ANALISIS VISKOSITAS DAN BRIGHTNESS PULP PADA PROSES BLEACHING di PT TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA KARYA ILMIAH HELGA ROSIANNA SILALAHI

Transkripsi

1 ANALISIS VISKOSITAS DAN BRIGHTNESS PULP PADA PROSES BLEACHING di PT TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA KARYA ILMIAH HELGA ROSIANNA SILALAHI PROGRAM STUDI DIPLOMA-3 KIMIA ANALIS DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

2 ANALISIS VISKOSITAS DAN BRIGHTNESS PULP PADA PROSES BLEACHING di PT TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA KARYA ILMIAH Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya HELGA ROSIANNA SILALAHI PROGRAM STUDI DIPLOMA-3 KIMIA ANALIS DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

3 PERSETUJUAN Judul : ANALISIS VISKOSITAS DAN BRIGHTNESS PULP PADA PROSES BLEACHING di PT TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA Kategori : KARYA ILMIAH Nama : HELGA ROSIANNA SILALAHI Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : DIPLOMA (D3) KIMIA ANALIS Departemen Fakultas : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, Mei 2009 Diketahui Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dosen Pembimbing (Dr. Rumondang Bulan, MS) (Drs. Darwin Yunus Nasution, MS) NIP NIP

4 PERNYATAAN ANALISIS VISKOSITAS DAN BRIGHTNESS PULP PADA PROSES BLEACHING di PT TOBA PULP LESTRI 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, Mei 2009 HELGA ROSIANNA SILALAHI NIM

5 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala Kasih dan penyertaannya sehingga karya ilmiah ini dapat disusun dalam rangka memenuhi kewajiban akhir penulis untuk diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Ahli Madya Universitas Sumatera Utara. Penulis juga menyadari banyaknya kekurangan dari penulisan karya ilmiah ini, maka dengan segala kerendahan hati penulis juga sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun dari berbagai pihak untuk menyempurnakan karya ilmia ini. Penulis juga menyadari laporan ini tersusun dan terselesaikan dengan baik karena adanya campur tangan dari berbagai pihak yang mendukung penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini, oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Drs. Darwin Yunus Nasution, MS selaku pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu dan tenaga untuk memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini. 2. Dr. Rumondang Bulan, MS selaku Ketua Jurusan Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 3. Dr. Marpongahtun, MS selaku Ketua Program Studi Kimia Analis FMIPA USU. 4. Seluruh Staf pengajar di Departemen Kimia FMIPA USU 5. Rasa hormat dan terimakasih yang tidak terhingga kepada kedua orangtua tercinta R. Silalahi dan T. br.simanjuntak yang telah memberikan dorongan, semangat, dan doa yang tidak henti-hentinya kepada penulis. 6. Abang dan kakak penulis (Ronni Silalahi/Irnas br.purba,adel Silalahi/Berliana br.sianturi,irwan Silalahi, Ester Silalahi/Hotlan Pangaribuan, dan adekku Joel)dan buat Ka Jojor Silitonga yang terkasih atas doa dan dukungan yang telah diberikan. 7.Sahabat-sahabat penulis:heppy,sebul,melissa,sherly,darlina,iin,mariana,taruli, dan semua teman-teman seperjuangan di Kimia Analis yang tidak bisa saya

6 tuliskan namanya satu per satu, dan buat adek-adek di IMNASKA, terima kasih atas doa dan dukungannya. 8. Untuk Kelompok Kecil penulis (Helo_Meri) terkhusus buat Ka Riris yang selalu memberikan doa, bimbingan dan semangat untuk penulis. 9. Untuk teman-teman koordinasi di UKM-KMK USU UP FMIPA, terima kasih atas dukungan dan doanya selama ini. 10. Buat seseorang yang selalu mendukung dan memberikan nasehat dan motivasi kepada penulis, hope we will reach all thing that we want in our life,our best future. Thanx for being my best friend in all condition. Akhirnya penulis mengharapkan karya ilmiah ini dapat memberikan sumbangan dan ilmu yang berguna bagi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam khususnya untuk Jurusan Kimia Analis, dan apabila banyak tedapat kesalahan penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya karena penulis hanyalah manusia biasa yang tidak pernah luput dari kesalahan. Medan, Mei 2009 (Helga Rosianna Silalahi) NIM

