PENENTUAN BRIGHTNESS PULP PADA D 0, D 1 DAN D 2 STAGE DI UNIT BLEACHING PT. Toba Pulp Lestari, Tbk PORSEA KARYA ILMIAH

Transkripsi

1 PENENTUAN BRIGHTNESS PULP PADA D 0, D 1 DAN D 2 STAGE DI UNIT BLEACHING PT. Toba Pulp Lestari, Tbk PORSEA KARYA ILMIAH FEBRIANTY DRANICA SIHOMBING DEPARTEMEN KIMIA PROGRAM STUDI DIPLOMA III KIMIA ANALIS FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

2 v PENENTUAN BRIGHTNESS PULP PADA D 0, D 1 DAN D 2 STAGE DI UNIT BLEACHING PT. Toba Pulp Lestari, Tbk PORSEA KARYA ILMIAH Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya FEBRIANTY DRANICA SIHOMBING DEPARTEMEN KIMIA PROGRAM STUDI DIPLOMA III KIMIA ANALIS FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

3 vi PERNYATAAN PENENTUAN BRIGHTNESS PULP PADA D 0, D 1 DAN D 2 STAGE DI UNIT BLEACHING PT. Toba Pulp Lestari, Tbk PORSEA KARYA ILMIAH Saya mengakui bahwa Karya Ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, juni 2008 Febrianty Dranica Sihombing

4 vii PENGHARGAAN Puji syukur dan terima kasih saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih karunia-nya dan perlindungan-nya sehingga saya sebagai penulis dapat menyelesaikan Karya Ilmiah ini, yang berjudul : Penentuan Brightness Pulp pada D 0, D 1 dan D 2 Stage Di Unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea. Karya Ilmiah ini dimaksudkan untuk melengkapi salah satu tugas akhir yang merupakan syarat memperoleh gelar Ahli Madya pada FMIPA jurusan Kimia Analis D-3 USU Medan. Selain itu penulis juga mengharapkan dapat menambah wawasan serta pengetahuan bagi para pembaca, khususnya mahasiswa jurusan Kimia Analis. Pada kesempatan ini penulis ini menyampaikan rasa terima kasih yang sebesarbesarnya kepada Bapak Drs. Adil Ginting,MSc selaku dosen pembimbing pada penyelesaian karya ilmiah ini. Ucapan terima kasih juga ditunjukkan kepada Ketua Jurusan di Departemen Kimia Ibu DR.Rumondang Bulan Nst,MS. Ucapan terima kasih juga ditunjukkan kepada Pembimbing Lapangan selama penulis melakukan PKL Bapak Arlodis Nainggolan. Ucapan terima kasih juga yang sebesarnya kepada orang tua saya bapak M.Sihombing dan ibu S.Haro ; kakanda dan adinda yang penulis sayangi K Gusniarti dan adikku Tri juli, Lambok feri, Sardo Sahat yang telah banyak memberikan dukungan baik moril meupun material di dalam penyelesaian karya ilmiah ini dan juga semua ahli keluarga yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Ucapan terima kasih juga ditunjukkan kepada kelompok kecil saya QUASIMODOGENITI (K Desma, Lusi, Marlina, dan Nova). Ucapan terima kasih juga buat teman-teman saya (Deswenti, Desona, Erista, Junita, Edi) yang membri semangat kepada saya dan mahasiswi KAN 05 yang memberikan motivasi selama penulis menyelesaikan karya ilmiah ini dan juga buat karyawan-karyawan PT.Toba Pulp Lestari, Tbk yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang selalu membantu dan memberikan ilmu kepada penulis selama melakukan PKL. Akhir kata penulis banyak mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan demi selesainya karya ilmiah ini. Semoga Tuhan yang akan membalas semua kebaikan kalian semua. Harapan penulis semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.

5 viii ABSTRAK Proses Bleaching yang dilakukan di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk menggunakan bahan kimia seperti Cl 2 dan ClO 2 sebagai bahan utama dari proses pemutihan pulp yang mana dapat menghasilkan pulp yang baik dan memenuhi standart ISO. Oleh karena itu PT.Toba Pulp Lestari, Tbk melakukan pengujian kecerahan terhadap pulp tersebut. Untuk memperoleh pulp yang diinginkan sesuai standart maka setiap penambahan bahan kimia yang dilakukan pada setiap tahap yaitu pada tahap D 0, D 1 dan D 2 harus seimbang. Salah satu alat yang digunakan di PT.Toba Pulp Lestari, Tbk untuk pengujian kecerahan dari pulp adalah dengan menggunakan alat Elektronik Refrakto Photometer (ELREPHO).

