MAKALAH PROSES INDUSTRI KIMIA INDUSTRI PULP DAN KERTAS

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.    Latar Belakang

Kertas adalah salah satu produk yang sangat diperlukan oleh banyak orang. Tidak diragukan lagi bahwa kertas memiliki banyak fungsi dalam kehidupan. Fungsi utama dari kertas adalah sebagai media tulis. Namun, sekarang bukan hanya itu. Kertas banyak digunakan pula sebagai salah satu bahan dalam pembuatan suatu karya seni.

Sebagian besar orang tidak mengetahui proses pembuatan kertas. Bukan hanya dari kalangan masyarakat biasa, kalangan mahasiswa pun yang notabenenya biasa bergelut dengan kertas, belum tentu mengetahui proses pembuatannya. Selain itu, mereka juga belum tentu mengetahui mengenai pulp yang sangat berkaitan dengan proses pembuatan kertas.

Kertas yang sering digunakan untuk menuliskan hal-hal yang penting, atau kadang pula digunakan untuk hal-hal yang kurang bermanfaat, yang begitu sederahana, namun prosesnya belum tentu sesederhana produknya.Begitupun dengan bahan-bahan bakunya. Dalam hal ini, proses pembuatan kertas pun melibatkan proses kimia serta proses mekanik.

Berdasarkan hal tersebut, kami mencoba untuk mengupas proses pembuatan pulp dan proses pembuatan kertas.

1.2.       Rumusan Masalah

a.               Apa yang dimaksud pulp dan kertas?

b.              Bagaimana sifat fisika dan kimia bahan baku pembuatan pulp?

c.               Bagaimana proses pembuatan pulp dan kertas?

1.3.      Tujuan

-          Mengetahui pengertian dari pulp dan kertas

-          Mengetahui sifat fisika dan kimia bahan baku pembuatan pulp

-          Mengetahui proses pembuatan pulp dan kertas

BAB II

PEMBAHASAN

                                    

2.1.        Pengertian Pulp dan Kertas

2.1.1. Pengertian Pulp

Pulp adalah hasil pemisahan serat selulosa dari bahan pencampur (lignin dan pentosa), lignin harus dihilangkan karena dapat membuat kertas mengalami degradasi. Pulp merupakan hasil samping dari bahan padat yang diperoleh dari hasil ekstraksi dari buah, akar, atau tangkai, termasuk biji dan kulit. Pengertian lain pulp adalah residu berbentuk padat yang diperoleh dari hasil sisa pengolahan tanaman atau buah-buahan setelah diambil sarinya.

2.1.2. Pengertian Kertas

Kertas adalah bahan tipis dan rata, yang dihasilkan dari kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya berasal dari bahan alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa. Kertas dikenal sebagai media utama untuk menulis, mencetak serta melukis dan banyak kegunaan lain yang dapat dilakukan dengan  kertas, misalnya kertas pembersih (tissue) yang digunakan untuk hidangan, kebersihan ataupun toilet.

2.2.         Bahan Baku

     Bahan baku berasal dari jenis kayu Accasia Mangium yang akan mengalami beberapa proses untuk menghasilkan pulp.  Bahan baku tersebut dperoleh dari Hutan Tanaman Industri PT. Musi Hutan Persada (PT MHP).

     Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam dan merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi.  Kayu memiliki beberapa sifat yang tidak dapat ditiru oleh bahan lain.

Sifat umum yang terdapat pada kayu adalah :

1.    Semua batang pohon mempunyai pengatur vertical dan sifat simetris radial.

2.    Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam-macam dan susunan selnya terdiri dari senyawa kimia berupa selulosa dan hemiselulosa (unsure karbohidrat) serta berupa lignin (non karbohidrat).

3.    Semua kayu bersifat anisotripic, yaitu memperlihatkan sifat yang berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya (longitudinal, tangensial, dan radial). Hal ini disebabkan struktur dan orientasi selulosa dalam dinding sel, bentuk memanjang sel kayu dan pengaturan sel terhadap sumber vertical dan horizontal pada batang pohon.

4.    Kayu merupakan sesuatu yang bersifat higroskopik, yaitu bertambah kelembabannya akibat perubahan kelembaban dan suhu udara sekitarnya.

5.    Kayu dapat diserang oleh makhluk hidup perusak kayu, dapat juga terbakar terutama kayu dalam keadaan kering. (J.F.Dumanauw, 1990)

Sifat Kimia Kayu

Komponen didalam kayu mempunyai arti penting, karena menentukan kegunaan dari jenis kayu tersebut, pada umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu daun jarum terdiri dari 3 unsur :

a.    Karbohidrat terdiri dari sellulosa dan hemiselulosa

b.    Non karbohidrat yang berupa lignin

c.     Ekstraktif, yaitu yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan

a)    Selulosa

Selulosa adalah bagian utama dari dinding sel kayu. Selulosa adalah suatu polimer karbohidrat yang kompleks yang memilki presentasi komposisi yang sama dengan tepung (kanji) dimana nilai glukosa dapat ditentukan dengan hidrolisis menggunakan asam. Unit molekul penyusunan selulosa adalah glukosa yang merupakan gula. Banyak molekul glukosa yang bergabung bersama-sama membentuk rantai selulosa. Rumus kimia selulosa adalah (C₆H₁₀O₅)n dimana n adalah jumlah unit pengulangan glukosa, n juga disebut derajat polimerasi (DP).

Nilai dari n bevariasi tergantung sumber selulosa yang berbeda. Selama pengolahan pulp dalam digester, derajat polimerisasi akan turun pada suatu derajat tertentu. Derajat polimerasi ini tidak boleh turun terlalu banyak, karena dapat menyebabkan rantai selulosa jauh lebih pendek dan pada akhirnya akan menghasilkan pulp yang kurang bagus.

Selulosa dalam kayu mempunyai nilai derajat polimerisasi rata-rata 3500 dimana selulosa dalam pulp mempunyai rata-rata derajat polimerasi dalam rentang 600-1500. Selulosa adalah polimer lurus tidak bercabang. Rantai selulosa yang berkumpul disebut mikrofil. Beberapa mikrofil membentuk struktur yang lebih besar, yang disebut mikrifibril. Fibril ini bersama hemiselulosa, dengan lignin membentuk serat kayu. Rantai selulosa yang lebih pendek akan memberikan hasil pulp yang encer. Sifat penting pada selulosa untuk pembuatan kertas, antara lain:

1.  Gugus aktif alkohol (dapat mengalami oksidasi)

2.  Derajat polimerasi (serat menjadi panjang)

Makin panjang serat, kertas makin kuat dan tahan terhadap degradasi (panas, kimia dan biologi).

b)   Hemiselulosa

Hemiselulosa juga polimer yang umumnya dibentuk oleh unit-unit gula. Berbeda dengan selulosa, dimana selulosa hanya terdiri dari polimer glukosa. Hemiselulosa adalah polimer dengan 5 gula berbeda yaitu glukosa, manosa, galaktosa, xylosa, dan arabinosa.