7 ANALISIS VISKOSITAS DAN BRIGHTNESS PULP PADA PROSES BLEACHING di PT TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA ABSTRAK Analisis viskositas di PT TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA dilakukan dengan metode Ostwald dengan menggunakan alat viskosimeter Ostwald. Pada metode ini pulp yang dicampur dengan larutan Cupri Etilen Diamin(CED) sebanyak 12,5 ml dan 12,5 ml air destilat,dimasukkan kedalam viskosimeter yang diletakkan pada thermostat. Larutan tersebut kemudian diisap dengan pompa(ball pipette) dan dibiarkan mengalir kebawah melewati pipa kapiler sampai garis batas, dan waktu yang diperlukan oleh larutan untuk mencapai garis batas dicatat dengan menggunakan stopwatch. Sehingga nilai viskositas pulp dapat ditentukan. Sedangkan analisis brightness dilakukan dengan sistem komputer dengan menggunakan alat yang disebut dengan ELREPHO. Kedua analisis ini dilakukan 1 kali dalam 4 jam selama 1 hari..

8 THE ANALYSIS OF PULP S VISCOSITY AND BRIGHTNESS ON BLEACHING PROCESS IN PT TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA ABSTRACT The analysis of viscosity in PT TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA is done with Ostwald method, by using Ostwald Viscosimetre. In this method, pulp that mixed with 12,5 ml CED and 12,5 ml distillation water, included in viscosimetre which put on thermostat. That solutions are sucked by ball pipette and let it flow through the pipe until limit line, and the time that solution need to reach the limit line is write down by using stopwatch. So that viscosities value can be fixed. And the analysis of brightness is done with computerization system by using the instrument that called ELREPHO R457D65. Both of the analysis is done once time in 4 hour during the day.

9 DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN... ii PERNYATAAN... iii KATA PENGANTAR... iv ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x BAB I : PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Permasalahan Tujuan Manfaat... 2 BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kayu Selulosa Hemiselulosa Lignin Proses Pembuatan Pulp Uraian Proses Pembuatan Pulp Pengisian Chip Tahap Prehydrolisis Pengisian Liquor (cairan pemasak) Pemasakan dengan Proses Kraft Pengeluaran Pulp dari Digester (Blowing Pulp) Viskositas... 12

10 2.5 Pengukuran Viskositas BAB 3 : BAHAN DAN METODE PERCOBAAN 3.1. Alat dan bahan Alat Bahan Prosedur Kerja Penentuan Viskositas Penentuan Brightness BAB 4 : DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Perhitungan Pembahasan BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

11 DAFTAR TABEL Tabel Tabel Halaman

12 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Bahan baku untuk pembuatan pulp, kertas dan rayon selulosa adalah sangat penting dalam bentuk serat. Serat tersebut banyak dijumpai seperti kayu, bambu jerami dan sebagainya. Bahan ini dapat digunakan untuk membuat pulp dengan cara proses mekanik dan kimia atau cengan cara menggabungkan kedua proses ini dan tergantung pada hasil akhir yang diperlukan. Kebanyakan komponen kimia dari kayu tersebut selulosanya mencapai 50%, lignin 30% dan 20% zat pengotor non selulosa. Proses pemutihan dapat dianggap sebagai suatu lanjutan proses pemasakan yang dimaksudkan untuk memperbaiki brightness dan kemurnian dari 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 harus dihilangkan atau diputihkan. Metoda pemutihan/bleaching secara dipilih berdasarkan atas sifat-sifat yang dikehendaki,salah satu dari pemutihan secara delignify atau pengelantangan secara lignify. Umumnya kimia pulp diputihkan dengan metoda bleaching secara delignify sedangkan mekanikal pulp diputihkan dengan metoda lignify. Pemutihan secara delignify dilakukan dengan menggunakan bahan kimia Khlorin (Khlorin, Hypo Khlorit, dan Khlorin Dioksida) serta alkali. Tujuan utama proses pemutihan secara umum dapat diringkaskan sebagai berikut: 1. Memperbaiki brightness

