BAB II

PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES

               Dalam menentukan pemilihan proses dari prarencana pabrik ini maka perlu peninjauan terlebih dahulu terhadap proses – proses yang ada. Proses – proses ini kemudian dibandingkan satu sama lain sehinga diperoleh  suatu proses yang tepat.

2.1 Proses Pembuatan Pulp

               Proses pembuatan pulp ialah pemisahan lignin untuk memperoleh serat (selulosa) dari bahan berserat. Oleh karena itu selulosa harus bersih dari lignin supaya kualitas kertas yang diperoleh tidak berubah warna selama pemakaian. Pada dasarnya proses pembuatan pulp dapat dibagi atas 3 cara, yaitu : proses mekanis, proses kimia dan proses semi kimia, (Casey, 1980)

2.1.1 Proses Mekanis

               Prinsip pembuatan pulp mekanis ini adalah dengan menguraikan serat yang ada didalam kayu secara paksa. Pada proses ini umumnya dipakai kayu yang lunak karena tidak melibatkan bahan kimia. Pertama – tama kayu dikuliti lalu dipotong – potong dan kemudian dihancurkan sehingga berbentuk chip. Selanjutnya bahan baku digiling dalam keadaan basah, maka serat – serat akan terlepas, kemudian disaring sehingga selulosa terpisah dari senyawa lain.

               Umumnya pulp yang dihasilkan digunakan untuk pembuatan jenis – jenis kertas yang bermutu rendah. Keuntungan dari proses ini adalah biaya produksinya yang rendah, (Casey, 1980)

2.1.2 Proses SemiKimia

Prosesinimerupakangabungandariprosesmekanikdankimia.Tahap awal dari proses iniyaitu pengolahan bahan baku dengan menggunakanbahan kimia  untuk memutuskan ikatan lignin, selulosa  dan sebagainya, contoh dari prosestersebutyaituprosespemasakanpulpmenggunakanNa2SO3  yang mengandung larutanbuffer.larutanbufferberfungsimencegahkorosi,menaikkan rendemen,danmengurangiwaktupemasakan.Bufferyang biasadigunakanyaitu NaHCO3.Bufferinidigunakankarenamenghasilkanwarnapulpyang lebihbaik danpemakaianbahankimiayang lebihsedikit. Prosessemikimialainnyaberupa prosesalkalidinginyaituperendamanbahanbakudalamlarutanNaOHpada suhu kamardan tekananatmosfer.

2.1.3 ProsesKimia

Pembuatan pulpdengan menggunakan proses kimia  berguna  untuk merusakdanmelarutkan zatpengikatseratsepertilignin,pentosa danlainnya denganmenggunakanbahankimia.Proses  yangdilakukanmengunakansuatu proses pemasakan bahan baku di dalam reaktor atau sering  disebut dengan digester.Selamaprosespemasakan,ligninyang terdapatdalambahanbaku bereaksidenganlarutankimia membentuksuatusenyawayangmudahdicuci. Adanya kesamaansifat fisikdankimiadariselulosa danlignin,sebagianselulosa ikut bereaksi jugasehinggadapat menurunkan rendemenpulpyangdihasilkan.

Berdasarkanbahankimiayang digunakanuntukpemasakan,pembuatan pulp dengan proses kimiadapat dibedakan menjadi tigamacam,yaitu:

1.Proses Sulfat(kraft)

Pada  prosessulfat menggunakan larutan pemasak sodium hidroxide dan sodium sulfite.Sodium sulfitedihasilkandarireduksisulfatselamaproses pembakaran, denganreaksi sebagai berikut:

Na2SO4+2C—›Na2S+2CO2

Sodium hidroxidedihasilkan dari hidrolisis sodium sulfite di dalam air dengan reaksi:

Na2S+H2O —›NaOH+NaHS

NaHSdapatbereaksidenganligninmenghasilkanthioligninyang mudahlarut dalamalkali,sehinggawaktupemasakanberlangsung singkatdan temperatur diturunkan sekitar 160-170oC.Berdasarkan hasilpemasakan menghasilkan serat yang panjang,tetapiwarnadariseratyang dihasilkanjeleksehinggaprosessulfat inidigunakanuntukmembuatkertas  yangberkekuatantinggisepertikantong semendankertasbungkus.NaHSberfungsisebagaibufferdanmengurangiefek

degradasi selulosaolehNaOH.

