
Kayu lunak memiliki panjang dan kekasaran yang lebih besar sehingga dapat
memberi kekuatan pada kertas sedangkan kayu keras memiliki sifat yang lebih
halus dan kompak sehingga dapat menghasilkan permukaan kertas yang halus. Dari
kelebihan masing-masing sifat jenis 2 kayu tersebut, maka dalam pembuatan kertas
umumnya menggunakan campuran dari kayu lunak dan kayu keras untuk
menghasilkan kertas yang kuat dengan permukaan yang halus.
3
2.2.2 Tumbuhan Berjenis Bukan Kayu
Selain tumbuhan berkayu, beberapa jenis tumbuhan bukan kayu yang
mengandung serat selulosa juga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan
pulp dan kertas. Serat selulosa tersebut dapat berasal dari kulit batang, daun,
tangkai, buah atau biji, bulu biji maupun rerumpunan. Berdasarkan sumber
seratnya, tumbuhan jenis bukan kayu dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Serat kulit batang, yaitu fax, jule, hemo, rami kenaf, haramay.
b. Serat daun, yaitu manila, abaca, sisal, palm, nenas.
c. Serat bulu biji, yaitu kapas dan kapuk.
d. Serat rerumpunan, yaitu merang, jerami, baggase, bambu, jelaga.
2.2.3 Kualitas Bahan Baku
Pada proses pembuatan pulp, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi
proses pengoperasian di dalam pabrik sehingga dapat menghasilkan pulp yang
diinginkan dan dapat diproses lebih lanjut menjadi kertas. Faktor-faktor yang
mempengaruhi tersebut dibagi menjadi 3, yaitu :
a. Chip Quality, yang dipengaruhi oleh :
i. Wood Related Variable, yang meliputi (1) wood species (jenis kayu) :
apakah jenis kayu softwood atau hardwood, (2) wood density (densitas
kayu) : yang mempengaruhi volume digester dalam meningkatkan
produksi pulp, dan (3) wood decay (kerusakan kayu) : seberapa cepat kayu
membusuk yang disebabkan oleh mikroorganisme.
ii. Process Related Variable, yang meliputi (1) chip size : seberapa tebal chip
dalam proses pulping,(2) chip bulk density : menentukan jumlah pulp yang
dapat masuk dan dinyatakan dalam kg/m3,dipengaruhi oleh wood density
dan chip size, (3) chip moisture : dapat digunakan untuk menghitung wood
input yang masuk ke dalam digester supaya konsentrasi liquor dan alkali
tetap konstan, normalnya dalam range 40%-50%, (4) bark (kulit kayu) dan
kontaminasi lainnya : merupakan komponen yang tidak diinginkan dalam
produksi pulp.
b. White Liquor Properties
White liquor merupakan bahan kimia pemasak dengan metode sulfat
(kraft cycle) dalam bentuk aqueous solution, dimana kandungannya terdiri
dari NaOH, Na2S, Na2SO4, Na2CO3. White liquor digunakan untuk
4
mengurangi kandungan lignin dalam digester dan juga untuk ekstraksi
selulosa. Digester yang digunakan adalah digester continue.
c. Cooking Control Variable
Variabel-variabel yang digunakan dalam cooking control antara lain :
i. Waktu dan temperature, berpengaruh pada reaksi delignifikasi, dimana
kenaikan temperature yang kecil dapat menyebabkan terjadi lebih
banyak reaksi delignifikasi.
ii. Alkali charge, efektifitas normal alkali charge memiliki nilai antara
10%-18% Na2O dalam drywood tergantung dari jenis kayu, kondisi
pemasakan, dan derajat delignifikasi yang dibutuhkan. Kelebihan alkali
dapat menyebabkan kenaikan angka delignifikasi, dan mengurangi yield.
iii. Liquor to wood ratio
Rasio normal liquor : wood yaitu 3 : 1 atau 5 : 1.