13 2. Memperbaiki kemurnian 3. Degredasi serat selulose seminimum mungkin 4. Mengurangi pemakaian bahan-bahan kimia dalam tahap pemutihan dan mendapatkan pulp yang cerah dengan standard kecerahan 89-90% ISO. Pengurangan kandungan resin didalam pulp juga faktor lain yang penting dalam proses bleaching. Dissolving Pulp (DKP) yang mana ini merupakan suatu pulp yang diproses secara khusus yang digunakan dalam pabrik serat rayon, diputihkan dengan tujuan khusus, termasuk pengendalian viskositasnya dan pengurangan abu dan zat-zat pengotor lainnya. Hal ini juga sangat penting untuk mencapai pulp yang diputihkan dengan spesifikasi ekonomis yang dikehendaki. Oleh karena itu untuk memperoleh kualitas pulp yang baik dilakukan analisa atau penentuan viskositas dan brightness pulp dilaboratorium. Nilai viskositas yang diharapkan di PT Toba Pulp Lestari Tbk,Porsea adalah sebesar cp dan brightness > 88,0. Semakin tinggi nilai viskositas dan brightness yang diperoleh maka akan semakin baik kualitas dari pulp tersebut. (PT. TPL, 2002) 1.2 Permasalahan Pada proses pemutihan atau bleaching di pergunakan bahan-bahan kimia yang berpengaruh pada viskositas dan brightness pulp. Dalam hal ini akan dianalisa bagaimana viskositas dan brightness pulp yang diinginkan serta bagaimana pengaruh penambahan bahan-bahan kimia terhadap viskositas dan brightness. 1.3 Tujuan Untuk mengetahui viskositas dan brightness pulp pada proses bleaching. 1.4 Manfaat

14 Memberikan informasi mengenai analisa viskositas dan brightness yang digunakan pada proses pemutihan atau bleaching,untuk mendapatkan kualitas pulp yang baik dan sesuai dengan standard ISO. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kayu Sebagai bahan bangunan, kayu adalah salah satu produk yang paling sederhana, paling mudah digunakan, kayu dapat dipotong dan dibentuk dengan mudah, digunakan, dan mudah dipasang. Pada saat yang sama, kayu adalah salah satu bahan kita yang paling kompleks. Kayu tersusun atas sel-sel yang mungil, masingmasing memiliki struktur lubang-lubang kecil, selaput dan dinding-dinding yang berlapis-lapis rumit. Kemudahan kayu untuk diubah menjadi suatu produk dan dapat lama dipergunakan tergantung pada pengetahuan praktis akan strukturnya. Kayu adalah suatu karbohidrat yang tersusun terutama karbon, hidrogen, dan oksigen. Kayu mengandung senyawa organik yang tetap tinggal setelah terjadi pembakaran pada suhu tinggi pada kondisi oksigen yang melimpah, residu semacam ini dikenal sebagai abu. Tabel 2.1 Komposisi kayu Unsur % berat kering Karbon 49 Hidrogen 6 Oksigen 44

15 Nitrogen Sedikit Abu 0,1 Unsur-unsur penyusun kayu itu tergabung dalam sejumlah senyawa organik: selulosa,hemiselulosa dan lignin. (Haygreen,1993) Kayu yang berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbedabeda,bahkan dalam satu pohon bagian ujung dan pangkalnya berbeda. Oleh karena itu sebelum kayu digunakan untuk kepentingan industri ada baiknya jika sifat-sifat kimia dan fisika dari kayu tersebut diketahui. a. Sifat-sifat fisika kayu Beberapa hal yang tergolong sifat fisika kayu antara lain: berat jenis, warna.dan higroskopik. Berat jenis kayu Kayu memiliki berat jenis yang berbeda-beda, makin besar berat jenis suatu kayu umumnya makin kuat kayunya. Berat jenis ditentukan oleh tebal dinding sel, kecilnya rongga sel yang membentuk pori-pori. Umumnya berat jenis kayu ditentukan berdasarkan berat kayu kering tanur atau kering udara dan volume kayu yang mengandung kadar air. Warna Warna yang terdapat pada kayu berbeda-beda, hal ini disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu. Warna suatu jenis kayu dapat dipengaruhi oleh: tempat di dalam lingkaran tahunan, umur pohon, kelembaban udara. Higroskopik

16 Kayu memiliki sifat higroskopik, dapat menyerap atau melepaskan air. Makin lembab udara disekitarntya, akan makin tinggi kelembaban kayu, sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Masuk keluarnya air dari kayu mengyebabkan kayu itu basah atau kering. b. Sifat-sifat kimia kayu Komponen kimia di dalam kayu memiliki ari penting, karena merupakan kegunaan sesuatu jenis kayu. Komposisi kimia kayu dapat menentukan pengolahan kayu sehingga diperoleh hasil yang maksimal. Pada umumnya komponen kimia kayu ada 3 bagian yaitu: 1. Karbohidrat,selulosa dan hemiselulosa 2. Non karbohidrat, lignin 3. Komponen yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan, zat ekstraktif. (Dumanauw,1993) Selulosa Selulosa merupakan homopolisakarida yang tersusun atas unit-unit β-dglukopiranosa yang terikat satu sama lain dengan ikatan-ikatan glikosida (1 >4). Molekul-molekul selulosa seluruhnya berbentuk linier dan mempunyai kecenderungan kuat membentuk ikatan-ikatan hidrogen intra dan intermolekul. Sebagai akibat dari struktur yang berserat dan ikatan-ikatan hidrogen yang kuat selulosa mempunyai kekuatan tarik yang tinggi dan tidak larut dalam kebanyakan pelarut. Struktur kristalin selulosa telah dikarakterisasi dengan analisis difraksi sinar-x dan dengan metode-