6 ix DETERMINATION OF BRIGHTNESS PULP AT D 0, D 1 AND D 2 STAGE IN UNIT OF BLEACHING PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA ABSTRACT Process conducted Bleaching in PT.Toba Pulp Lestari, Tbk use chemicals like Cl 2 and ClO 2 upon which is especial from process bleaching of pulp which can yield good pulp and fulfill ISO standart. Therefore PT.Toba Pulp Lestari, Tbk conduct examination of Brightness to pulp. To obtain wanted pulp according to standart hence every addition of conducted chemicals in each phase that is at phase of D 0, D 1 and of D 2 have to be wellbalance. One of the used appliance in PT.Toba Pulp Lestari, Tbk for the examination of brightness of pulp is by using appliance of Electronic Refracto Photometer (ELREPHO).

7 x DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI iii iv v vi vii viii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Permasalahan Tujuan Manfaat 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kayu Kertas Proses Produksi Pemutihan Jenis-jenis Pemutihan Tahap Proses Pemutihan Pulp Tahap-tahap Pemutihan Tahap Khlorinasi Tahap Khlorin Dioksida Bahan Kimia Pemutih Variabel-variabel Proses Pada Tahap Khlorin Dioksida Substitusi Bahan Pemutih Berklorin dengan Pemutih Oksigen Pengujian dan Analisa 16 BAB 3 METODOLOGI 3.1 Peralatan dan Bahan Alat Bahan 18

8 xi 3.2 Prosedur 18 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Pembahasan 22 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 23 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

9 xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Indonesia merupakan Negara yang kaya akan sumber kekayaan alam yang sangat melimpah salah satunya adalah kayu, maka dituntut kepada Sumber Daya Manusia yang handal dan berpotensi agar sumber kekayaan alam yang tersedia dapat dimanfaatkan seoptimal mungkin sehingga laju perkembangan teknologi dapat meningkat pesat untuk memenuhi kebutuhan Sumber Daya Manusia. Dengan melihat kebutuhan manusia yang terus meningkat, maka pemerintah didorong untuk membangun industri dengan memakai potensi Sumber Daya Manusia yang salah satu industrinya adalah Industri Pulp yang berlokasi di Porsea, Toba Samosir Utara yang diberi nama PT. Toba Pulp Lestari, Tbk. Pulp dan kertas merupakan salah satu komoditi yang dapat mengubah dan menunjang perekonomian di Indonesia. Proses pembuatan Pulp di PT ini dilakukan dengan cara kimia (kraft) dengan menggunakan bahan-bahan kimia sebagai bahan penunjang pada pembuatan pulp.

10 xiii Untuk menghasilkan pulp dengan kualitas pulp yang baik dan memenuhi standart, maka pulp diuji dari kecerahan (brightness) nya. Derajat keputihan ini merupakan proses pemutihan (bleaching) dari pulp tersebut. Prinsip yang mendasari pemutihan ini adalah dengan mereaksikan lignin dengan bahan pemutih sehingga diperoleh senyawa yang mudah larut dalam air. Bahan pemutih yang digunakan, adalah Klorin dan Klorin Dioksida. Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk ada beberapa tahap dalam proses pemutihan pulp, yaitu : 1. Tahap D 0 stage ; digunakan untuk mengeluarkan lignin dari pup yang cenderung menimbulkan warna coklat pada pulp. 2. Tahap D1 stage ; digunakan untuk memurnikan pulp dan membentuk brightness tinggi. 3. Tahap D 2 stage ; digunakan untuk memutihkan brightness pulp. Adapun yang diharapkan dari proses pemutihan ini, yaitu : 1. Menambah kecerahan dari pulp (brightness) 2. Menambah kemurnian selulosa 3. Mempertinggi mutu kertas yang akan dibuat 1.2. Permasalahan Proses pemutihan dapat dianggap sebagai suatu lanjutan proses pemasakan yang dimaksudkan untuk memperbaiki kecerahan (brightness) pulp dan kemurnian

11 xiv dari pulp ini. 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. Untuk memperoleh suatu pulp dengan tingkat kecerahan (brightness) yang tinggi dan stabil serta kekuatan serat yang tinggi, maka lignin harus dikeluarkan seminimal mungkin sehingga diperlukan pemakaian ClO 2 (klorin dioksida) yang seimbang dan juga dengan memperhatikan variabel-variabel yang dipakai pada proses tahap klorinasi seperti temperatur, waktu, dan ph. Adapun yang menjadi titik permasalahan adalah bagaimana pengaruh bahan kimia yang dipakai pada tiap tahap terhadap kecerahan (brightness) pulp sehingga dihasilkan pulp dengan standart yang diinginkan. 1.3.Tujuan Untuk mengetahui pengaruh pemakaian bahan kimia pada tiap tahap terhadap kecerahan (brightness) pulp. Untuk mengetahui standart derajat keputihan yang diproduksi oleh PT.Toba Pulp Lestari, Tbk. 1.4.Manfaat