2.3 Kegunaan dan Spesifikasi Produk
Kertas merupakan benda yang mempunyai banyak kegunaannya dalam kehidupan
manusia sehari-hari. Salah satunya yaitu untuk menulis. Kertas telah mengalami
perkembangan zaman dari sejak ditemukan pertama kali pada peradaban Cina hingga
sekarang. Dengan seiring berkembangnya zaman, maka kegunaan kertas juga semakin
meningat. Beberapa spesifikasi kertas beserta kegunaannya menurut Techninal
Information Paper – “TIP 0404-36 Paper Grade Classifaction” adalah sebagai berikut.
a. Uncoated Groundwood
Kertas yang tidak mempunyai lapisan coating pigmen dan diproduksi
menggunakan pulp mekanis (mechanical pulps), bubur kertas yang diproduksi tanpa
proses kimiawi. Kurang lebih 80% kertas jenis ini adalah kertas koran (newsprint).
Gramatur (berat kertas dalam gram per satu meter persegi) adalah 24-75 g/m2, dengan
kertas koran dari 38 g/m2 to 52 g/m2. Disamping itu, jenis kertas lainnya adalah kertas
untuk direktori (seperti yellow page), computer paper, katalog, dan advertising
supplement (brosur sisipan yang umumnya dicetak dengan sistim rotogravure).
b. Coated Groundwood
Kertas jenis ini paling tidak mempunyai 10% pulp mekanis (umumnya 50-55%
groundwood) dengan sisanya menggunakan pulp kimia. Umumnya kertas ini
berwarna kekuningan karena banyak pulp mekanis dan mempunyai gramtur dari 45
5
g/m2 to 130 g/m2. Kertas ini umumnya ditemukan pada kegunaan kertas dengan mesin
cetak letterpress dan offset, seperti LWC (light weight coated – kertas yang
mempunyai lapisan coating rendah sekitar 7-10 gr/m2 dan kertas coated untuk
majalah.
c. Uncoated Woodfree
Kertas jenis ini mempunyai kandungan pulp mekanis lebih rendah dari 10%
umumnya bisa mencapai 0% dan tidak mempunyai lapisan coating pigmen sama
sekali. Kegunaan kertas ini termasuk office papers (formulir, kertas fotokopi, kertas
buku tulis, dan kertas amplop), kertas carbonless (NCR), dan kertas cetak atau anda
biasa sebut HVS untuk brosur, selebaran, iklan, dan bahkan kartu pos bila tebal. Jenis
kertas ini sering juga disebut printing, writing, and book papers (kertas cetak, tulis
dan buku).
d. Coated Woodfree
Jenis kertas ini juga mengandung kurang 10% pulp mekanis, tetapi mempunyai
lapisan coating pigmen baik dua sisi atau satu sisi. Gramatur kertas berkisar antara 70
gr/m2 dan 300 gr/m2. Art Paper umumnya mulai dari 70 gr/m2 sampai dengan 150
gr/m2, sementara Art Board mulai dari 170 gr/m2 sampai dengan 300 gr/m2. Kegunaan
paling umum adalah untuk majalah, buku, cetak commercial dengan mutu yang tinggi
dan mahal karena brightness yang relatif tinggi dibanding kertas uncoated
groundwood.
e. Kraft Paper
Kertas kraft, arti harfiahnya adalah kertas kuat, mempunyai 4 kegunaan utama:
(1). Kertas bungkus (wrapping) seperti untuk bungkus kertas plano, kertas bungkus
nasi, (2). Kantong (bag/sack) seperti kantong belanja, (3). Karung (shipping sack)
seperti karung atau kantong semen, dan (4). Berbagai fungsi converting. Gramatur
berkisar antara 50 gr/m2 dan 134 gr/m2. Pulp kertas yang dipakai bisa melalui proses
pemutihan atau bleaching atau tidak. Bila tidak diputihkan maka berwarna coklat.