17 metode yang didasarkan pada serapan radiasi inframerah yang terpolarisasi. (Sjostrom,1995 ) Selulosa dibuat langsung dari unit-unit glukosa. Selulosa adala suatu bahan yang tidak begitu asing lagi bagi manusia. Kapas, misalnya,adalah 99% selulosa murni. Kertas tulis halus juga sebagian besar dibuat dari fraksi selulosa kayu. Meskipun merupakan karbohidrat, selulosa bukanlah sumber makanan bagi manusia atau hewan. Pada selulosa, unit-unit anhidrid glukosa dihubungkan dengan ikatan kimia tipe β ; komponen-komponen karbohidrat seperti pati diikat dengan hubungan tipe α. Meskipun dalam bentuk kayu dan kapas selulosa mengandung nilai makanan sebanyak sukrosa, selulosa tak dapat dicerna oleh manusia karena cairan tubuh hanya dapat menhidrolisis ikatan tipe α bukan β. Struktur selulosa adalah: Gambar : Struktur selulosa (Haygreen, 1993) Hemiselulosa Glukosa adalah gula yang terpenting yang dihasilkan oleh proses fotosintesis, namun bukanlah satu-satunya gula. Gula-gula lain dengan 6-karbon seperti galaktosa dan manosa dan gula-gula dengan 5-karbon seperti xilosa dan arabinosa juga diproduksi di dalam daun. Gula-gula ini dan gula-gula yang lain, bersama-sama dengan glukosa, dipergunakan untuk mensintesiskan polimer-polimer dengan berat

18 molekul yang relatif rendah yang disebut hemiselulosa. Sebagian terbesar hemiselulosa merupakan polimer-polimer dengan rantai bercabang, berbeda dengan polimer-polimer selulosa yang berantai lurus, dan umumnya tersusun atas 150 anhidrid gula sederhana atau kurang (artinya derajad polimerisasinya umumnya kurang dari 150). Gambar : Struktur Penyusun Hemiselulosa Lignin Lignin merupakan polimer organik yang ditemukan dalam jumlah berlimpah setelah selulosa,ditemukan dalam kayu kering. Lignin sukar dicerna oleh mamalia dan enzim binatang, tetapi beberapa jamur dan bakteri bisa mendegradasi lignin.

19 Gambar : Struktur lignin Lignin adalah suatu polimer kompleks dengan berat molekul tinggi,tersusun atas unti-unti fenilpropan. Meskipun tersususn atas karbon, hidrogen dan oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat dan bahkan tidak ada hubungannya dengan golongan senyawa tersebut. Sebaliknya, lignin pada dasarnya adalah suatu fenol. Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang bermacammacam karenanya susunan lignin yang pasti di dalam kayu tetap tidak menentu. Linin terdapat di antara sel-sel dan di dalam dinding sel. Di antara sel-sel, lignin berfungsi sebagai perekat untuk mengikat sel-sel bersama-sama. Lignin juga berpengaruh dalam memperkecil perubahan dimensi sehubungan dengan perubahan kandungan air kayu yang membuat kayu tahan terhadap serangan cendawan dan serangga. Lignin bersifat termoplastik-artinya lignin akan menjadi lunak dan dapat dibentuk pada suhu yang lebih tinggi dan keras kembali apabila menjadi dingin. Sifat termoplastik lignin menjadi dasar pembuatan papan keras(hardboard) dan lain-lain produksi kayu yang dimampatkan. (Haygreen,1993).

20 Dalam pembuatan pulp dan pengelantangan, lignin dilepaskan dari kayu dalam bentuk terdegradasi dan berubah yang merupakan sumber karbon lebih dari 35 juta ton tiap tahun diseluruh dunia yang sangat potensial untuk keperluan kimia dan energi. (Fengel,1995) 2.2 Proses Pembuatan Pulp Pemisahan serat selulosa dari bahan-bahan yang bukan serat didalam kayu dapat dilakukan dengan berbagai macam proses yaitu: a. Proses Mekanik Dalam proses pembuatan pulp secara mekanik pemisahan serat dilakukan dengan cara menggunakan tenaga mekanik. Proses ini dilakukan dengan menggerinda kayunya menjadi serat pulp dan menghasilkan rendemen sebesar 90-95%,tetapi menyebabkan kerusakan pada serat. Penggunaaan pulp yang dihasilkan pada proses mekanik ini nilainya kecil sekali, jika pulp itu masih mengandung banyak lignin dan serat-seratnya tidak murni sebagai serat. b. Proses Semikimia Proses semikimia meliputi pengolahan cara kimia yang diikuti dengan perbaikan secara mekanik dan beroperasi pada rendemen yang tingginya dibawah proses mekanik. Biasanya bahan kimia yang digunakan pada proses ini adalah natrium sulfit. c. Proses Kimia