Rantai hemiselulosa jauh lebih pendek dibandingkan rantai selulosa karena memiliki derajat polimerisasi lebih rendah. Sebuah molekul hemiselulosa mengandung sampai 300 unit gula. Berbeda dengan selulosa, hemislulosa bukan polimer rantai lurus tetapi polimer bercabang dimana tidak membentuk unsur kristal dan mikrofibril seperti selulosa. Dalam pengolahan pulp, hemiselulosa bereaksi lebih cepat daripada selulosa. Dalam kayu, hemiselulosa kebanyakan ditemukan di sekeliling mikrofibril selulosa, dimana hemiselulosa membantu ikatan selulosa. Dalam pembuatan kertas, hemiselulosa berperan untuk membuat kertas lebih kuat.

c)    Lignin

Lignin merupakan komponen kompleks yang tersusun dari unit-unit phenil propane, amorf, bersifat aromatis dengan densitas 1,3 dan indeks bias 1,6. Berat molekulnya 2000-15000 yang bervariasi menurut spesiesnya. Kadarnya dalam kayu sekitar 20 – 30 %.

Lignin adalah partikel amorf yang bersama selulosa membentuk dinding sel kayu dari pohon. Lignin mempererat material diantara sel, menambah kekuatan mekanis kayu. Lignin adalah polimer tiga dimensi yang sangat bercabang. Unit penyusun  molekul lignin adalah fenilpropan.

Suatu molekul lignin memiliki derajat polimerisasi yang tinggi karena ukuran dan struktur tiga dimensinya. Lignin dalam kayu berfungsi sebagai perekat. Lamela tengah dimana kebanyakan terdiri dari lignin mengikat sel bersama-sama dan memberi bentuk pada kayu. Dinding sel juga mengandung lignin. Dalam dinding sel, lignin bersama hemiselulosa membentuk matriks dimana mikrofibril selulosa disusun.

d)    Eksraktif

Kayu mengandung sejumlah kecil substansi lain yang disebut ekstraktif. Substansi ini dapat diekstraksi dari kayu, baik oleh air ataupun pelarut organik lain, misalnya alkohol atau eter. Asam-asam lemak,asam resin, lilin terpentin dan senyawa-senyawa phenol adalah beberapa kelompok dalam ekstraktif. Komponen ini sangat bercun bagi kehidupan perairan dan mencapai toksik akut dalam efluen industri kertas.

Kebanyakan ekstraktif ini dapat dihilangkan pada proses pembuatan pulp secara kraft. Jika hanya sedikit ekstraktif yang dapat diekstrasi, maka hal ini akan menyebabkan masalah pitch dalam pembuatan pulp dan kertas. Pitch adalah sekumpulan kecil ekstraktif yang tidak terlarut. Pitch ini dapat menyebabkan endapan yang lengket pada peralatan seperti pada penyaringan dan pembuatan lembaran kertas.

Dalam pembuatan pulp pada prinsipnya adalah mengambil sebanyak mungkin serat selulosa yang ada dalam kayu dan menghilangkan lignin serta ekstraktif

.

Distribusi komponen kimia tersebut dalam dinding sel kayu merata, dan kadar selulosa serta hemiselulosanya banyak terdapat dalam dinding sekunder.  Sedangkan lignin banyak terdapat dalam dinding primer dan lamella tengah.  Zat ekstraktif terdapat diluar dinding sel kayu.  Unsur-unsur kimia dalam zat kayu adalah

a.     Karbohidrat 50 %

b.    Hidrogen 6 %

c.     Nitrogen 0,04 –0,1 %

d.    Abu 0,2-0,5%

e.     Sisanya O2

Komponen	Golongan Kayu
	Kayu Daun Lebar (%)	Kayu Daun Jarum (%)
Sellulosa	40-45	41-44
Lignin	18-33	28-32
Pentosa	21-24	8-13
Zat Ekstraktif	1-12	2-0.3
Abu	0,22-6	0,89

Sumber : Vadamecum kehutanan 1976

Sifat Fisik Kayu

Beberapa sifat fisik yang terdapat pada kayu adalah sebagai berikut :

1.    Berat Jenis

Kayu mempunyai berat jenis yang berbeda, yaitu antara 0,2 – 1,8.  Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi beberapa sifat kayu, makin berat kayu maka pada umumnya makin kuat pula kayu tersebut.  Berat jenis kayu ditentukan oleh tebal dinding sel kayu, dan kecilnya rongga sel kayu yang membentuk pori-pori.

2.    Keawetan Alami Kayu

Keawetan alami kayu adalah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsure unsure perusak kayu dari luar, seperti ; jamur, rayap, bubuk, cacing dan lainnya yang diukur dalam jangka tahunan.

3.    Warna Kayu

Ada beberapa macam warna kayu, antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat muda, coklat tua, kehitam-hitaman, dan kemerah-merahan.  Warna pada kayu disebabkan oleh zat pengisi warna.

4.    Higroskopik

Higroskopik adalah suatu sifat yang dapat menyerap atau melepaskan air atau kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh kelembaban dan suhu udara.

5.    Berat Kayu

Berat suatu jenis kayu tergantung dari jumlah zat kayu yang tersusun

2.3.       Proses Produksi

2.3.1. Proses produksi pulp

Bahan baku berasal dari jenis kayu Accasia Mangium akan mengalami beberapa tahap proses dari tahap persiapan hingga akhir menjadi pulp.

Kegiatan utama terdiri dari :

1.    Penyiapan bahan baku (Woodyard and chipyard preparation)

2.    Pemasakan (digesting)

3.    Pencucian (washing and screening)

4.    Delignifikasi (oxygen delignifikasi)

5.    Post Oxygen Washing

6.    Pemutihan (bleaching)

7.    Pengeringan dan pembentukan lembaran pulp (Pulp  drying finishing)

Selain proses produksi diatas terdapat juga proses pendukung yaitu penyiapan bahan kimia (chemical preparation plant)

1.    Penyiapan Bahan Baku

Tujuan dari proses ini adalah untuk menyiapkan bahan baku yang baik dan memenuhi kriteria yang diinginkan sebagai bahan untuk proses pemasakan di unit Digester.  Sedangkan limbah yang dihasilkan dari penyiapan bahan baku berupa limbah padat (13 % Bulk + 3 % Fines) akan digunakan sebagai bahan baku di power boiler.