f. Bleached Paperboard
Pulp kertas yang dipakai adalah beached sulfate dan kegunaan utama adalah
folding carton – untuk membuat box, dan kertas karton susu atau juice. Karena bleach
maka warna kertas karton ini putih dan sekitar setengah jumlah produksi adalah
coated. Gramatur bervariasi mulai dari 200 gr/m2 sampai dengan 500 gr/m2. Golongan
jenis kertas ini termasuk untuk membuat gelas kertas, piring kertas, karton tebal cetak,
6
tag stock (kertas karton untuk gantungan, kartu komputer, file folders (map folio), dan
index card (kartu index nama).
g. Unbleached Paperboard
Kertas karton ini tidak diputihkan dengan bleaching dan diproduksi dari virgin
kraft (pulp kimia dengan serat non-recycle) atau neutral sulfitesemichemical pulp
(bubur kertas dengan proses semi-kimia sulfite yang netral). Produk utama adalah
linerboard, jenis kertas yang digunakan untuk membuat corrugated containers
(corrugated box yang biasanya berwarna coklat). Berat gramatur umumnya 130 gr/m2
sampai dengan 450 g/m2. Corrugating medium atau kertas medium juga masuk dalam
kaetgori ini yang dibuat dengan sebagian campuran kertas recycle.
h. Recycled Paperboard
Pulp yang digunakan terdiri atas kertas recycle atau daur ulang. Jenis kertas ini
meliputi rentang variasi kertas yang luas mulai dari kertas medium untuk corrugated
box, folding boxboard atau clay coated news back – kertas ini sering disebut sebagai
Duplex dan Triplex, setup boxboard – layaknya duplex tetapi uncoated, dan berbagai
jenis kertas dan kertas karton. Juga gypsum liner – kertas yang digunakan sebagai
pelapis luar gypsum board, kertas untuk core tube dan lain sebagainya.
i. MG Kraft specialties
Kertas jenis ini mempunyai permukaan dengan penampakan yang licin dan
seperti kaca (glaze) dimana kertas tersebut diproduksi diatas mesin yang mempunyai
silinder pengering / pemanas yang diameternya sangat besar. Di pasar lokal sering
disebut dengan kertas Litho, Doorslag. Jenis kertas lainnya seperti kertas dasar (base
paper) untuk wax paper, kertas bungkus, carbonizing, dan kraft specialties.
j. Tissue
Bubur kertas yang dipakai untuk tisu adalah pulp kimia yang di-bleach dengan
tambahan 50 atau lebih pulp mekanis. Mayoritas kertas tisu digunakan untuk produk
sanitari seperti tisu gulung, towel, bathroom, napkins dan lain-lain. Gramatur
mempunyai rentang dari 13 gr/m2 sampai dengan 75 gr/m2. Jenis kertas ini diproduksi
dengan sistem through air dried (TAD) atau mesin kertas Yankee (silinder pemanas
yang diameternya sangat besar) yang mempunyai wet atau dry crepe operation.
7
2.4 Deskripsi Proses
Dalam industri pulp dan kertas, bahan baku yang mengandung serat selulosa diubah
menjadi pulp dan kertas. Urutan proses pembuatannya adalah (1) persiapan bahan baku,
(2) pembuatan pulp (proses pulping), (3) pemutihan, (4) pengambilan kembali
(recovery) liquor, (5) pengeringan pulp dan (6) pembuatan kertas. Urutan-urutan proses
pembuatan tersebut akan diuraikan sebagai berikut.