21 Bahan- bahan yang terdapat ditengah lapisan kayu akan dilarutkan agar serat cepat terlepas dari zat-zat yang mengikatnya. Hal yang mrerugikan pada peroses ini adalah rendemen yang rendah yaitu 45-55%. Proses kimia dibagi menjadi tiga kategori: 1. Proses Soda 2. Proses Sulfat 3. Proses Sulfit Dalam proses soda, kayu dimasak dengan larutan NaOH. Larutan sisa pemasakan dipekatkan dan kemudian dibakar,yang akan menghasilkan NaOH. Disebut proses soda karena bahan kimia yang ditambahkan kedalam prosesnya berupa natrium karbonat. Pada proses sulfit, larutan pemasak yang dipakai adalah asam-asam yang mengandung sulfur dari logam alkali atau alkali tanah berupa sulfit. Proses sulfat adalah proses pembuatan pulp yang paling banyak digunakan saat ini atau disebut juga proses kraft. (PT.TPL,2003) 2.3 Uraian Proses Pembuatan Pulp Pulp terdiri dari komponen senyawa organik, antara lain selulosa,hemiselulosa, lignin dan zat ekstraktif dalam jumlah yang kecil. Serat selulosa yang berasal dari bahan baku kayu menurut beberapa ahli dibagi dalam 2 bagian yaitu: 1. Kayu berdaun lebar (kayu keras) 2. Kayu berdaun jarum (kayu lunak)

22 Kayu berdaun lebar memiliki serat selulosa yang pendek dan kayu berdaun jarum memiliki serat selulosa yang lebih panjang. Contoh kayu berserat pendek yaitu Eucalyptus,kayu dengan serat panjang terdapat pada Pinus Merkussi. Proses pemasakan pulp meliputi : pengisian chip, tahapan prehidrolisis, pengisisan larutan pemasak, pemasakan dengan proses kraft, mengeluarkan pulp yang sudah masak dari dalam digester Pengisian Chip Chip diangkut ke digester dari tempat penyimpanan atau lapangan chip dengan menggunakan conveyor. Pengisian chip kedalam digester merupakan langkah awal dari proses pemasakan dan merupakan satu pekerjaan yang sangat penting pada proses pembuatan pulp. Digester yang tidak penuh misalnya,akan mengurangi jumlah pulp yang akan dihasilkan digester,sebaliknya digester yang terlalu penuh akan mengakibatkan kesulitan pada peredaran cairan pemasak dan pada saat blow. Sebelum pengisian chip dimulai harus dilaksanakan hal-hal sebagai berikut: 1. Digester harus dalam keadaan kosong dan katup blow nya harus sudah ditutup 2. Top cover (tutup atas) pada posisi terbuka 3. Shuttle conveyor harus tepat posisinya pada digester yang akan diisi Tahap Prehydrolysis Pada proses Prehydrolysis Kraft pulp, prehidrolisis merupakan tahapan awal dari proses pemasakan setelah pengisisan chip. Untuk membuat serat rayon dibutuhkan pulp dengan kemurnian yang sangat tinggi,prehidrolisis dimaksudkan untuk mengolah terlebih dahulu serpihan kayu sebelum dimasak dengan alkali, pada proses ini,kandungan-kandungan yang bukan selulosa yang terdapat dalam