Bahan baku yang telah dipotong dengan ukuran panjang 2,4 m dan diameter berkisar antara 10-60 cm di area HTI PT. MHP dikirim dengan menggunakan truk kemudian disimpan di area penyimpanan (woodyard) untuk pengeringan secara alami selama 24 hari dan kayu dijaga kering untuk mencegah serangga yang dapat merusak mutu.  Selanjutnya kayu tersebut akan mengalami proses sebagai berikut :

a.    Pengulitan (Debarking)

Proses pengulitan yang efektif sangat diperlukan untuk menjamin kualitas kayu yang baik agar dapat menghasilkan pulp yang bermutu tinggi. Potongan kayu akan dimasukkan ke unit drum barker dengan kapasitas 500 m³/jam. Limbah yang dihasilkan berupa kulit kayu (bark) dan selanjutnya dikirim ke penampungan (hog pile), untuk dijadikan bahan bakar di power boiler.

b.    Pembentukan serpih kayu (Chipping)

Kayu yang telah dikuliti dilewati dengan belt conveyer ke unit chipper untuk dibentuk menjadi serpihan-serpihan yang berukuran seragam, yaitu sekitar 2 cm x 3 cm x 0,2 cm, yang biasa disebut accept size. Selanjutnya dikirim ke tempat penampungan sementara (chipyard) dan dikumpulkan serta dikeringkan disana selama 28 hari.  Sedangkan chip yang berukuran besar (Over Size) dipotong kembali  untuk memenuhi ukuran yang seragam kemudian dikirim ke chipyard.  Bahan baku yang telah diserpih dengan ukuran yang seragam akan mudah dimasak di unit digester, sehingga menghasilkan pulp dengan mutu baik. Limbah dari penyerpihan berupa kayu (sawdust) dan selanjutnya dikirim ke penampungan sisa kayu (hog pile) untuk dijadikan bahan bakar power boiler.

c.     Pengayakan serpih kayu (screening)

  Hanya serpih kayu yang memenuhi syarat saja yang akan dimasak dalam digester. Serpihan kayu yang memenuhi ukuran yang diinginkan dikirim ke tempat penumpukan serpihan kayu (chipple) untuk selanjutnya dimasak diunit digester, tempat penyimpanan serpih tersebut berlantai beton dan dapat menampung 18.000 m³/hari.  Sedangkan serpihan kayu (hog pile) bersama bark dan sawdust dimanfaatkan sebagai bahan bakar di power boiler.

Pemasakan Serpih Kayu (Digester)

a)    Diamondback Chip Bin

Chip yang sudah disaring di woodyard diangkut dengan convenyor masuk ke airlock Feeder yang terpasang dibagian atas chip bin. Airlock feeder dirancang untuk membatasi jumlah udara yang masuk ke chip bin. Sebuah pintu penutup (chip gate) juga dipasang di bagian atas chip bin sebagai pembatas (seal) tambahan untuk mengurangi jumlah udara luar dari chip bin. Chip gate dijaga tertutup oleh pembeban (bandul) hingga tekanan chip melebihi tekanan pembeban lalu chip gate terbuka.  Untuk mencegah terbuangnya gas-gas berbau (meladorous gas) ke udara dari dalam chip bin, NCG di dorong dari daerah penguapan (vapor zone) chip bin lalu dikondensasi di chip bin relief condenser, dan dikirim ke sebuah tempat penampungan NCG. Chip bin mempunyai dua fungsi utama pertama untuk menyediakan waktu tinggal dan kesinambungan pengoperasian Digester selama ada masalah mengenai aliran chip yang masuk ke chip bin. Juga untuk menyediakan waktu tinggal yang diperlukan untuk pemanasan awal yang cukup (presteaming) didalam chip bin.

Untuk memperoleh hasil pulp yang berkualitas, cairan pemasak harus disebarkan (difusse) secara merata dan sempurna masuk ke dalam chip. Cairan pemasak akan tersebar masuk kelubang udara antara serat kayu dengan aksi penekanan (Capilary Action). Saat penetrasi pada sisi chip, udara yang terperangkap menjadi tertekan oleh aksi penekanan kedua sisi dan terjadi penyerapan cairan pemasak, karena itu perlu pengeluaran udara yaitu dengan cara pemasakan awal (presteaming).  Fungsi utama pemasakan awal (Presteming) adalah untuk mengeluarkan gas dan udara dari chip, menaikkan temperature chip kira-kira 88 ⁰C, dan membuat kandungan air (moisture) chip merata, pemanasan (steaming) menyebabkan perluasan panas dari udara yang ada didalam chip sehingga udaranya keluar. Pemanasan yang cukup terhadap chip dapat membantu pengendalian kappa number yang dihasilkan dan mengurangi Reject serta membantu efektifitas penggunaan cairan pemasak. Steam didistribusikan secara merata kedalam chip bin melalui dinding bagian dalam diamond back chip bin. Untuk pemanasan secara terus menerus, diperlukan sedikit waktu tinggal dan aliran steam ke chip bin.  Level chip bin harus dijaga sestabil mungkin pada satu ketinggian yang cukup untuk mengoptimumkan waktu pemanasan awal kondisi operasi normal.

b)   Chip Meter dan Low Pressure Feeder

Chip yang keluar dari chip bin masuk ke chip meter. Bentuk diamondback pada bagian bawah chip bin dibuat untuk mendapatkan aliran chip yang merata masuk kedalam chip meter. Diamondback dari chip bin posisinya tetap, tidak ada bagian yang bergerak. Diamondback dibuat berbentuk geometris untuk membentuk aliran chip masuk ke dalam chip meter. Chip meter adalah alat pengukur (Volumetric) yang digunakan untuk menentukan laju produksi Digester. Chip meninggalkan chip meter masuk ke LP-Feeder. LP-feeder berbentuk bintang yang merupakan pembatas (seal) pemisah antara tekanan atmosfier di chip meter dengan chip bin dan tekanan tinggi di steaming vessel lebih kurang 124 kpa.

c)    Steaming Vessel

Steaming vessel merupakan silinder yang datar (horizontal) yang didalamnya ada screw conveyor. Fungsi utamanya yaitu memisahkan gas dan udara dari dalam chip,  menaikkan temperature chip dan menyeregamkan kandungan air (moisture) dalam chip.  Adapun fungsi kedua adalah untuk menjaga keseimbangan tekanan pada pengisian chip (Chip feeding system). Pemisahan gas dan udara tujuannya adalah supaya chip tenggelam didalam tabung digester untuk mendapatkan ruang gerak chip (chip column) yang didalam digester dan untuk mempermudah penetrasi cairan pemasak masuk ke dalam chip. Untuk mendapatkan pemanasan (steaming) yang lebih efektif, steam masuk melalui bagian bawah steaming vessel melalui beberapa nozzle dari heater inlet.  Noozle utama pada pipa utama saluran masuk (inlet  heater) terdapat saringan.  Hal ini bertujuan untuk menjaga supaya chip tidak terdorong dari steaming vessel ke flash tank saat tekanan tidak seimbang didalam sistem.

d)   Chip Chute dan High Pressure Feeder

Setelah melewati vessel, chip jatuh ke chip chute. Chip chute adalah tabung tegak yang bertekanan (vertical pressure vessel) yang menghubungkan steaming vessel dengan HP-feeder. HP-feeder ini mempunyai rotor dengan 4 kantong pengisi (Pocket helical) yang mengalir dari suatu sisi rotor ke sisi rotor yang lain, dan saling berhubungan satu sama lainnya.  HP-Feeder berputar sesuai dengan arah jarum jam jika dilihat dari ujung penyetelannya.

e)    Sand, In-line Drainer dan Level Tank

Cairan yang dikeluarkan dari pompa Chip chute mengalir ke sand separator, berfungsi untuk memisahkan pasir dari sistem.  Cairan masuk separator melalui bagian bawah outlet, gaya sentrifugal dibentuk oleh pemasukan yang membentuk sudut sehingga membawa pasir ke sekeliling sand separator, menjauhi lubang pengeluaran sehingga memungkinkan pasir  mengendap ke bagian bawah. Cairan yang dikeluarkan dari sand separator mengalir melalui inline drainer level tank dikendalikan untuk menjaga level chip chuter agar tetap konstan (stabil), level chip chute harus dijaga sekitar 40-60%. Inline drainer mempunyai saringan tipe slot untuk mencegah pin chip masuk ke level tank dan menyebabkan masalah di pemasukan pompa make up liquor.  Setelah melewati online drainer, sirkulasi cairan chip chute yang tertinggal dikembalikan ke chip chute di atas level cairan.