Prosessulfatmenggunakanalkaliaktifdansulfiditasyang digunakansebagai untukpemasak.Bahanbakuyang digunakanyaituhampirsemuajeniskayudan nonkayubaikyang lunakmaupunyang keras.Pulpyang dihasilkan memiliki kelebihan  yaitumempunyaikekuatanfisik  yangtinggidanmudahdiputihkan (bleaching),tetapimenghasilkanwarna coklatsehinggapulpinidigunakanuntuk pembuatan kertas semendan kertas liner.

2.Proses Sulfit

  Padaprosesinibahankimiayang digunakanberupaasamsulfit,kalium bisulfit,sulfurdioksidayangterdapatdalambentuklarutanCa(HSO3)2  dengan H2SO3berlebih. LarutanpemasakyangdigunakanSO2dan Ca(HSO3)2.

Reaksi pembuatan larutan pemasak adalah:

S+O2——›SO2

2SO2+H2O +CaCO3——›Ca(HSO3)2+CO2

Padaprosespemasakan,ligninyang terdapatpada bahanbakuakanterikat pada selulosa danbereaksidenganlarutanCa(HSO3)2sehinggamembentuklignin sulfonat dengan reaksi sebagai berikut:

Ca(HSO3)2——›Ca2++2HSO3-

Lignin +HSO3-——›SO2+Lignin-OH Lignin-OH+HSO3-——›Lignin-SO3+H2O

Cairan pemasakyang dikeluarkandisebut sebagaicairancoklat atau cairan merah.Pembersihanpada pulpdilakukandenganmenggunakanaliranbolakbalik untukmenghilangkancairancoklatyangdihasilkandanmenghilangkanlignin sertahemiselulosa.

3. Proses Soda (NaOH)

Prosesinibiasanyamenggunakanbahanbakuyang berasaldarilimbah pertaniansepertikayulunak.Prosespemasakanyang dilakukanmenggunakan metodebasahyangmenggunakanlarutanNaOH.LarutanNaOHyang digunakan sebesar 18-35% beratbahanbakukering. Semakintinggitemperatur pemasakan, maka selulosayanghilangakanlebihbanyakdaripada lignin.Beberapa halyang berpengaruh terhadap proses soda,yaitu:

1.   Perbandingan cairan pemasak terhadap bahan bakuyangdigunakan.

Kekurangan larutan pemasak dapat menyebabkanpulpberwarnagelap dan sukar diputihkanpadatahapbleaching.Namun,bahanpemasakyang berlebihan dapat mengakibatkan terjadinyadegradasi serat-serat selulosa sehinggadapat menurunkan rendemen.

2.   Waktu dan temperaturpemasakan.

Waktupemasakanyangterlalulama,maka selulosa akanlarutdalam jumlahbesar,sedangkantemperaturyang tinggimengakibatkanjumlah karbohidrat yang  terdegradasi lebih besar dibandingkan lignin yang terlarut sehinggadapat menurunkan rendemen dankekentalan pulp. 

4. Proses Organosolv

Prinsip  utama   proses  ini  melakukan  fraksional  biomassa   menjadi komponenutama penyusunnya(selulosa,hemiselulosa,danlignin)tanpamerubah danmerusaknyasehinggadapatdiolahlebihlanjutmenjadiprodukyang dapat dipasarkan. Prosesorganosolvinimenggunakanpelarutorganik sebagaibahan pemasak seperti  etanol,metanol, asam asetat, dan aseton (Syafii, 1998).

Kelebihanprosesorganosolvdibandingkandenganproseskonvensionaladalah sebagai berikut:

1)Berdampak kecilbagi lingkungan, yaitu tidak menimbulkan pencemaran sepertigas-gas berbauyangdisebabkan oleh belerang.

2)Cairan pemasak(pelarut organik) bekas dapat digunakan kembali setelah dimurnikan terlebih dahulu.

3)Produk sampingnyamempunyai nilai jual seperti glukosa, pentosa, serta bahan kimialain.