23 kayu,seperti selulosa yang terpotong-potong dan karbohidrat rantai pendek yang disebut hemiselulosa akan dikeluarkan dari dalam serpihan kayu. Pada proses pemasakan alkali di tahap berikutnya akan diperoleh pulp dengan kemurnian yang lebih tinggi. Proses prehidrolisis dipertahankan pada temperatur C dan tekanan 6,0 kg cm 2 gauge selama 60 menit. Setelah itu dilakukan pengeluaran gas (blow) selama menit sampai tekanan dalam digester 1, Pengisian Liquor (cairan pemasak) kg 2 cm gauge. Pada proses Prehydrolysis Kraft pulp, pengisian liquor dilakukan setelah prehidrolisis. Larutan pemasak panas yang dimasukkan ke dala digester dengan temperatur C harus dengan perbandingan yang sesuai sebagaimana dibutuhkan untuk pemasakan dan black liquor penambah sebagai pengencer juga harus dengan perbandingan yang sesuai. Penambahan cairan pemasak didasarkan pada persentase bahan kimia yang dibutuhkan untuk memasak dengan berat kering kayu yang dimasukkan. Presentase itu juga tergantung dari seberapa jauh kita akan mengurangi kandungan lignin dari dalam kayu. Misalnya untuk memproduksi Prehydrolysis Kraft Pulp dengan kemurnian yang tinggi,alkali yang dimasukkan per berat kering kayu adalah 19% alkali aktif, dimana untuk Fully Bleached Kraft Pulp itu hanya sekitar 17,5% alkali aktif sebagai Na 2 O. Alkali aktif yang dimasukkan dalam digester adalah untuk melarutkan komponen/ pengotor bukan selulosa yang ada dalam kayu. Kekuatan/ konsentrasi dan sulfiditas dari pada cairan pemasak juga merupakan hal yang sangat penting. Konsentrasinya dinyatakan dalam gram per liter dari alkali aktif (NaOH + Na 2 S) sebagai Na 2 O. kalau konsentrasi cairan pemasaknya rendah maka proses penghilangan lignin akan menjadi kurang baik sehingga menghasilkan banyak

24 reject (serpihan kayu yang tidak masak), sebaliknya kalau konsentrasinya terlalu tinggi maka serat selulosa juga akan terserang dan rusak yang berakibat pada rendahnya kekuatan dan rendemen pada pulp Pemasakan dengan Proses Kraft Proses pemasakan secara kraft dilaksanakan setelah penambahan cairan pemasak kedalam chip. Digester yang berisi chip dan larutan pemasak dipanaskan hingga temperatur C dan tekanan mencapai 7 kg 2 cm gauge. Pada temperatur dan tekanan ini, chip dimasak dengan alkali untuk periode waktu tertentu. Waktu dan temperatur selama pemasakan sangat berpengaruh terhadap kualitas pulp, jika chip dimasak dalam jangka waktu yang terlalu lama, maka akan dihasilkan pulp dengan kualitas rendah dan dengan rendemen yang rendah. Temperatur yang optimum untuk pemasakan adalah C. Temperatur dibawah C tidak berpengaruh terhadap kualitas pulp, tetapi diatas C akan mulai terjadi pemutusan rantai dari serat-serat selulosa Pengeluaran Pulp dari Digester (Blowing Pulp) Tujuan utama pada pengoperasian blowing adalah utnuk mengeluarkan atau blow semua isi digester kedalam tangki penampung (blow tank). Hanya satu digester yang dapat diblow ke satu blow tank pada satu waktu tertentu,hal yang penting untuk diperhatikan agar dipastikan bahwa ada cukup ruang dalam blow tank untuk menampung pulp yang akan diblow. Hal penting yang perlu diperhatikan adalah

25 memastikan bahwa sistem daur ulang panas sewaktu blow sudah siap untuk beroperasi untuk menampung uap yang dihasilkan blow dan mengembunkannya. (PT. TPL,2003) 2.4 Viskositas Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Cairan yang mengalir cepat seperti air, alkohol dan bensin mempunyai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir lambat seperti gliserin,minyak castor dan madu mempunyai viskositas besar. Jadi viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan. Viskositas (kekentalan) cairan akan menimbulkan gesekan antara bagian-bagian atau lapisan-lapisan cairan yang bergerak satu terhadap yang lain. Hambatan atau gesekan yang terjadi ditimbulkan oleh gaya kohesi dalam zat cair. Sedangkan viskositas gas ditimbulkan oleh peristiwa tumbukan yang terjadi antara molekul-molekul gas. Satuan SI untuk viskositas adalah N s 2 m = Pa s ( Paskal sekon), sedangkan menurut sistem cgs satuan viskositas adalah Poise (1 Poise = 0,1 Pa s) yang setara dengan dyne 2 s cm. Suatu cairan mempunyai viskositas absolute atau dinamik 1 poise,bila gaya 1 dyne diperlukan utnuk menggerakkan bidang seluas 1 cm 2 pada kecepatan 1 cm/detik terhadap permukaan bidang datar sejauh 1 cm. Viskositas sering juga dinyatakan dalam sentipoise (1 Poise = 100 cp). (Yazid,2005) Viskositas suatu cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan alir cairan. Cairan mempunyai gaya gesek yang lebih besar untuk mengalir dari pada gas