12 xv Dapat mengetahui pengaruh pemakaian bahan kimia tiap tahap terhadap kecerahan (brightness) pulp. Dapat mengetahui standart kecerahan (brightness) pulp yang diproduksi oleh PT.Toba Pulp Lestari, Tbk BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kayu Kayu adalah suatu karbohidrat yang tersusun atas karbon, hidrogen, dan oksigen. Kayu yang dijadikan sebagai bahan baku mengandung serat utama untuk pembuatan pulp dan kertas. Jenis kayu yang digunakan oleh PT.Toba Pulp Lestari adalah jenis Kayu Eucalyptus. Kayu Eucalyptus adalah kayu yang ditanam dan dikembangkan oleh perusahaan. Komponen-komponen kimia yang terdapat didalam kayu dibagi menjadi 4 (empat) bagian yaitu : a. Sellulosa ; tersusun atas molekul glukosa rantai lurus dan panjang merupakan komponen yang paling disukai dalam pembuatan kertas karena panjang, kuat. b.hemisellulosa ; tersusun atas glukosa rantai pendek dan bercabang. hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya

13 xvi dihilangkan dalam proses pulping. c.lignin ; berfungsi merekatkan serat selulosa sehingga menjadi kuat. Pulping kimia dan proses pemutihan akan menghilangkan lignin tanpa mengurangi serat selulosa secara signifikan. d.ekstraktif ; meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan unsur lain. Komponen ini sangat beracun bagi kehidupan perairan dan mencapai jumlah toksik akut dalam efluen industri kertas. 2.2 Kertas Bahan baku yang digunakan untuk membuat kertas ialah bahan-bahan yang mengandung banyak selulosa, seperti bambu, kayu, jerami, dan lain-lain. Pulp disamping dapat digunakan untuk membuat kertas, dapat juga digunakan untuk membuat rayon (rayon adalah selulosa dalam bentuk serat-serat). Ada 3 macam proses pembuatan pulp, yaitu : 1. Proses mekanis 2. Proses semi-kimia 3. Proses kimia (kraft) Pada proses mekanis Tidak digunakan bahan-bahan kimia. Bahan baku

14 xvii digiling dengan mesin sehingga selulosa terpisah dari zat-zat lain. Pada proses semi-kimia Dilakukan seperti proses mekanis, tetapi dibantu dengan bahan kimia untuk lebih melunakkan, sehingga serat-serat selulosa mudah terpisah dan tidak rusak. Pada proses kimia Bahan baku dimasak dengan bahan kimia tertentu untuk menghilangkan zat lain yang tidak perlu dari serat-serat selulosa. Dengan proses ini, dapat diperoleh selulosa yang murni dan tidak rusak Proses Produksi Proses pembuatan kertas yang akan dibahas dalam makalah ini adalah pembuatan kertas dari pulp dengan proses kimia (kraft process). Disebut kraft karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan lebih tinggi daripada proses mekanis dan semi kimia. Kraft pulping menghasilkan pulp kurang dari 50% dari bahan baku kayu, sisanya menjadi sampah yang akhirnya akan dibakar, disebar ke tanah atau dibuang dengan system landfill. Kelebihan dari kraft pulping ini adalah dihasilkannya serat yang kuat (Jerman : kraft berarti kuat). Kraft pulp biasanya berwarna gelap dan umumnya diputihkan dengan senyawa klorin. (

15 xviii Proses pembuatan kertas umumnya dibagi dalam beberapa tahapan yang akan dijelaskan berikut ini. a. Persiapan Kayu Jenis kayu yang banyak digunakan dalam pembuatan kertas adalah: - Kayu lunak (softwood), adalah kayu dari tumbuhan konifer - Kayu keras (hardwood), adalah kayu dari tumbuhan yang menggugurkan daunnya setiap tahun. Kayu lunak yang memiliki panjang dan kekasaran lebih besar digunakan untuk memberi kekuatan pada kertas. Kayu keras lebih halus dan kompak sehingga menghasilkan permukaan kertas yang halus. Kayu keras juga lebih mudah diputihkan hingga warnanya lebih terang karena memiliki sedikit lignin. Gelondongan-gelondongan kayu tersebut selanjutnya dikuliti dalam alat yang berputar yang disebut dengan Debarking drum sebelum dicuci dan dijadikan serpihan. Selama proses pengulitan ini (kurang lebih 9 menit), air terus dialirkan yang berguna untuk memudahkan pengelupasan kulit kayu dan menghilangkan debu akibat kayu yang saling berbenturan. b. Penyerpihan (Chipping) Bahan baku yang mengandung selulosa seperti kayu, bambu, serat kapas, dan lainlain dipotong menjadi serpihan kecil. Kulit kayu dikelupas secara mekanis sebelum