a. Proses Pulping (Pembuatan pulp)
Seluruh proses pulping memiliki tujuan yang sama yaitu untuk membebaskan serat
selulosa dari lignin dan komponen lain yang tidak diinginkan agar mendapatkan banyak
hemiselulosa dan selulosa, serta dapat meningkatkan yield dari serat yang telah
dipisahkan dari lignin. Serat yang yang diperoleh umumnya bewarna dan harus di
bleaching sebelum dapat digunakan menjadi kertas. Hal ini juga bertujuan untuk
mendapatkan warna yang baik tanpa degradasi dan kehilangan yield serat. Proses
pulping atau pembuatan bubur kertas dapat diuraikan menjadi 9 bagian atau tahapan,
sebagai berikut:
1). Woodyard
Merupakan tahap penerimaan dan menyimpan kayu gelondongan yang selanjutnya
dilakukan proses pengkulitan, pemotongan kecil-kecil & penyaringan potongan
kayu.
2). Barker
Merupakan proses penghilangan kulit kayu dimana glondongan kayu dimasukkan
dalam “debarking drums”, gelondongan silinder berputar mengakibatkan
gelondongan kayu ikut berputar dan bergesekan satu dengan yang lain melucuti
kulit kayunya.
3). Chipper
Merupakan proses pemotong gelondongan kayu menjadi ukuran kecil yaitu kurang
dari 2 cm dan setipis ½ cm dengan menggunakan mesin.
4). Screen
Merupakan filter penyaring untuk memisahkan potongan kayu yang lebih besar
dari target ukurannya, dan menghilangkan debu hasil potong yang tidak perlu.
5). Digester
Merupakan proses pengukusan potongan kayu yang yang dimasak dengan suhu
dan tekanan yang tinggi dalam suatu larutan kimia penghancur. Larutan dan proses
8
masak ini akan melembutkan dan akhirnya memisahkan serat kayu yang
diinginkan dari “lignin” yaitu unsur kayu semacam lem yang menahan serat kayu
bersatu.
6). Chemical Recovery and Regeneration
Merupakan proses memasak bahan kimia buangan dari proses memasak
sebelumnya untuk kembali dapat digunakan dalam tahap digester.
7). Blow Tank
Merupakan proses penyajian pulp atau bubur kertas yang telah jadi, dimana serat
kayunya sudah terpisah satu sama lain.
8). Washing
Pada tahap ini akan membersihkan sisa-sisa larutan kimia dan lignin yang masih
tertinggal, yang nantinya akan dikembalikan ke proses tahap ke 6 yaitu chemical
recovery process. Bubur kertas yang dihasilkan merupakan bubur kertas alami
yaitu berwarna coklat dan pada umunya digunakan untuk membuat kertas kantong
dan corrugated box yang coklat.
9). Bleaching
Proses ini merupakan tahap pemutihan bubur kertas dengan menggunakan zat
kimia pemutih atau bleach, yang tujuan khususnya adalah untuk membuat kertas
cetak atau kertas budaya. Jadi proses pemutihan sangat relatif tergantung pada jenis
kertas yang akan dibuat.
Mekanisme proses pelepasan serat-serat selulosa kayu pada tahap digester dapat
dilakukan dengan 3 proses yaitu proses mekanik, proses kimia dan proses semi-kimia.
i. Proses Mekanik
Kayu gelondongan dihancurkan dengan gilingan batu sambil menyemprotkan air ke
permukaan gilingan batu untuk mengeluarkan bahan yang sudah digiling. Metode ini
hanya digunakan untuk jenis kayu lunak yaitu jenis kayu yang berasal dari pohon
berdaun jarum. Dalam proses mekanik ini tidak ada bagian kayu yang terbuang.
ii. Proses Kimia
Pada metode ini serpihan kayu dimasukkan ke dalam bahan kimia untuk
mengeluarkan lignin dan karbohidrat. Ada 3 proses kimia yang digunakan yaitu :
1. Proses Soda
Pada proses soda, bahan kimia yang digunakan untuk melarutkan komponenkayu
yang tidak diinginkan adalah soda kaustik (sodium hidroksida) dan soda abu
9
(sodium karbonat). Proses soda digunakan untuk pembuatan pulp dari kayu keras
yaitu kayu yang berasal dari pohon yang daunnya lebar, mempunyai panjang
serat lebih kecil 0,25 cm. Proses soda hampir sama denga proses pada proses
sulfat atau kraft, kecuali disolving agent adalah NaOH/Na2CO3 dan bahan kimia
make up adalah Na2CO3 dibandingkan Na2SO4.