26 sehingga cairan mempunyai koefisien viskositas yang lebih besar dari pada gas. (Sukardjo,1997) Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas adalah tekanan, temperatur, konsentrasi. Tekanan Viskositas cairan naik dengan bertambahnya tekanan,hal ini disebabkan jumlah lubang berkurang,sehingga bagi molekul lebih sukar untuk bergerak keliling satu terhadap yang lain. Temperatur Viskositas cairan akan turun dengan naiknya temperatur. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan akan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan naiknya temperatur. ( Sukardjo,1997) Konsentrasi Umumnya larutan yang konsentrasinya tinggi, viskositasnya juga tinggi. Sebaliknya larutan yang konsentrasinya rendah viskositasnya juga akan rendah. (Yazid,2005) 2.5 Pengukuran Viskositas Secara umum,viskositas cairan dapat ditentukan dengan dua metode, yaitu: a. Viskosimeter Ostwald Metode ini ditentukan berdasarkan hukum Poiseuille menggunakan alat Viskosimeter Ostwald. Penetapannya dilakukan dengan jalan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengalirnya cairan dalam pipa kapiler dari a ke b. sejumlah cairan

27 yang akan diukur viskositasnya dimasukkan kedalam viskosimeter yang diletakkan pada termostat. Cairan kemudian diisap dengan pompa ke dalam bola C sampai di atas tanda a. cairan dibiarkan mengalir kebawah dan waktu yang diperlukan dari a ke b dicatat menggunakan stopwatch. (Yazid,2005) Pada metode Ostwald yang diukur adalah waktu yang diperlukan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan, sejumlah tertentu cairan dipipet ke dalam viskosimeter. Cairan kemudian diisap melalui labu pengukur dari viskosimeter sampai permukaan cairan lebih tinggi dari batas a. Cairan dibiarkan turun. Ketika permukaan cairan turun melewati batas b,stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melewati jarak antara a dan b dapat ditentukan. Tekanan P merupakan perbedaan tekanan antara kedua ujung pipa U dan besarnya diasumsikan sebanding dengan berat jenis cairan. (Bird Tony,1993) b. Viskosimeter Bola Jatuh Viskositas cairan dapat ditentukan dengan metode bola jatuh berdasarkan hukum Stokes. Penetapannya diperlukan bola kelereng dari logam dan alat gelas silinder beryupa tabung. Bole kelereng dengan ratapan d dan jari-jari r dijatuhkan ke dalam tabing berisi cairan yang akan ditentukan viskositasnya. Waktu yang diperlukan bola untuk jatuh melalui cairan dengan tinggi tertentu kemudian dicatat dengan stopwatch.

28 BAB III BAHAN DAN METODE PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan Alat - Saringan/ screener mesh - Corong Buchner - Buret digital 50 ml - Neraca analitis - Oven - Desikator

29 - ph meter - Erlenmeyer 50 ml - Shaker - Stopwatch - Boll pipet - Vakum sheet - Viskosimeter Cannon Fenske - ELREPHO R457D65 - Kertas saring Bahan - Bubur pulp - CED ( Cupri Etilen Diamin) - Air destilat - Air demineralisasi 3.2 Prosedur Kerja Penentuan Viskositas - Diukur ph sampel - Dicuci sampel sampai bersih - Disheetkan - Ditimbang sebanyak ± 0,5 g - Dikeringkan didalam oven - Didinginkan didalam alat desikator

30 - Ditimbang berat kering - Ditimbang berat pulp BeratBasah Berat pulp = x0, 125 BeratKering - Dimasukkan kedalam erlenmeyer 50 ml yang berisi 12,5 ml CED + 12,5 ml air destilat - Dishaker selama 15 menit - Diukur Viskositasnya Untuk menghitung nilai viskositas dapat digunakan persamaan sebagai berikut : V = c x d x t Dimana : V = viskositas c = konstanta viskosimeter d = densitas larutan t = waktu alir ( fluks time) Penentuan Brightness - Dicuci sampel - Di sheetkan - Dikeringkan di dalam oven - Dihidupkan alat ELREPHO - Dimasukkan sampel - Di klik tanda M pada monitor komputer

31 - Dibaca R457D65 - Dicatat Brightness pulp BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Tabel 4.1 Data Analisa Viskositas dan Brightness Pulp Waktu Viskositas (cp) Brightness ( 0 ISO)

32 ,8 87, ,3 89, ,1 87, ,0 89, ,2 89, ,2 89,1 Rata-rata 19,4 88,6 4.2 Perhitungan Penentuan Viskositas Diketahui : c = Konstanta viskosimeter ( 0,0125) d = Densitas larutan (1,052) t = Fluks time atau waktu alir ( 654 detik = 10,9 menit) Maka viskositas pulp adalah : Rumus : V = t x c x d V = t x c x d = 654 x 0,0125 x 1,052 = 8,60 = 17,2 ( dapat dilihat konversinya dalam tabel lampiran) 4.3 Pembahasan Dari hasil pengamatan data percobaan dapat disimpulkan bahwa viskositas dan brightness pulp pada proses bleaching memiliki hubungan yang berbanding terbalik.