16 xix dicacah menjadi serpihan kayu, kemudian dicuci dan disaring untuk menghilangkan debu yang melekat. c. Pemasakan Dalam proses pulping secara kimiawi ditambahkan panas dan zat kimia pada serpihan kayu yang dimasukkan ke dalam tabung bertekanan yang disebut digester. Bahan kimia yang digunakan adalah caustic atau Natrium Hidroksida (NaOH) dan Sodium Sulfida (Na 2 S). Pembuatan pulp dengan proses kraft menggunakan larutan putih (white liquor) yaitu larutan campuran sodium hidroksida dan sodium sulfida yang secara selektif akan melarutkan lignin dan membuatnya lebih larut dalam cairan pengolah. d. Pencucian (Washing) Pencucian pulp secara efisien sangat penting dilakukan untuk memastikan kebutuhan maksimal zat kimia dalam proses pulping dan mengurangi jumlah limbah organik yang terbawa oleh pulp dalam proses pemutihan. Hasil samping berupa black liquor, debu, lignin, dan pemutih dihilangkan setelah tiap tahapan proses selesai. Tujuan pencucian adalah untuk memisahkan kandungan lignin yang masih tersisa setelah proses pemasakan pada digester sebelum dilanjutkan proses pengelantangan. e. Pemutihan (Bleaching)

17 xx Bleaching dilakukan dalam beberapa tahap dengan tujuan menghilangkan lignin tanpa merusak selulosa. Untuk menghasilkan kualitas pulp yang baik diperlukan beberapa tahapan proses pemutihan dan bahan kimia untuk memperoleh derajat putih tertentu, akan tetapi penggunaan bahan kimia yang berlebih selain mendegradasi lignin juga akan mendegradasi selulosa. f. Paper Making Pulp yang sudah diputihkan kemudian dibawa ke mesin pembuat kertas dimana akan dibentuk lembaran pulp pada screen. Air dihilangkan dari lembaran dengan kombinasi vakum, panas, dan tekanan yang diberikan di bagian penggulung (roller). (PT.TPL,2002) 2.3. Jenis-jenis Pemutihan a. Pemutihan Pulp-pulp Mekanik Pemutihan pulp mekanik merupakan persyaratan yang perlu dalam peningkatan penggunaan spesies-spesies kayu yang tidak lazim atau hasil samping pabrik penggergajian dengan kecerahan awal yang lebih rendah daripada kayu gelondong white spruce tradisional yang dikuliti dengan baik untuk memproduksi kayu asah.

18 xxi Hanya pulp-pulp dengan kecerahan tinggi yang dapat digunakan sebagai bahan untuk kertas halus berkualitas tinggi. Untuk mempertahankan keuntungan rendemen tinggi dalam pembuatan pulp mekanik, prosedur pemutihan umumnya adalah tipe perlindungan-lignin, menggunakan bahan kimia oksidatif dan pereduksi atau gabungan keduanya. Pemutihan pulp kayu asah kebanyakan dilakukan sebagai pemutihan sementara pulp-pulp mekanik dan termodinamik yang digiling dan dapat juga diputihkan selama pemisahan serat di dalam tahap pertama pembersihan (pemutihan pada pemisahan serat atau dalam tahap kedua penggilingan pemutihan). b. Pemutihan Pulp-pulp Kimia Tujuan dari pemutihan pulp kimia adalah untuk menghilangkan sisa lignin setelah proses pemasakan untuk memperoleh yang disebut pulp yang diputihkan penuh dengan standart kecerahan 89-90% ISO. Dalam kebanyakan proses secara komersial klorinasi masih merupakan tahap pemutihan pertama, dan juga disebut tahap pemutihan awal. Klor mengubah sisa lignin menjadi hasil-hasil degradasi yang larut dalam air dan alkali. Karena klorinasi menimbulkan paling banyak persoalan lingkungan oleh limbah pabrik pemutih, maka banyak usaha telah dilakukan untuk menggantikan klor atau untuk mengurangi jumlah klor yang digunakan atau produk-produk klor dalam limbah. Ini dapat dikerjakan misalnya dengan menggantikan sebagian klor dengan klor dioksida, hingga menghasilkan lebih besar produk-produk oksidasi daripada bagian-bagian lignin yang terklorinasi yang sangat beracun.