f)       Digester

     Pipa sirkulasi bagian atas mengalir chip dan cairan dari pengeluaran HP-Feeder ke top separator di bagian atas Digester dan mengembalikan cairan yang di ekstrak melalui saringan top separator ke pemasukan pompa sirkulasi bagian atas.  Variasi level chip Digester akan mempengaruhi waktu impregnasi, chip column compaction dan aliran cairan ke bawah diperlukan untuk menjaga kestabilan level.  Chip level Digester dikendalikan dengan menjaga keseimbangan antara laju chip masuk Digester dan laju Pulp yang dikeluarkan dari Digester. Pengendalian level chip sangat penting untuk menjamin waktu tinggal (retention time) yang konstan di daerah pemasakan (cooking zone).

     Chip berada di  daerah  impregnasi (impregnasi zone) dimana terjadi penetrasi oleh cairan pemasak (Cooking liquor) selama lebih kurang 30 menit sesuai kapasitas pada temperature lebih kurang 117 di awal impregnasi dan 129 pada akhir impregnasi.

     Dari daerah impregnasi, chip dan cairan terus menerus ke daerah-daerah dibawahnya. Pada akhir impregnasi, solid tersebut turun dan mengalir melalui pusat tabung melewati chip column menuju saringan upper cooking yang ditempatkan di sekeliling diameter bagian dalam shell digester. Cairan mengalir lewat  saringan dan di ekstrak di flash tank.

     Pada daerah pemasakan berlawanan arah, setelah saringan upper cooking, chip masuk ke daerah pemasukan lower. Chip bergerak turun sementara cairan pemasak bergerak ke atas untuk keluar pada saringan upper cooking. Pada daerah pemasakan satu arah terdapat dua baris saringan pada sirkulasi lower. Cairan mengalir melalui saringan plate ke internal header pada masing-masing baris saringan. Lindi putih ditambahkan ke bagian pemasukan pompa lower cooking dan masuk ke sirkulasi cairan cooking. Cairan tersebut dipanaskan di heater sampai lebih kurang 155 ⁰C. Cairan panas dikembalikan ke tengah digester di atas saringan sirkulasi lower melalui pipa sentral. Penambahan white liquor pada sirkulasi lower cooking dan pemasakan menjaga chip dengan konsentrasi kimia yang merata dalam digester. Temperature pemasakan diperbolehkan rendah dan menjaga seluruh pemasakan dengan hati-hati. Pulp dimasak mencapai kappa number rendah sementara kekuatan pulp dipertahankan. Penambahan filtrate cold blow menurunkan konsentrasi solid dalam filtrate selama pemasakan chip.

Lower cooking zone berfungsi sebagai :

a.    Menaikkan temperature cairan pemasak

b.    Menjaga konsentrasi alkali Digester dengan penambahan lindi putih yang baru

c.    Menjaga kestabilan aliran cairan ke Digester untuk menunjang aliran tak searah ke daerah ekstraksi upper dan aliran searah di daerah pemasakan.

d.   Mensidtribusikan filtrate cold blow yang ditambahkan pada bagian pemasukan pompa lower cooking.

Setelah melewati zone pemasakan maka chip akan memasuki zone ekstraksi.  Tujuan dari zona ekstraksi ini adalah mengeluarkan bahan pemasak yang kandungan residual alkali nya sudah rendah yang bisa menyebabkan kappa number yang tinggi dan jumlah shieves yang tinggi pada akhir pemasakan. Aliran ekstraksi masuk ke flash tank 1. Flash steam yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan chip ke streaming vessel dan sisanya masuk ke chip bin. Jumlah flash steam yang dihasilkan tergantung dari jumlah aliran cairan dan temperature cairan ekstraksi. Dari flash tank 1 ke flash tank 2.  Steam dari flash tank 2 dialirkan masuk ke chip bin dan sisanya masuk ke flash steam condenser. Dari ekstraksi zone chip turun masuk ke daerah pencucian yang disebut dengan Hi-heat washing, pada bagian ini juga dilakukan penambahan white liquor. Di sini terjadi counter current. Pada daerah Hi-heat wash dilution factor merupakan perbedaan antara aliran cairan pencuci yang naik dan aliran cairan bersama Pulp yang turun. Cairan pencuci yang naik bervariasi dengan pengaturan aliran cairan ekstraksi. Pada laju produksi yang konstan, penambahan aliran naik, dan aliran akan menambah dilution factor. Dilution factor yang normal adalah 0,5-1,0 ton dari cairan pencuci per ADT pulp pada daerah pencucian. Terlalu rendah dilution factor akan menyebabkan laju pulp turun terhambat. Dilution factor dipertambahkan mengekstraksi cairan yang cukup pada screen ekstraksi. Efisiensi pencucian akan naik dengan menambah temperature pada liquor untuk mempertahankan residu alkali. Di daerah wash sirkulasi terdapat satu baris saringan, aliran cairan melalui plat saringan menuju kedua pipa utama di bagian luar. Setiap saringan dihubungkan dengan salah satu dari kedua pipa utama tersebut.

     Cairan pencuci yang berasal dari tangki Filtrate Pressure Diffuser yang dipompakan ke bagian bawah Digester. Tujuan penambahan cairan ini untuk mendinginkan Pulp sebelum dikeluarkan (Blowing), juga berfungsi untuk menjaga tekanan dibawah digester. Cairan pencuci akan menggantikan cairan pemasak dan juga sebagai pengencer untuk menurukan konsentrasi pulp sebelum keluar sampai 10 %.  Chip yang telah masak dikeluarkan melalui outlet device. Perbedaan tekanan antara Digester bagian dalam dengan outlet device dan blow line akan mengakibatkan chip yang telah masak menjadi serat.

g)    Pressure Diffuser

Setelah pemasakan pulp dikeluarkan dan dikirim ke pressure diffuser untuk dilakukan pencucian yang tujuannya untuk memisahkan Pulp dari cairan hasil pemasakan. Pada pencucian, air pencuci dimasukkan pada sekeliling diffuser kemudian masuk ke dalam pulp lalu naik ke atas saringan ekstraksi. Tinggi naiknya saringan ekstraksi adalah 0,76 m dan kecepatan naiknya diatur 15 % lebih cepat dari kecepatan pulp. Ketika saringan naik ke atas serat-serat akan banyak menempel pada permukaan saringan dan akan dilepaskan degan dua cara, yaitu dengan turunnya saringan yang cepat (kira-kira 0,9 detik) saringan membantu melepaskan serat-serat dari saringan dan karena dari bentuk saringan kerucut, kecepatan turunnya berkurang pada daerah ekstraksi yang mengakibatkan cairan ekstraksi keluar melalui lubang saringan dan mengeluarkan serat-serat yang masuk ke lubang saringan. Stack yang keluar dari pressure diffuser dikeluarkan melalui noozle dibagian atasnya dibantu oleh device scrapper, dan tekanan dalam diffuser harus diusahakan dalam keadaan stabil, cairan pencuci diffuser yang stabil dan cairan ekstraksi yang stabil sangat membantu pengendalian tekanan diffuser.