Tabel 2.1 Keuntungan dan Kerugian Proses-Proses Kimia

No	Proses	Keuntungan	Kerugian
1.	Proses Sulfat (kraft)	Menghasilkan sifat kekuatan pulp yang tinngi	Rendeman pulp rendah (45-50%)
		Selektifitas delignifikasi tinggi mampu menyisihkan 80% lignin dalam kayu	Warna pulp yang dihasilkan gelap
		Pemulihan bahan kimia lebih sederhana dan ekonomis	Memerlukan proses leaching yang lebih efisien
		Bahan baku bisa berasal dari kayu lunak dan kayu keras	Dapat menimbulkan pencemaran seperti gas berbau yang disebabkan oleh belerang.
2.	Proses Sulfit	Yield yang dihasilkan lebih tinggi dibandingkan dengan proses sulfat	Larutan pemasak yang menggunakan bahan dasar kation kalsium, kalsium yang digunakan susah diambil sehingga menyebabkan kerak pada alat pemasak.
		Lebih mudah dioperasikan dan diputihkan	Proses ini membutuhkan biaya yang mahal sehingga jarang digunakan lagi
3.	Proses Soda	Bahan pemasak lebih murah	Kekurangan larutan pemasak dapat menyebakan pulp berwarna gelap dan sukar diputihkan, namun bajan pemasak yang berlbihan dapat mengakibatkan degradasi serat serat selulosa sehingga menurunkan rendemen
			Waktu pemasakan terlalu lama, maka selulosa akan larut dalam jumlah besar, sedangkan temperature yang tinggi mengakibatkan karbohidrat yang terdegradasi lebih besar dibandingkan lignin yang terlarut sehingga menurunkan rendemen dan kekuatan pulp.
4.	Proses Organosolv	Berdampak kecil bagi lingkungan, yaitu tidak menimbulkan pemcemaran seperti gas gas berbau	Yield pulp yang dihasilkan rendah (48-69%)
		Cairan pemasak (pelarut organik) bekas dapat digunakan kembali setelah dimurnikan terlebih dahulu.

2.2 PemilihanProses

            Proses yang telah berkembang pesat selama ini adalah proses alcell (Alcohol Celulose) yaitu proses pulping dengan menggunakan bahan kimia pemasak alcohol, proeses acetocell (menggunakan asam asetat), dan proses organocell (menggunakan methanol). Proese dengan pelarut organic memungkinkan terjadinya pemisahan yang selektif dan recovery selulosa, hemiselulosa dan lignin (sebagai produk-produk yang tidak berubah  atau terdegradasi.

            Metode organosolv terdiri dari proses organosolv katalisa asam dan katalis basa. Proses katalis asam dipermudah dengan adanya asam dalam pelarut, asam tersebut dapat berasal dari kayu saat pemasakan atau ditambahkan sebelumnya didalam pelarut organic pemasak. Penambahan asam dapat menurunkan temperature dan tekanan  operasi. Sehingga dikembangkan proses lain yang lebih menguntungkan dengan pelarut asam asetat. Pelarut ini mempunyai kelebihan diantaranya :

1. Dapat menggunakan tekanan dan temperature rendah atau tinggi dan dapat dilakukan dengan atau tanpa katalis pada saat pengeoperasian.
2. Delignifikasi yang baik untuk mempertahankan selulosa
3. Ramah lingkungan, karena produk pulp lebih mudah diputihkan dengan ozon (karena adanya asam) dan prosesnya bebas belerang dan klorin.

Proses organosolv basa adalah proses delignifikasi prganosolv pulping yang menggunakan larutan akuatik zat organic yang ditambhakan NaOH dan Na₂S sebagai pelarut. Senyawa ini berfungsi memperbesar kelarutan lignin, karena basa ini dapat mengembangkan struktur antar Kristal (Susanto, 1998).

Sama halnya seperti yang lain, proses organosolv juga memiliki kelebihan dan kekurangan yaitu :

Kelebihan Organosolv

• Menghasilkan produk samping yang memiliki nilai jual
• Ramah ligkungan

Kekurangan Organosolv

• Yield pulp yang dihasilkan rendah (48-69%)

2.3 Uraian Proses

2.3.1 PersiapanBahanBaku

1. Gudang PenyimpananBahanBaku

BahanbakuPelepah Kelapa Sawitdiperolehdari perkebunan sawit di Aceh Tamiang dibawa ke lokasipabrikdengan menggunakantruk.Selanjutnyadisimpandidalamgudangbahanbaku.  Pelepah Kelapa Sawitterlebih dahulu untuk menghilangkankotoran dan tanahyang menempel,   selajutnya  dilakukan   pengeringadengan   menggunakan   sinar matahari, setelah dilakukan pengeringan Pelepah Kelapa Sawit disimpan di dalamgudang penyimpanan.

2. Chipper

DarigudangpenyimpananPelepah Kelapa Sawitdikirimke mesinpemotong (chipper)denganmenggunakanbeltconveyer. Pada mesininidilakukan pemotongan Pelepah Kelapa Sawitdengan ukuran ± 25 mm, setelah dilakukan pemotongan chip-chipPelepah Kelapa Sawitdimasukkanke dalamhooperdenganmenggunakanbelt conveyer dan bucketelevatoruntuk dilanjutkan keproses pengolahan pulp.