19 xxii (fengel et al,1995) Tahap Proses Pemutihan Pulp Pemutihan yang sudah modern biasanya dilaksanakan secara bertahap dengan memanfaatkan bahan-bahan kimia dan kondisi-kondisi yang berbeda-beda pada setiap tahap. Pada umumnya digunakan perlakuan kimia dan secara singkat ditunjukkan dengan urutan sebagai berikut : a. Klorinasi Reaksi dengan elemen Khlorin dalam suatu media asam b. Hypokhlorit (H) Reaksi dengan Hypokhlorit dalam suasana alkali c. Khlorin Dioksida (D) Reaksi dengan Khlorin Dioksida dalam suasana asam Pada tahap Khlorin, lignin dikhlorinasi menjadi khlorolignin. Pada pemutihan dengan menggunakan Hypokhlorit, kelompok Khoromoporik lignin hancur. Brightness meningkat sangat tinggi pada tahap ini. Tahap pemutihan dengan Khlorin Dioksida menghasilkan Brightness pulp yang tinggi. Keuntungan dengan perlakuan ini adalah bahwa Khlorin Dioksida menghancurkan lignin tanpa merusak Selulosa. (Anonim,2000) 2.4 Tahap-tahap Pemutihan a. Tahap D 0 (Delignifikasi)

20 xxiii Proses khlorinasi adalah tahap pertama di dalam proses pemutihan. Fungsi dari pada tahap ini adalah untuk mengeluarkan lignin dari pulp (yang cenderung menimbulkan warna coklat pada pulp). Jika pulp tidak menerima jumlah aktif khlorin yang memadai ini akan sangat sulit untuk memutihkan pulp menuju brightness yang lebih tinggi. Cara yang paling efisien untuk mencapai proses delignifikasi adalah dengan menambahkan Khlorin Dioksida mendahului Khlorin. Ini menguraikan lignin dan menghilangkan lignin dengan sangat cepat dan efisien tanpa merusak selulosa. b. Tahap D 1 (Delignifikasi dan Pemutihan Pulp Pertama) Tahap Khlorin Dioksida adalah merupakan tahap yang ke dua dalam tahapan proses pemutihan. Khlorin Dioksida adalah suatu bahan pemutihan yang unik memurnikan pulp dan memberikan brightness tinggi tanpa memberikan pengaruh terhadap sifat-sifat kekuatannya. Dosis Khlorin Dioksida tergantung kepada kualitas pulp yang masuk dan brightness akhir yang dikehendaki. Khlorin Dioksida ditambahkan ke stock pulp di dalam pipa berdiri setelah pompa. Larutan Khlorin Diokida berasal dari pabrik penghasil bahan kimia, dipanaskan di dalam alat penukar panas. Pompa memompakan stock pulp melewati sebuah alat pencampur bahan kimia menuju tabung reaksi awal tahap D 1. c. Tahap D 2 (Delignifikasi dan Pemutihan Pulp Tahap Kedua) Tahap Khlorin Dioksida kedua adalah tahapan ketiga pada proses pemutihan. Khlorin Dioksida (ClO 2 ) digunakan untuk memurnikan pulp didalam tahap D 2. Tahap

21 xxiv ini memutihkan brightness pulp dengan cara memutihkan lebih lanjut zat-zat pengotor yang tersisa di dalam pulp tersebut. Stock pulp yang berasal dari perlakuan khlorin dioksida tahap pertama menuju perlakuan khlorin dioksida tahap yang kedua (D 2 ). Perlakuan ini secara prinsip umum tidak banyak berbeda dengan tahap kedua perlakuan dengan Khlorin Dioksida. Dosis bahan kimia tergantung kepada kualitas pulp yang masuk dan akhir yang dikendaki Tahap Khlorinasi Reaksi-reaksi Khlorin-Lignin Khlorin bereaksi dengan lignin secara Oksidasi dan substitusi. Reaksi-reaksi ini mengeluarkan lignin dan oleh karena itu, beberapa akan terlarut dalam tahap Khlorinasi. Subsitusi Oksidasi Cl 2 + (Lignin) + H + (Lignin) Cl + HCl Cl 2 + (Lignin) (Lignin teroksidasi) + 2HCl Tahap Khlorin Dioksida Pada saat pulp diberikan perlakuan dengan khlorin dioksida, ini bereaksi dengan air dan komponen-komponen pulp, umumnya lignin dan resin melengkapi reaksi. Khlorin Dioksida bereaksi dengan air sesuai dengan persamaan reaksi berikut ini. 2ClO 2 + H 2 O HClO 3 + HClO 2

22 xxv Kecepatan reaksi antara Khlorin Dioksida dan komponen-komponen pulp adalah lebih cepat. Langkah pertama adalah satu elektron memindahkan khlorin dioksida yang tereduksi menjadi sebuah ion khlorit dan mengoksidasi lignin pada pulp. ClO 2 + e - - ClO 2 Selama ph turun dibawah 7,0, ion khlorit bereaksi dengan sebuah ion hydrogen membentuk asam khlorus pada keseimbangan reaksi berikut ini. ClO H + HClO Bahan Kimia Pemutih a) Khlorin Khlorin bereaksi dengan lignin yang terlarut didalam cairan lindi hitam yang masuk bersama pulp yang belum diputihkan. Penggantian sebahagian khlorin dengan khlorin dioksida pada tahap khlorinasi menyebabkan suatu kenaikan terhadap pemakaian aktif khlorin dalam proses oksidasi, pada suatu tahap tambahan ClO2 dan Cl2. Khlorin sangat cepat bereaksi terhadap lignin yang terdapat pada pulp yang belum diputihkan. Pada proses khlorinasi, lignin sebahagian terlarut didalam air. b) Khlorin Dioksida (ClO 2 ) Khlorin dioksida adalah salah satu bahan kimia pengoksidasi kuat, kerja dari proses pemutihan ini umumnya dengan cara oksidasi terhadap lignin dan bahan-bahan berwarna yang lainnya. Ini digunakan untuk memutihkan pulp yang berkualitas sebab ini memiliki keunikan yang sanggup mangoksidasi bahan yang bukan selulosa dengan