Pencucian dan Penyaringan

a)    Deknoting

Setelah tahap pemasakan, sebagian besar Pulp masih mengandung knot dan mata kayu yang tidak masak yang harus dipisahkan. Kandungan tersebut harus dipisahkan dari pulp pada awal dari proses. Jika tidak, kandungan tersebut akan mengurangi nilai hasil akhir (final product) dan dapat menyebabkan gangguan pada departemen lainnya.

Pemisahan Knot dilakukan dalam tiga tahap untuk mencapai pemisahan yang efisien. Tujuan utama adalah pemisahan knot dari aliran pulp utama, primary knotter dan mengurangi kandungan Pulp sekecil mungkin terbawa knot pada pemisahan tahap ketiga (Reject dari coarse screen).

     Pada primary knotter, semua knot adalah reject, tapi dalam hal ini masih banyak fiber yang terikut, untuk mengurangi agar fiber tidak banyak terbuang, maka reject dari tahap pertama disaring lagi pada secondary knotter, dimana sebagian dari pulp dipisahkan dari knot sebelum dikirim ke coarse screen, knot dan pulp tuntas dipisahkan dan knot dapat dikirim ke Digester untuk dimasak lagi, sedangkan Pulp dikembalikan ke sistem.

b)   Screening

Screening dilakukan dalam tiga tahap yaitu : primary screening, secondary screening, tertiary screening. Pada primary screen sebagian besar shive adalah Reject, tetapi dalam pemisahan fiber masih banyak yang terikut. Agar tidak banyak fiber atau pulp yang terbuang, maka Reject dari tahap pertama (primary screen) disaring lagi di tahap ketiga (tertiary screen) sebelum dikeluarkan dari sistem melalui Reject press dimana konsistensi bisa mencapai 30 %. Tujuan dipakainya Reject press ini adalah untuk mengurangi kehilangan bahan kimia (chemical loss) dan mempermudah penanganan Reject. Accept dari tahap kedua dan ketiga ini dikembalikan ke inlet dari tahap sebelumnya (cascade).

Bersama-sama shive, pasir juga ikut terbawa oleh aliran Reject screen dan dibawa ke Reject press, karena dalam penngoperasian sebagian besar pasir terbawa aliran accept bersama filtrate. Untuk mencegah penumpukan pasir di dalam sistem, yang akan menyebabkan kerusakan dari peralatan, maka pasir dipisahkan dari filtrate pada sand seperatore.

c)      Brown Stock Washing

Pulp yang dihembus (blown) dari Digester, masih bercampur dengan sebagian cairan pemasak yang mengandung sisa bahan kimia pemasak dan juga lignin yang terlarut dari kayu. Kotoran-kotoran yang terbawa pada pulp tersebut dicuci di brown stock yang dilakukan secara berlawanan arah (Counter Current) dimana air segar hanya digunakan sebagai pencuci di tahap awal pencucian. Dengan cara ini pulp dapat dicuci secara efisien dengan hanya memakai air segar. Banyaknya air segar yang dipakai pada tahap akhir pencucian, tergantung pada dilution factor dari rantai pencucian.

Setelah dari blow tank dan screening room, pencucian brown stock telah mengalami dua tahap, tahapan di Hi-Heat washing zone dari Digester continous dan kemudian di dalam pressure diffuser.

Tahapan ketiga atau tahapan terakhir dari tahapan pencucian brown stock adalah dewatering press setelah O₂ reaktor.

Pada dewatering press, Pulp dicuci dengan filtrate hasil dari pencucian di first post oksigen washer dan pencucian yang terjadi sesuai dengan prinsip pengenceran dan pengentelan (dilution/thickening), sehingga tidak ada penggantian (displacement) didalam dewatering press. Cairan hasil pencucian post oksigen washing bisa ditambahkan sebagai cairan pengencer di awal dewatering flash dan screening room.

Pada dewatering press pulp di press untuk mencapai konsistensi sekitar 30 % dan setelah itu Pulp diencerkan dengan filtrate dari post oksigen press dan screw dilution sehingga menjadi 12 %. Alkali yang digunakan untuk delignification ditambahkan bersama dengan cairan pengencer.

Filtrat yang meninggalkan dewatering press masih mengandung sebagian cairan pencuci di pressure diffuser. Pemisahan dilakukan didalam liquor screw, dari sana filtrate yang bersih disalurkan ke pressure diffuser dan serat yang telah dipisahkan, dikembalikan ke akumulator tank bersama filtrate lainnya.

Delignifikasi Oksigen

Proses oksigen delignifikasi adalah proses untuk mengurangi kandungan lignin dari Pulp coklat (yang belum mengalami proses pemutihan). Setelah mengalami proses oksigen delignifikasi maka bilangan kappa berkurang menjadi 8. Adapun fungsi dari oksigen delignifikasi adalah untuk menghemat bahan-bahan kimia yang mahal di tahap pemutihan dan dalam waktu bersamaan dapat menurunkan dampak terhadap lingkungan.

Proses O₂ delignifikasi dilangsungkan pada kosistensi menengah dengan temperature dan tekanan yang tinggi, sedangkan bahan kimia yang dipakai adalah O₂ dan alkali, dipakai salah satu NaOH atau WL oksidasi. Sebelum masuk ke reactor, Pulp dipanaskan terlebih dahulu dengan menambahkan steam sampai 100 ⁰C.

Delignifikasi berlangsung didalam alian ke atas (up flow) reactor. Dimana waktu yang dibutuhkan (Retention Time) adalah satu jam menurut kapasitas yang dirancang untuk mencegah waktu singkat dalam reactor yang disebabkan Channelling, yang menjadi penyebab pendeknya waktu yang dibutuhkan, maka aliran yang merata dan stabil didalam reactor sangat diperlukan, yang dapat dicapai dengan menjaga konsistensi Pulp sekitar 10 %. Reaksi eksotermis dalam reactor akan mendorong naik temperature beberapa derajat pada aliran pulp yang melalui reactor.

Ketika Pulp masuk oksigen blow tank, steam terdorong dan terlepas sebagai gas buang, karena temperature pulp yang tinggi dan tekanan yang rendah dalam blow tank. Tekanan yang rendah dijaga oleh kondensasi dari steam dalam condenser dan fan pembuangan. Dari fan pembuangan steam gas tersebut dapat dilepas ke udara.

Post Oksigen Washing

Selama proses post oksigen delignifikasi, sebagian besar zat-zat organic dipisahkan dari kayu, bersama-sama sisa dari kayu sebagian alkali. Zat-zat organic dan kimia harus dipisahkan dari Pulp dan didaur ulang di recovery boiler sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku untuk produksi steam, serta untuk mendaur ulang bahan-bahan kimia pemasakan. Dari konsumsi bahan kimia sisa reaksi yang terbawa ke bleaching plant harus sekecil mungkin agar tidak membuang biaya dan menaikkan konsumsi bahan-bahan kimia pemutih yang berbahaya terhadap lingkungan. Pada akhirnya zat-zat organic yang terbawa ke bleaching plant akan diklorinasi dan dengan demikian akan ikut menyokong pengaruh buruk terhadap lingkungan, seandainya dikeluarkan bersama limbah pabrik.