2. Proses Kraft
Proses kraft adalah suatu proses pembuatan pulp dengan proses kimia. Proses ini
menghasilkan pulp dengan kekuatan yang lebih tinggi di banding proses mekanis
dan semikimia, namun rendemen yang dehasilkan lebih kecil karena komponen
yang terdegradasi lebih banyak. Larutan utama yang digunakan dalam proses
kraft adalah natrium hidroksida (NaOH) dan natrium sulfida (Na₂S). Natrium
hidroksida merupakan bahan kimia pemasak utama yang berfungsi untuk
mempercepat kelarutan lignin, sedangkan natrium sulfida merupakan komponen
aktif tumbuhan yang berfungsi untuk menggantikan bahan alkali yang hilang
selama proses pemasakan sehingga konsentrasi larutan pemasak alkali tetap
stabil. Material yang ditambahkan pada cairan pemasak (coking liquor) untuk
proses kraft adalah Na2SO4. Oleh karna itu, proses ini disebut proses sulfat. Suhu
pemasakan yang digunakan umumnya berkisar antara 170-180°C dengan tekanan
660-925 kPa. Suhu di bawah 170°C tidak memberikan keuntungan terhadap nilai
rendemen dan kualitas pulp yang dihasilkan. Selain itu terhadap suhu 180°C akan
menyebabkan degradasi selulosa semakin meningkat.
Reaksi pada proses ini pada dasarnya sangat rumit, tetapi dapat disederhanakan
sebagai berikut:
Larutan pemasak
Kayu ———————————> pulp (selulosa) + senyawa-senyawa alkohol +
senyawa-senyawa asam + merkaptan + zat-zat pengotor lainnya.
3. Proses Sulfit
Proses sulfit dengan menggunakan bahan kimia berupa larutan kalsium atau
magnesium bisulfit dan asam sulfit. Metode ini digunakan untuk kayu lunak dan
dihasilkan pulp yang berwarna lebih terang. Mula-mula sulfur dicairkan dalam
tanki pencair atau pelebur, kemudian dipanaskan dalam pemanas yang berputar
sambil dialiri udara untuk mengoksidasi. Dalam pemanasan ini sulfur diuapkan
10
dan selanjutnya dimasukkan dalam ruang pembakaran dengan dialiri udara.
Pengaliran udara ini dikontrol agar SO3 tidak terbentuk. Gas SO2 terbentuk
kemudian didinginkan dengan cepat dalam suatu pipa yang melingkar-lingkar
yang dikelilingi air. Proses selanjutnya adalah absorbsi gas oleh air dengan
menambahkan senyawa kalsium dan magnesium karbonat.
Reaksi yang terjadi selama proses sulfit adalah sebagai berikut.
S + O2 SO2
2SO2 + H2O + CaCO3 - Ca ( HSO3)2 + CO2
2SO2 + H2O + MgCO3 Mg ( HSO3)2 + CO2
Menara absorbsi dibuat minimal 2 buah. Penguliran air dari atas ke bawah
dengan spray berlawanan dengan aliran SO2 yang dimasukkan ke menara
absorbsi. Liquor yang keluar dari menara berisi sejumlah SO2 yang bebas lalu
dimasukkan dalam reclain tank. Akhirnya liquor dimasukkan dalam digester
sebagai larutan kalsium dan magnesium bisulfit. Digester ini diisi penuh dengan
potongan-potongan kayu halus dan asam pemasak dengan kapasitas dari 1 ton
sampai 35 ton serabut kayu dan 3000 sampai 51000 galon asam-asam. Digester
dipanaskan secara langsung dengan steam (uap) dengan tekanan 70-160 lb/in2
tergantung dari jenis kayu yang dipakai. Waktu yang diperlukan 10-11 jam
dengan suhu 105-155°C.