23 xxvi kerusakan pada selulosa yang minimum. Brightness tinggi yang dihasilkan dengan khlorin dioksida adalah stabil. Pada bleaching plant khlorin dioksida digunakan sebagai suatu larutan gas didalam air Variabel-Variabel Proses Pada Tahap Klorin Dioksida a. Pengaruh temperatur Khlorin dioksida bereaksi sangat cepat pada temperatur rendah terhadap pulp yang mengandung sejumlah lignin. Untuk mengoksidasi sebahagian kecil lignin tersebut dicapai pada tahap berikutnya, suatu temperatur yang tinggi harus dipergunakan untuk memperoleh tingkat brightness yang maksimum dengan jumlah khlorin dioksidasi yang sedikit. Temperatur yang lebih tinggi, brightness lebih tinggi. b. Pengaruh ph Brightness yang tinggi dapat dicapai dengan ClO 2 yang berakhir pada batasan ph dari 2 sampai 8. Pada ph diatas 7, penggunaan ClO 2 untuk proses pemutihan berkurang secara drastis. ph yang optimum adalah 3.8. Brightness menurun dengan suatu kenaikan ph dan turun secara drastis diatas ph 7. (Anonim,2000) 2.6 Substitusi Bahan Pemutih Berklorin dengan Pemutih Oksigen

24 xxvii Kebanyakan industri kertas masih keberatan untuk menerapkan proses produksi total chlorin free (TCF) dengan alasan tingginya biaya instalasi. Sumber utama khlorin dalam industri kertas berasal dari proses pemutihan bubur kayu. Proses pemutihan dilakukan dalam beberapa tahap dimana tahap awal bertujuan untuk menghilangkan lignin dan tahap akhir untuk memutihkan pulp. Pulp biasanya dicuci setelah melewati setiap tahap untuk menghilangkan materi organik yang melekat pada pulp. Jenis zat kimia yang digunakan dalam tahapan proses pemutihan adalah bahan oksidator kuat dan jenis bahan pemutih yang paling banyak digunakan adalah bahan yang mengandung khlorin antara lain : 1. Element Khlorin (Cl 2 ) merupakan agen delignifikasi yang efektif. Jika ikatan lignin dipecah, atom khlorin akan ditambahkan kepada hasil degradasi lignin, sehingga menghasilkan jumlah materi organik terkhlorinasi yang berarti. 2. Khlorin Dioksida (ClO 2 ) adalah zat kimia yang sangat selektif yang dapat menghilangkan lignin dan memutihkan. Senyawa ini mengoksidasi lignin, tetapi tidak menambah atom klor ke fragmen lignin, tetapi sejumlah kecil elemental khlorin dan senyawa khlorin lainnya akan terbentuk selama proses pemutihan dengan khlorin dioksida, sehingga tetap akan dihasilkan senyawa organik terkhlorinasi.

25 xxviii Khlorin dan khlorin dioksida bekerja dengan baik pada kondisi asam dengan ph antara 1,5-4. Setelah proses pemutihan selesai, pulp dicuci untuk menghilangkan lignin yang terdegradasi. Cl 2 dan Khlorin dioksida menghasilkan reaksi yang berbeda dengan lignin. Cl 2 memecah molekul lignin dengan menambahkan khlorin ke dalam lignin. Khlorin Dioksida memberikan oksigennya kepada lignin untuk memecah rantai. Maka, satusatunya cara pemutihan adalah dengan menghilangkan semua zat pemutih yang mengandung klor. ( 2.7 Pengujian Dan Analisa Agar supaya pengendalian pengoperasian Bleaching Plant berjalan secara efisien dan untuk mencapai dan memperkuat spesifikasi terhadap kualitas, diperlukan suatu pengujian dan analisa. Berikut adalah beberapa pengujian yang sangat penting, seperti : a. Bilangan Kappa Pengujian ini mengindikasikan kandungan lignin dan kemampuan pulp tersebut untuk di putihkan. Pengujian didasarkan kepada reaksi dengan potasium permanganat (KMnO 4 ). Normalnya pulp coklat dan pulp setelah melewati tahap proses alkali ekstraksi diperiksa bilangan kappanya dilaboratorium.