Pencucian di wash oksigen termasuk dengan pencucian di brown stock.  Terdiri dari displacement diantara brown stock. Terdiri dari displacement diantara brown stock HD tower, merupakan bagian dari pencucian counter current. Hanya air segar (fresh water) yang ditambahkan ke second post oksigen fresh. Banyaknya air dikendalikan oleh dilution factor. Filtrate yang berlebihan dari proses kedua digunakan sebagai cairan pencuci wash liquor pada fresh pertama dan kelebihan pertama dari proses pertama untuk mengencerkan screen room diawal dari dewatering press. Ini adalah cara kerja pencucian counter current yang dikembangkan, dimana pulp yang bersih dapat dihasilkan dengan menggunakan sedikit jumlah cairan pencuci. Didalam dua displacement press pulp dicuci dengan pengganti cairan disekeliling Pulp oleh cairan dari tahap pencucian sebelumnya atau dengan air panas. Setelah terjadi penggantian pulp di press sampai mencapai konsistensi 30% dan akhirnya diencerkan ke dalam dilution srew konsistensi mencapai 12 %. Contoh press di atas merupakan gabungan dua prinsip pencucian yang dinamai dengan prinsip displacement dan dilution.

Diantara kedua displacement press, brown stock HD tower ditempatkan sebagai tahap pelepasan bleaching zat-zat organic dari tahap oksigen sehingga lebih mudah dilepaskan secara displacement dalam flash kedua untuk menjamin efisiensi bleaching dalam HD tower dan untuk mencegah lignin terlarut dengan cepat kedalam serat-serat maka pH yang tinggi diperlukan pada post oksigen washing.

Pemutihan (Bleaching Plant)

Pulp yang dihasilkan setelah proses delignifikasi akan mengalami proses pemutihan. Proses pemutihan di PT. Tanjungenim Lestari Pulp and Paper menggunakan proses ECF, yaitu proses pemutihan dengan menggunakan senyawa klor dalam bentuk ClO₂, juga ditambah peroksida untuk meningkatkan derajat keputihan.  Proses pemutihan memiliki urutan-urutan yang terdiri dari tahapan berikut :

1.    Tahap Pemutihan (Do) yaitu menggunakan ClO₂

2.    Tahap Ekstraksi (Eop) yaitu menggunkan NaOH, O₂, H₂O

3.    Tahap pemutihan kembali (D1/D2) yaitu menggunakan ClO₂

Proses pemutihan semuanya berlangsung pada konsistensi medium 10-12 %.  Temperature yang diinginkan untuk tahap-tahap pemutihan antara 60-75 C untuk tahap Do, 60-80 ⁰C untuk  tahap Eo, dan 70-80 % untuk tahap D1/D2.

Dari tahap pencucian terakhir pulp dipompakan ke tower Do yang dipompakan oleh MC-pump yang dilengkapi dengan mixer untuk mempercepat pencampuran pulp dengan menambah ClO₂. Waktu retensi yang dibutuhkan 60 menit pada temperature 50 C pH 1,8-2 dan tingkat kecerahan 50% ISO.  Pulp jatuh dari puncak Do tower melalui pipa vertical dimana pulp diencerkan hingga 8%, kemudian dipompakan kealat press hingga menghasilkan konsistensi 32%. Cairan pengencer kemudian ditambahkan pada conveyor untuk menurunkan konsistensi hingga 12%. Cairan tersebut merupakan recycle dari Eo filtrate.

Proses pengendapan diikuti dengan pencucian Pulp untuk melarutkan bahan kimia berlebih dan lignin yang telah dipisahkan. NaOH dan H₂O ditambahkan ke dalam cairan pencuci tersebut sebagai bahan kimia pengekstrak untuk pemutih pada tahap Eo.  Dari Do press, pulp dipompakan ke tahap Eo melalui pulp heater dan mixe. Tahap Eo terdiri dari tube bertekanan dengan waktu retensi 15 menit serta tower dengan retensi waktu 75 menit. Ekstrak pulp diencerkan hingga konsistensi 8 % pada dasar tower D2 pulp diencerkan kembali hingga 12 %. Dari alat press, Pulp dipompakan ke penampungan HD-Bleached Pulp, dan siap diproses di unit Pulp mesin.

Pengeringan dan Pembentukan Lembaran Pulp

Tahap ini mengelola pulp yang telah menjadi bentuk lembaran Pulp dengan kandungan airnya 10 %. Tahap pembentukan lembaran pulp PT. Tanjungenim Lestari Pulp and Paper dirancang dengan kapasitas 1430 ton/hari dengan menggunakan bahan baku kayu acasia mangium.

Proses pembuatan lembaran Pulp melewati beberapa tahap :

1.    Tahap penyaringan (screening)

2.    Tahap pengurangan kadar air (wet end)

3.    Tahap pengeringan akhir (dryer)

4.    Tahap pembentukan gulungan

1.    Tahap Penyaringan (Screening)

Tahap penyaringan adalah salah satu unit untuk memisahkan kotoran yang terkandung dalam pulp dengan menggunakan perbedaan berat jenis dan memberikan tekanan fluida masuk ke dalam penyaringan untuk menghasilkan gaya sentrifugal.  Bahan yang telah diputihkan dipompakan ke heat density tank (HDT) untuk dilakukannya pengenceran Pulp, sehingga mempunyai konsistensi 4% pada bagian bawah tanki, kemudian pulp dipompakan lagi ke low kosistensi tank, sedangkan Reject yang masih mengandung Pulp masuk ke penyaringan tahap 2 (second screen) dan accept dari penyaringan kedua masuk kembali ke penyaringan pertama, sedangkan kotorannya ditampung pada tangki penampungan.

2.    Tahap Pengurangan Kadar Air

Proses pengurangan kadar air dari Pulp yang masih berbentuk bubur dilakukan dengan cara memasukkan Pulp di atas wire sehingga air akan jatuh dengan gaya gravitasi. Bahan dipompakan ke machine Chest untuk diencerkan sehinggga mencapai konsentrasi 2,8%, selanjutnya Pulp dari machine chest dipompakan ke fan pump yang berfungsi untuk menstabilkan konsentrasi Pulp. Sehingga mempunyai konsentrasi 1,0-1,5% dan bahan dipompakan ke head box, kemudian Pulp dialirkan di atas wire (fourdriner) pada proses ini terjadi pengurangan air secara gravitasi dan pengisapan dengan menggunakan vakum sistem air dan hasil pengurangan di wire ditampung untuk digunakan kembali pada proses penyaringan dan pemutihan. Pulp yang dihasilkan pada proses ini mempunyai konsistensi 35% dan kedua sisinya dipotong untuk merapikan lembaran dengan lebar 7,8 m, lalu lembaran itu ditransferkan ke press part. Pada tahap proses pengurangan kadar air dilakukan dengan cara pengepresan dimana airnya diserap lewat felt bagian atas dan bawah yang juga berfungsi sebagai penghantar pulp.  Pada felt dipasang suction box yang dihubungkan dengan vakum sistem untuk menyerap air. Dryness akhir pada proses pengurangan air 40-50% dan siap ditransfer ke dryer.