33 Dimana apabila nilai viskositas semakin rendah maka nilai brightness akan semakin tinggi, dan sebaliknya apabila nilai viskosits semakin tinggi maka nilai brightness akan semakin rendah. Semakin tinggi nilai viskositas maka akan diperoleh pulp yang memiliki kekuatan yang tinggi dan semakin tinggi nilai brightness maka akan diperoleh kualitas pulp yang baik dengan pulp yang cerah. Hal ini dapat dilihat dari tabel data,dimana analisis yang dilakukan pada viskositas dan brightness adalah 1 kali dalam 4 jam. Dari data tersebut dapat jelas dilihat perbandingan dan hubungan antara viskositas dan brightness yaitu: Pada Pukul viskositas pulp : 23,8 cp dan brightness pulp : 87,2 Pukul viskositas pulp : 18,3 cp dan brightness pulp : 89,6 Pukul viskositas pulp : 20,1 cp dan brightness pulp : 87,0 Pukul viskositas pulp : 18,0 cp dan brightness pulp : 89,5 Pukul viskositas pulp : 17,2 cp dan brightness pulp : 89,2 Pukul viskositas pulp : 19,2 cp dan brightness pulp : 89,1 Dari data tersebut disimpulkan bahwa kualitas pulp kurang baik,dilihat dari nilai viskositas yang sangat rendah yaitu berkisar antara 17,2 23,8 cp. Sedangkan dari tingkat kecerahan pulp tersebut memiliki tingkat kecerahan yang cukup baik yaitu 87,0 89,6. Meskipun secara teori viskositas dan brightness memiliki hubungan yang berbanding terbalik, tapi menurut pengamatan saya apabila nilai viskositas sudah memenuhi standard tetapi nilai brightness tidak, maka kualitas pulp tersebut tetap dapat disimpulkan tidak baik. Karena pulp yang kuat dan cerah itulah baru dikatakan baik dan memenuhi standard. Standard mutu pulp yang baik di PT. TOBA PULP LESTARI,Tbk yaitu memiliki nilai viskositas antara cp. Tetapi pada

34 umumnya nilai viskositas dan brightness pulp dipengaruhi oleh penambahan bahanbahan kimia seperti : NaOH,ClO 2 dan H 2 O 2. juga dipengaruhi oleh waktu retensi selama proses pemasakan.

35 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil analisa diperoleh kesimpulan sebagai berikut : Nilai viskositas pulp adalah : 19,4 cp Nilai brightness pulp adalah : 88,6 0 ISO Dari nilai viskositas tersebut dapat disimpulkan bahwa kualitas pulp yang diperoleh kurang baik dan tidak memenuhi standard perusahaan. Viskositas berbanding terbalik dengan brightness. Semakin tinggi nilai brightness semakin rendah nilai viskositas dan sebaliknya semakin rendah nilai brightness semakin tinggi nilai viskositas. 5.2 Saran Sebaiknya pada proses pemasakan dan pemutihan (bleaching) diperhatikan penambahan bahan- bahan kimia yang berpengaruh pada kualitas pulp yang dihasilkan terutama pada nilai brightness dan viskositas pulp tersebut.

36 DAFTAR PUSTAKA Bird, T Kimia Fisika Untuk Universitas. Gramedia. Jakarta Dumanauw, J Mengenal Kayu. Kanisius. Jakarta Fengel, D Kayu, Kimia Ultrastruktur Reaksi-reaksi. Universitas Gadjah Mada Press. Yogyakarta Haygreen, J Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Universitas Gadjah Mada Press. Yogyakarta PT. TPL Digester Plant. PT Toba Pulp Lestari, Tbk. Porsea Sjostrom, E Kimia Kayu. Edisi 2. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta Sukardjo Kimia Fisika. Rineka Cipta. Jakarta Yazid, E Kimia Fisika Untuk Paramedis. Penerbit Andi. Yogyakarta

37