2.3.2 ProsesPemasakan

1. Digester

Pelepah Kelapa Sawitdimasukkanke dalamdigester untuk dimasak.Pemasakan pulpini bertujuan untuk menghilangkan ligninyang terkandungdalamampaschipPelepah Kelapa Sawit.Cairanpemasak  yangdigunakanadalah Asam Asetat(CH₃COOH) dan katalis HCL 0,5%. Perbandinganjumlahcairanpemasakdanampaspelepah kelapa sawityang dimasukkankedalam tangki digester adalah sebesar 10:1 dengan waktu pemasakan 120 menit dan padasuhuoperasi160^oC.

2. Blow Tank

Hasilpemasakandaridigester,selanjutnyapulpditampung didalamblow tankuntuk menjagasuhupulp dan menurunkan tekanan.

3. Washer

Pulpdancairanpemasakyang terdapatdiblowtankselanjutnya dipompakan menujuwasher(W-101) untuk dilakukan pencucian (washing).Pencucianinidilakukanuntukmemisahkanseratdarikotoran-kotoranyang terdiri darisenyawaorganik(lignin,pektin)dansisabahankimiapemasakyang dapat larut denganair. Larutan terpisahkandisebut dengan Black Liquor. Proses pencuciandilakukandenganmenggunakanairkondensatdengansuhu70,83oC,agarmendapatkanpencucianyang efisiendenganperbandingankebutuahanair sebesar2lb/lbseratkering(Mc.Donald,1969).Alatyang digunakanpada pencucianiniadalahRotaryDrumVacumFilter.Cairanhitamyangdihasilkan daripencucianiniselanjutnyaditampung kedalamtangkipenampungan, selanjutnyacairan hitam dan lignin tersebut diolah untuk dipisahkan.

4. Delignifikasi Oksigen

Buburpulpyang berasaldaristockchestselajutnyadiprosespada delignifikasi oksigenyang bertujuan untuk menghilagkan lignin yang masih

tersisa didalam bubur pulp. proses delignifikasioksigen biasanya dilakukan selama15 sampai 90 menit di bawah tekanan7,9atmdan padasuhu 90-110°C.

5. WasherIV

Setelah dilakukan pemutihan, buburpulp dipompakan ke washerIV.WasherIVinibertujuanuntukmencucipulp,sehinggaklorinyang masih bercampurdi dalam buburpulp dapat dipisahkan.

6. Stock Chest

Bubur pulpselajutnyadipompakan kestockcheshuntuk dilakukan pengenceran kembali dengan menggunakanairproses.

7. CentryCleaner

Buburpulpyang berasaladaristockchestdipompakankecentrycleaner. Pemompaanbubur pulpke centry cleanerinibertujuanuntukmenyeragamkan ukuranbubur pulp. Padacentry cleanerinimempunyaitiga tahappengolahan, buburpulpyangtidak sesuai ditampungpadabakreject.

8. Head Box

Buburpulpyang telahdiolahdicentrycleaner,selanjutnyadialirkan ke headbox.Headboxinibertujuanuntukmengaturlajualir buburpulpyangmasuk kedalamfoudriner.

9. Foudriner

Foudriner merupakantempat mencetak atau membentuk bubur pulp menjadi bentuk lembaran.

10. Mesin Press

  Setelah membentuk lembaran,buburpulptersebut dikempaatau diberi tekanan padamesinpress. Hal ini bertujuan untuk mengurangi kadar airyang terdapat pada buburpulp,sehingga buburpulpmenjadilebihpadatsesuaidengan ketebalanyangdiinginkan.

11. Dryer

Bubur pulpyang  telah membentuk lembaran selanjutnya dikeringan dengan menggunakan unitdryer. Pengeringan ini bertujuan untukmengurangi kadarairyang masihtersisadidalampulpdenganbantuanpanasuap(steam), sehinggaairyangtersisadi dalampulp hanyasebesar6%.

12. RollerUnit

Lembaranpulpyang telahdikeringkan,selanjutnyadigulung dengan menggunakan  mesin  roller  sehingga   lembaran  pulp  berbentuk  ball  dan selanjutnyadisimpan digudangpenyimpanan sebagaistock.

13 MesinPengepakan

Setalah dilakukan penggulungan,gulunganpulptersebutsiap dilakukan pengepakan untuk perindustrian lebih lanjut.