3.    Tahap Pengeringan Akhir (Dryer)

Sewaktu lembaran yang ditransfer dari press part bergerak melewati dryer, udara panas secara continue dihembuskan pada permukaan atas dan bawah lembaran Pulp, udara panas ini menyebabkan air yang berada pada lembaran Pulp menguap. Ketika lembaran Pulp bergerak diantara blow box, udara dihembuskan ke dalam blow box pada bagian atas dan bawah. Fungsi dari blow box adalah untuk menjaga lembaran Pulp agar tetap mengambang dari permukaan blow box serta membantu penguapan air, sedangkan blow box pada bagian atas berfungsi sebagai penyempurna penguapan air pada lembaran Pulp.

Lembaran yang telah sampai Di outlet dryer ditampung pada pulp 2 untuk diencerkan kembali sehingga konsentrasinya 3,5-4% dan dipompakan ke broke storage tank. Pada proses selanjutnya lembaran pulp siap ditransferkan ke layboy untuk dipotong menjadi lembaran bale. Proses penyabungannya adalah memakai cross cutter di mana potongan selebar 30 cm.

4.    Tahap Pembentukan Gulungan

Lembaran Pulp yang sudah dipotong ditumpuk pada suatu peralatan yang disebut layboy, berupa bale yang sudah siap ditimbang, dipress dan dibungkus. Bale finishing merupakan proses akhir dari Pulp mesin dimana bale yang keluar dari layboy diteruskan ke timbangan bale yang ditimbang untuk seberat 260 kg/bale, lalu bale tersebut di press di bale press mesin dengan tekanan 1000 KN dengan tujuan untuk mengurangi ketinggian bale dan untuk memadatkan bentuk bale itu sendiri menjadi ketiggian 52 cm. Kemudian bale yang telah di press dibungkus dengan wrapper mesin.  Unit bale yang telah diikat rapi diteruskan ke gudang penyimpanan dengan menggunakan peralatan Fork Lift dan siap untuk dipasarkan.

Chemical Preparation Plant

Untuk memenuhi kebutuhan bahan kimia pada proses di pabrik pulp, PT Tanjung enim Lestari Pulp and Paper akan memproduksi sendiri bahan-bahan kimia di unit chemical plant. Bahan kimia yang dihasilkan dari chemical plant adalah NaOH, HCl, ClO₂, dan O2. Sedangkan bahan baku yang diperlukan untuk proses di chemical plant adalah garam (NaCl) dan Na₂CO₃.

a.    Chlor Alkali Plant

Dalam proses ini digunakan bahan baku NaCl yang direaksikan dengan air, dan reaksinya sebagai berikut :

2 NaCl  + 2 H₂O    →     2 NaOH   + H₂  + Cl₂

Kondisi operasi pada reaksi diatas adalah :

1.    Temperature : 770 ⁰C

2.    Konsentrasi   : 290-310 gr/l

NaOH yang dihasilkan masuk ke cooking bleaching plant, sedangkan Cl₂ yang dihasilkan untuk mensintesa HCl. 

b.    ClO₂ Plant

NaClO3 yang dihasilkan dari NaClO₃ plant dialirkan kedalam ClO₂ plant, selanjutnya dalam suasana asam NaClO₃ tersebut mengalami proses reduksi menghasilkan ClO₂ dan hasil samping berupa Cl₂.

Reaksi yang terjadi dalam proses ini adalah :

2 NaClO₃  + 4 HCl   →  Cl_2(g)  + 2 NaCl_(l) + H₂O_(l)  + 2 ClO_2(g)

ClO₂ yang dihasilkan kemudian diserap dalam air untuk selanjutnya digunakan dalam proses bleaching. Sedangkan hasil samping yang berupa Cl₂ tersebut dialirkan dalam HCl plant. Hasil samping lainnya adalah NaCl dikirimkan kembali ke NaClO₃ plant.

c.     NaClO₃ plant

Pada unit ini dilakukan elektrolisa larutan garam NaCl untuk menghasilkan NaClO₃ yang akan digunakan sebagai bahan pembuatan ClO₂ pada ClO₂ plant. Garam yang digunakan dalam unit NaClO₃ ini sebagian berupa hasil samping dari ClO₂ plant dan sebagian lagi merupakan garam murni yang dipersiapkan. Selain menghasilkan NaClO₃ sebagai hasil utama, dari unit ini juga dihasilkan H₂ yang selanjutnya dialirkan kedalam HCl Plant.

Reaksi yang terjadi dalam proses ini adalah :

NaCl_3(l)  + 3 H₂O         NaClO₃ + 3 H₂

Kondisi operasi pada pembuatan NaClO₃ adalah :

Temperature         : 80 ⁰C

Ph                         : 5,8 – 6,4 dengan hasil gas O₂ 2 % dan Cl₂ 0,5 %

d.    HCl Plant

Reaksi antara Cl₂ dengan H₂ akan menghasilkan HCl yang selanjutnya digunakan dalam proses reduksi pada ClO₂ plant

Reaksi yang terjadi dalam proses ini adalah :

H_2(g)  + ClO₂  →   2 HCl

Dalam proses ini diterapkan pula nitrogen purge system untuk mengurangi bahaya ledakan. Dalam penyiapan bahan kimia ini, Cl₂ yang dihasilkan dari HCl plant tidak digunakan dalam proses pemutihan, melainkan hanya merupakan bahan yang digunakan untuk memproduksi ClO₂. ClO₂ inilah yang selanjutnya digunakan sebagai bahan kimia dalam proses pemutihan.

2.3.2. Proses produksi Kertas (Paper Machine)

Stock Preparation

Stock preparation adalah proses mengkondisikan bubur kertas sedemikian rupa sehingga serat siap untuk diproses pada mesin kertas sesuai dengan target produktivitas, efisiensi dan kualitas kertas yang ingin dicapai. Pada bagian ini juga berfungsi untuk meramu bagan baku, seperti menambahkan pewarna untuk kertas (dye), menambahkan zat retensi, menambahkan filter (untuk mengisi pori-pori diantara serat kayu), dan lain-lain. Bahan yang keluar dari bagian ini disebut stock (campuran pulp, bahan kimia dan air).

Bubur kertas pada tahapan ini banyak mnegandung air dilakukan dalam kondisi basah atau wet end, untuk memudahkan proses dan menjadi media proses itu sendiri. Pada puncaknya di bagian Head Box, kandungan air bisa sekitar 99.5% sementara sisanya 0.5% yang disebut stock adalah serat dan bahan penambah lainnya (wet end additives).