iii.Proses Semi-kimia
Proses ini merupakan kombinasi cara kimia dan alat – alat mekanis dalam
pembuatan pulp kayu. Kayu yang dijadikan pulp dipotong menjadi potongan yang
tipis dan kecil yang disebut dengan chips. Untuk melunakkan lignin dan karbohidrat
yang terikat dengan serat, maka kayu direndam dalam soda kaustik atau sodium
sulfit netral selama 36-48 menit pada suhu 160-180°C dan tekanan 660-1100 kPa.
Kemudian digiling dalam piringan penghalus, dilakukan pencucian dan pemutihan
(bleaching) dengan menggunakan kalsium hipoklorit, hidrogen peroksida atau
kalsium dioksida. Metode semi kimia digunakan untuk kayu keras, biaya prosesnya
rendah dan pulp yang dihasilkan masih mengandung sebagian besar lignin. Salah
satu proses terkenal pembuatan pulp secara semikimia adalah proses Neutral Sulfite
Semichemical (NSCC).
11
Dalam pembuatan pulp di Indonesia banyak digunakan proses soda, dimana bahan
kimia yang digunakan adalah NaOH dan Na2CO3. Alasannya adalah karena:
1. Cocok untuk bahan baku serat pendek seperti merang, bagase, dan lain-lain.
2. Tidak menggunakan senyawa sulfur, sehingga bahaya polusinya tidak terlalu
besar dan tak perlu recovery bahan kimia dari buangannya.
3. Kapasitas ekonomisnya kecil 25-50 ton per hari dan ongkos operasinya murah.
b. Proses Pembuatan Kertas
Proses Pembuatan kertas Pulp akan dilewatkan pada berbagai unit proses dan
operasi, diolah secara kimia maupun mekanik, ditambahkan berbagai zat additive
kemudian masuk ke dalam mesing pembuat kertas khusus. Secara sederhana proses
pembuatan lembaran kertas dapat diuraikan menjadi 6 bagian atau tahapan, sebagai
berikut:
1). Pemurnian
Pada tahap ini pulp, dilewatkan pada plat yang berputar pada alat pemurnian yang
berbentuk disk. Pada proses mekanis ini terjadi penguraian serat pada dinding selnya,
sehingga serat menjadi lebih lentur. Tingkat pemurnian pada proses ini
mempengaruhi kualitas kertas yang dihasilkan.
2). Pembentukan (Sizing dan Pewarnaan)
Selanjutnya, proses dilanjutkan dengan proses sizing dan pewarnaan dengan tujuan
untuk menghasilkan spesifikasi kertas yang diinginkan. Sizing dilakukan untuk
meningkatkan kehalusan permukaan kertas. Proses dilanjutkan dengan
pembentukan lembaran kertas yang dimulai pada headbox, dimana serat basah
ditebarkan pada saringan berjalan.
3). Pengepresan
Proses ini dilakukan untuk mendapatkan lembaran kertas kering, yang diperoleh
dengan cara mengepres lembaran diantara silinder pada calendar stack.
4). Pengeringan
Merupakan prose penghilangan sebagian besar air yang terkandung didalam lembaran
kertas, dikeringkan dengan melewatkan lembaran pada silinder yang berpemanas uap
air.
12
5). Calender Stack
Merupakan tahap akhir dari proses pembuatan kertas dilakukan pada calendar
Stack, yang terdiri dari beberapa pasangan silinder dengan jarak tertentu untuk
mengontol ketebalan dan kehalusan hasil akhir kertas.