26 xxix b. Viskositas Pengujian terhadap viskositas dilakukan untuk menentukan kekuatan yang dimiliki oleh pulp. Pengujian mengevaluasi derajat polimerisasi daripada selulosa atau dengan kata lain degredasi daripada serat selulosa. Secara regular contoh pulp coklat, pulp setelah mengalami proses alkali ekstraksi adan tahap Hypoklorit, dan pulp yang telah mengalami proses pemutihan tahap akhir diperiksa viskositasnya dilaboratorium. c. Brightness Brightness pulp diukur pada tahap yang berbeda-beda didalam proses pemutihan, sebagaimana salah satu tujuan yang paling penting daripada proses pemutihan adalah untuk mencapai brightness yang spesifik terhadap pulp yang dihasilkan. Sebuah alat pengukur tingkat refleksi atau pengukur brightness digunakan dilaboratorium untuk mengukur brightness contoh pulp dibuat dalam bentuk lembaran. (Anonim,2000)

27 xxx BAB 3 METODOLOGI 3.1. Metodologi Alat 1. Alat penyaring 2. Corong Buchner 3. Alat sheet 4. Alat vakum

28 xxxi 5. Oven 6. Seterika 7. Kertas saring 8. ELREPHO (Electronic Refracto Photometer) Bahan 1. Bubur pulp 2. Air demineralisasi Prosedur Penentuan Kecerahan Pulp (Brightness) di tahap D 0 - Diambil bubur pulp dari pencuci klorinasi, dicuci dengan air demineralisasi. - Diambil 20 gr pulp yang basah, kemudian dimasukkan kedalam beaker glass, diencerkan dengan air demineralisasi, diaduk. - Diletakkan kertas saring pada corong Buchner, kemudian dituangkan pulp yang diencerkan. - Diletakkan kembali kertas saring diatasnya, kemudian disheetkan.

29 xxxii - Diambil pulp yang disheetkan kira-kira ½ cm, kemudian dikeringkan dengan seterika hingga permukaan sample rata. - Dikeringkan didalam oven pada suhu C selama 10 menit. - Kemudian diperiksa nilai kecerahan pulp (brightness) dengan menggunakan alat electronic refracto photometer (ELREPHO). Cara kerja alat di tahap D 0 - Dihidupkan komputer yang khusus digunakan untuk menentukan kecerahan pulp (Brightness). - Diperiksa nilai pulp yang disheetkan dengan menggunakan alat ELREPHO. - Diklik menu pada komputer dan komputer akan bekerja untuk membaca nilai kecerahan pulp (Brightness). - Kemudian dibaca nilai Brightness pada komputer dalam R 457 D Dicatat nilai kecerahan pulp (Brightness) dalam R 457 D 65. Penentuan Kecerahan Pulp (Brightness) di tahap D 1 - Diambil bubur pulp dari pencuci khlorin dioksida, dicuci dengan air demineralisasi. - Diambil 20 gr pulp yang basah, kemudian dimasukkan kedalam beaker glass, diencerkan dengan air demineralisasi, diaduk. - Diletakkan kertas saring pada corong Buchner, kemudian dituangkan pulp yang diencerkan. - Diletakkan kembali kertas saring diatasnya, kemudian disheetkan.

30 xxxiii - Diambil pulp yang disheetkan kira-kira ½ cm, kemudian dikeringkan dengan seterika hingga permukaan sample rata. - Dikeringkan didalam oven pada suhu C selama 10 menit. - Kemudian diperiksa nilai kecerahan pulp (Brightness) dengan menggunakan alat electro refracto photometer (ELREPHO). Cara kerja alat di tahap D 1 - Dihidupkan komputer yang khusus digunakan untuk menentukan kecerahan pulp (Brightness). - Diperiksa nilai pulp yang disheetkan dengan menggunakan alat ELREPHO. - Diklik menu pada komputer dan komputer akan bekerja untuk membaca nilai kecerahan pulp (Brightness). - Kemudian dibaca nilai Brightness pada komputer dalam R 457 D Dicatat nilai kecerahan pulp (Brightness) dalam R 457 D 65. Penentuan Kecerahan Pulp (Brightness) di tahap D 2 - Diambil bubur pulp dari pencuci khlorin dioksida, dicuci dengan air demineralisasi. - Diambil 20 gr pulp yang basah, kemudian dimasukkan kedalam beaker glass, diencerkan dengan air demineralisasi, diaduk. - Diletakkan kertas saring pada corong Buchner, kemudian dituangkan pulp yang diencerkan.