6). Pope Reel
Bagian ini merupakan tahap akhir dari proses pembuatan kertas yaitu
pemotongan kertas dari gulungannya. Pada bagian ini, kertas yang digulung
dalam gulungan besar, dibelah pada ketebalan yang diinginkan, dipotong menjadi
lembaran, dirapikan kemudian dikemas.
2.5 Block diagram
Secara umum gambaran proses pembuatan pulp dan kertas adalah sebagai berikut:
Gambar 2 Block diagram pembuatan pulp dan kertas
Dari stock preparation sebelum masuk ke headbox dibersihkan dulu dengan alat
yang disebut cleaner. Untuk pembentukan kertas pulp masih perlu ditambah beberapa
bahan penolong lainnya antara lain:
1. Bahan pengisi (filter), yang berfungsi sebagai perata permukaan (clay), atau untuk
memperbaiki keputihannya (TiO2, BaCO4, ZnS). Penambahan filter mengurangi daya
lipat.13
2. Bahan sizing, baik ssecara internal yang dicampurkan beserta pulp atau secara
surfacesizing yang diberikan hanya dipermukaannya saja. Gunanya untuk mencegah
penetrasi zat cair pada pori-pori kertas, selain juga untuk memperbaiki disperse serat
dan menaikkan retensi filter. Contohnya : resin size, resin sintetis, kanji, dan
sebagainya.
3. Alum (Al2(SO4)3, 18 H2O), ditambahkan sebagai koagulan untuk mendapatkan sizing
agent diatas permukaan serat.
4. Bahan penambah lainnya seperti zat pewarna atau resin sintetis untuk meningkatkan
kekuatan kertas basah (resin amino-aldehida).
Fungsi dari masing-masing perangkat adalah sebagai berikut :
Dari cleaner stock masuk ke headbox, headbox berfungsi untuk membentuk lembaran
kertas (membentuk formasi) diatas fourdinier table.
Fourdinier berfungsi untuk membuang air yang berada dalam stock (dewatering).
Hasil yang keluar disebut dengan web (kertas basah). Kadar padatnya sekitar 20%.
Press part berfungsi untuk membuang air dari web sehingga kadar padatnya mencapai
50 %. Hasilnya masuk ke bagaian pengering (dryer). Cara kerja press part ini adalah.
Kertas masuk diantara dua roll yang berputar. Satu roll bagian atas di beri tekanan
sehingga air keluar dari web. Bagian ini dapat menghemat energi, karena kerja dryer
tidak terlalu berat (air sudah dibuang 30 %).
Dryer berfungsi untuk mengeringkan web sehingga kadar airnya mencapai 6 %.
Hasilnya digulung di pop reel sehingga berbentuk gulungan kertas yang besar (paper
roll).Paper roll ini yang dipotong - potong sesuai ukuran dan dikirim ke konsumen.
14
Gambar 3 Diagram proses pembuatan kertas (University of Toronto, 2001)
2.6 Flowsheet
Adapun flowsheet pembuatan pulp dan kertas dengan proses flowsheet sebagai
berikut :
15
Gambar 4 Flowsheet pembuatan kertas dengan proses sulfite ( George T.,1984)
Mula-mula sulfur dicairkan dalam tanki pencair atau pelebur, kemudian dipanaskan
dalam pemanas yang berputar sambil dialiri udara untuk mengoksidasi. Dalam
pemanasan ini sulfur diuapkan dan selanjutnya dimasukkan dalam ruang pembakaran
dengan dialiri udara. Pengaliran udara ini dikontrol agar SO3 tidak terbentuk. SO2
terjadi didinginkan dengan cepat dalam suatu pipa yang melingkar-lingkar yang
dikelilingi air. Proses selanjutnya adalah absorbsi gas oleh air dengan menambahkan
senyawa kalsium dan magnesium karbonat.
S + O2 SO2
2SO2 + H2O + CaCO3 - Ca ( HSO3)2 + CO2
2SO2 + H2O + MgCO3 Mg ( HSO3)2 + CO2
Menara absorbsi dibuat minimal 2 buah. Penguliran air dari atas ke bawah dengan
spray berlawanan dengan aliran SO2 yang dimasukkan ke menara absorbsi. Liquor yang
keluar dari menara berisi sejumlah SO2 yang bebas lalu dimasukkan dalam reclain tank.
Akhirnya liquor dimasukkan dalam digester sebagai larutan kalsium dan magnesium bi
sulfit. Berdasarkan analisa kira-kira 4,5% total SO2 dan 3,5% SO2 bebas.
Digester ini diisi penuh dengan potongan-potongan kayu halus dan asam pemasak
dengan kapasitas dari 1 ton sampai 35 ton serabut kayu dan 3000 sampai 51000 galon
asam-asam. Digester dipanaskan secara langsung dengan steam (uap) dengan tekanan
70-160 lb/in2 tergantung dari jenis kayu yang dipakai. Waktu yang diperlukan 10-11
jam dengan suhu 1050-1550 C.
Setelah pemanasan dalam digester selesai dan sudah masak, pulp dikeluarkan dan
masuk dalam blowpit dengan diberi air jernih. Dari blowpit ini pulp dimasukkan,
diayak dan seterusnya disaring dengan rotary drum filter untuk dipadatkan dengan jalan
membuang airnya dengan mesin ayakan 80. Kemudian pulp dimasukkan dalam tanki
pemutih dan diputihkan dengna klorin dengan penambahan cairan kapur sebagai
penetralnya. Selesai pemutihan pulp dimasukkan dalam mesin-chest dan dikeringkan.
Selanjutnya dibuat roll-roll pulp. (George T, 1984)
16
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Kertas ditemukan oleh Tsai Lun dari bahan bambu yang mudah didapat di seantero
China selama Dinasti Han pada tahun 101 Masehi dan menyebar ke barat melalui
Jalan Sutra. Nicholas Louis Robert menemukan proses yang dikenal sebagai mesin
Fourdrinier. Dengan seiring berkembangnya zaman, pembuatan kertas termakhir
adalah dengan proses kraft.
Bahan baku pembuatan pulp dan kertas adalah tumbuhan berjenis kayu dengan
kandungan selulosa cukup tinggi yaitu 40-45%. Selain tumbuhan berkayu, beberapa
jenis tumbuhan bukan kayu yang mengandung serat selulosa juga dapat digunakan
sebagai bahan baku pembuatan pulp dan kertas
Spesifikasi kertas beserta kegunaannya menurut Techninal Information Paper - "TIP
0404-36 Paper Grade Classifaction" adalah uncoated groundwood, coated
groundwood, uncoated woodfree, coated woodfree, kraft paper, bleached paperboard
unbleached paperboard, recycled paperboard, MG kraft specialties dan tissue.
Proses pembuatan pulp terdiri dari sembilan tahapan, yaitu woodyard, barker, chipper,
screen, digester, chemical recovery and regeneration, blow tank, washing dan
bleaching. Sedangkan proses pembuatan kertas terdiri dari enam tahapan, yaitu
pemurnian, pembentukan (sizing dan pewarnaan), pengepresan, pengeringan,
calender stack dan pope reel
17
DAFTAR PUSTAKA
Austin, George T. 1984. Shreve’s Chemical Process Industries Fith Edition.
International Student Edition.
Dumanauw, JF.1984. Mengenal Kayu. Jakarta : Gramesia
Piraga, Muhammad. 2010. “Sejarah Kertas”. http://www.academia.edu/7323672/
Sejarah_ kertas diakses pada tanggal 14 Desember 2014
University of Toronto.2001.UTORweb.htttp://www.individual.utoronto.ca diakses pada
tanggal 14 Desember 2014
Zulfikar, 2008. Kimia Kesehatan Jilid 3 untuk SMK. Jakarta : Direktorat Pembinaan
Sekolah Menengah Kejuruan
18