31 xxxiv - Diletakkan kembali kertas saring diatasnya, kemudian disheetkan. - Diambil pulp yang disheetkan kira-kira ½ cm, kemudian dikeringkan dengan seterika hingga permukaan sample rata. - Dikeringkan didalam oven pada suhu C selama 10 menit. - Kemudian diperiksa nilai kecerahan pulp (Brightness) dengan menggunakan alat electro refracto photometer (ELREPHO). Cara kerja alat di tahap D 2 - Dihidupkan komputer yang khusus digunakan untuk menentukan kecerahan pulp (Brightness). - Diperiksa nilai pulp yang disheetkan dengan menggunakan alat ELREPHO. - Diklik menu pada komputer dan komputer akan bekerja untuk membaca nilai kecerahan pulp (Brightness). - Kemudian dibaca nilai Brightness pada komputer dalam R 457 D Dicatat nilai kecerahan pulp (Brightness) dalam R 457 D Data BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengamatan data yang diperoleh pada Penentuan Brightness pada D 0, D 1 dan D 2 Stage yang dilakukan di unit Bleaching PT. Toba Pulp Lestari, Tbk pada tanggal 11 februari 2008 dapat dilihat pada data tabel dibawah ini. 11 februari 2008 PENENTUAN BRIGHTNESS PADA TAHAP D 0, D 1 DAN D 2 STAGE`

32 xxxv Brightness Waktu % ISO D 0 D 1 D Pembahasan Dari data yang di dapat diatas dapat dilihat bahwa Brightness yang diperoleh dari D 0, D 1 dan D 2 mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan karena adanya penambahan bahan kimia yang seimbang yaitu ClO 2 pada setiap tahap sehingga mengakibatkan terlepasnya lignin pada sample juga seimbang.

33 xxxvi Dimana Khlorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan subsitusi. Reaksi-reaksi ini mengeluarkan lignin dan oleh karena itu, beberapa akan terlarut dalam tahap Khlorinasi. Subsitusi Cl 2 + (Lignin) (Lignin)-Cl + HCl Oksidasi Cl 2 + (Lignin) (Lignin teroksidasi) + 2HCl Khlorin dioksida adalah suatu bahan pemutih bersifat lembut yang hanya akan berpengaruh terhadap lignin dan memberikan brightness yang tinggi terhadap pulp tanpa memperlemah kekuatannya. Khlorin Dioksida memiliki sebuah elektron yang tidak berpasangan dengan definisi sebuah radikal bebas. Dua tahap khlorin dioksida dengan penambahan sejumlah kecil Caustic diantaranya akan memutihkan pulp menjadi brightness sebesar 89-90% ISO dengan hampir tidak ada kehilangan kekuatan disertai dengan kondisi-kondisi yang sesuai pada setiap tahap. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 kesimpulan

34 xxxvii Dari pengamatan yang diperoleh dan pembahasan data pada proses pemutihan pulp di tahap bleaching dapat disimpulkan : - Bahwa penambahan bahan kimia yang stabil sangat menentukan baik buruk tidaknya kertas yang akan diperoleh. Oleh karena itu, semakin banyak penambahan bahan kimia Cl 2 dan ClO 2 (khlorin dioksida) yang stabil untuk mengoksidasi lignin, maka akan semakin tinggi tingkat kecerahan pulp yang dicapai dan hal ini juga harus didukung oleh beberapa parameter yang mempengaruhi kecerahan Brightness yang diingikan yang harus diatur dengan sangat cermat yaitu : temperatur, ph, waktu dan lain-lain. - Standart derajat keputihan (Brightness) yang diproduksi oleh PT. Toba Pulp Lestari, Tbk adalah pada tahap D 0 = 60-72% ISO, D 1 = 87-89% ISO dan D 2 = 89-90% ISO. 5.2 Saran - Jumlah pemakaian bahan kimia (chemical) yang ditambahkan pada ptoses pemutihan harus disesuaikan dengan jumlah lignin yang ada didalam pulp untuk mengurangi pemakaian bahan kimia (chemical) yang berlebih. - Cara kerja dari PT.Toba Pulp Lestari ini harus dipertahankan kalau bisa lebih ditingkatkan lagi untuk kedepannya.

35 xxxviii DAFTAR PUSTAKA Anonim Bleaching Plant. Training and Development Centre. Porsea.PT.Toba Pulp Lestari, Tbk.

36 xxxix Dietrich-Fengel & Gerd-Wegwner.1995.Kayu Kimia Ultrastruktur Reaksi-reaksi.Edisi Pertama.Yogyakarta:Gajah Mada University. J.F.Dumanauw Mengenal Kayu. Edisi Pertama.Yogyakarta: Penerbit Kanisius. John G. Haygreen Hasil Hutan dan Ilmu Kayu.Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Diakses tanggal 12 Mei, PT.TPL Water Treatment.Training and Development Centre.Porsea.PT.Toba Pulp Lestari, Tbk.