Paper Machine Processes

Secara kondisi stock atau bubur kertas diproses, maka proses di mesin kertas dibagi dua, yaitu wet end dan dry end. Urutan prosesnya yaitu:

a.     Beater

Bila digunakan pulp kering, maka pabrik menggunakan Pulp beater, dimana pulp yang kering dimasukkan kedalam tangki penghancur dan dicampur air untuk dibasahkan sebelum campuran bubur masuk refiner.

b.    Refiners

Alat penghalus serat dimana bubur kertas dipotong dan dihancurkan kecil-kecil. Proses ini bertujuan meningkatkan property kekuatan dan ‘bonding’ serat (bersatunya serat satu sama lain). Gambar disamping menggunakan Jordan Refiner dimana proses ‘Jordaning’ terjadi dimana bubur kertas diuraikan, dipotong dan distribusi rata. System Jordan memompa dan mendesak campuran bubur melewati rongga yang sangat sempit dalam proses penghalusan serat.

c.     Cleaners

Alat pembersih serat, dimana serat pulp yang bersih akan terangkat ke atas dan kotoran yang lebih berat akan turun ke bawah tabung pembersih. Alat pembersih ini menggunakan ‘centrifugal force’ (kekuatan putar) menyebabkan material yang berat dan solid kehilangan momentum pada sisi dinding dalam cleaner. Efek ini membuat material berat tadi lebih cepat turun ke bawah tabung dibanding fiber yang ringan. Sebelum fiber masuk ke Headbox, serat disaring kembali dengan screener untuk mendapatkan serat dan bahan yang lain yang seragam agar siap didistribusikan pada mesin pembentuk lembaran kertas selanjutnya.

d.    Headbox

Bubur kertas yang bersih dan bercampur degan filler dan kimia penambahn lainnya atau disebut stock, kemudian dicampur dengan air untuk membuat ‘furnish’. Furnish adalah 99.5% air dan 0.5% stock. Furnish disalurkan kedalam Headbox, dimana regulasi sedemikian rupa agar stock terdistribusi merata disepanjang box dan stock tidak bergumpal.

e.     Wire

Berfungsi membentuk bentangan lembaran kertas dengan menyaring furnish terhadap air yang menjadi media pembawa. Air disaring sedemikian rupa lewat lubang halus (mesh) permukaan wire, dan furnish terdiri dari serat dan filler tertahan diatasnya.

f.     Press Part

Berfungsi untuk membuang air dari web sehingga kadar padatnya mencapai 50%. Hasilnya masuk ke bagian pengering (dryer). Cara kerja press part ini adalah kertas masuk diantara dua roll yang berputar. Satu roll bagian atas diberi tekanan sehingga air keluar dari web. Bagian ini dapat menghemat energy, karena kerja dryer tidak terlalu berat (air sudah dibuang 30%).

g.    Dryer

Berfungsi untuk mengeringkan web sehingga kadar airnya mencapai 6%.

h.    Pop Reel

Hasil yang telah masuk ke dalam dryer kemudian masuk ke dalam pop reel sehingga berbentuk gulungan kertas yang besar (paper roll). Paper roll ini yang dipotong-potong sesuai ukuran dan dikirim ke konsumen.

2.4.       Produk

Adapun produk yang dihasilkan pada PT Tanjungenim Lestari Pulp and Paper adalah berupa lembaran bubur kertas, karena dalam lembaran akan lebih mudah untuk dipasarkan dan lebih efisien.

Spesifikasi dari Pulp

PARAMETER		UNIT	TINGKATAN
			PRIMER	SEKUNDER		REPULP
			A	AB	B	R
Spesifikasi	Keputihan	% ISO	≥ 89	≥ 89	≥ 85	< 85
	Pengotor	Ppm	≤ 2	≤ 2	≤ 10	> 10
Parameter Fisika			Memenuhi seluruh standar parameter	Memenuhi seluruh standar parameter

Standar sifat-sifat fisik pulp

Parameter fisika
Parameter	Unit	Standar
Bulk	Cm3/g	12
Daya rentang	Nm/g	70
Tear index	mN (g/m2)	7,3
Burst index	kPa / (g/m2)	4,5
Light scat	m2 / kg	28
Brightness	%	> 89
Dirt	Ppm	< 2

Standar sifat-sifat kimia pulp

Parameter kimia
Parameter	Unit	Standar
Ash	%	0,3
Ekstraktif	%	0,5
AOX	Ppm	100                                    - 150

2.5.       Kualitas dan Klasifikasi Kertas

Mengenal Penggolongan Jenis dan Nama Kertas menurut ‘Tappi’, yang pada intinya mengacu pada Technical Informastion Paper-‘TIP 0404-36 Paper Grade Classification’, dimana ada 12 jenis kertas.

1.    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 38-52 g/m². Disamping itu, jenis kertas lainnya adalah kertas untuk direktori (seperti yellow page), computer paper, catalog dan ‘advertising supplements’ (brosur sisipan yang umunya dicetak dengan sistem rotogravure).

2.    Coated Groundwood

Kertas jenis ini paling tidak mempunyai 10% pulp mekanis (umunya 50-55% groundwood) dengan sisanya menggunakan pulp kimia. Kategori kertas ini di USA masuk dalam kertas No. 5 ‘enamel paper’ (kertas coated dengan brightness – tingkat kecerahan paling rendah, sekitar 80%) dan kertas No. 4 (brightness sekitar 85%), keduanya mempunyai lapisan ‘coating’ pigmen di kedua sisi.

Umumnya kertas ini berwarna kekuningan karena banyak pulp mekanis dan mempunyai gramatur dari 45-130 g/m². Kertas ini umumnya ditemukan pada kegunaan kertas dengan mesin cetak letterpress dan offset, seperti LWC (Light Weight Coated) kertas-kertas yang mempunyai lapisan coating rendah sekitar 7-10 g/m² dan kertas coated untuk majalah.

3.    Uncoated Woodfree

Kertas jenis ini mempunyai kandungan pulp mekanis lebih rendah dari 10%, umumnya bisa 0% dan tidak mempunyai lapisan coating pigmen sama sekali. Kegunaan kertas ini termasuk ‘office paperrs’ (formulis, kertas fotokopi, kertas buku tulis dan kertas amplop), kertas carbonless (NCR) dan kertas cetak yang biasa disebut dengan HVS untuk brosur, selebaran, iklan, dan bahkan kartu pos bila tebal. Jenis kertas ini juga sering disebut ‘printing, writing and book papers’.

4.    Coated Woodfree

Jenis kertas ini juga mengandung kurang dari 10% pulp mekanis, tetapi mempunyai lapisan coating pigmen baik dua sisi atau satu sisi. Di USA, kertas ini disebut kertas No. 1-3 enamel (dimana kertas coated dengan tingkat kecerahan berkisar antar 88-96%). Di pasar lokal di Indonesia, sering disebut Art Paper dan Art Board yang mempunyai lapisan coating dua sisi yang berkisar antara 20-35 g/m². Kertas C1S Label masuk dalam ketagori ini dimana hanya mempunyai lapisan coating disatu sisi. Gamatur kertas berkisar antara 70-300g/m². Art Paper umumnya mulai dari 70-150 g/m², sementara Art Board mulai dari 170-300 g/m². Kegunaan paling umum adalah untuk majalah, buku, cetak komersial dengan mutu yang tinggi dan mahal karena tingkat kecerahan yang relative tinggi dibanding kertas uncoated groundwood.

5.    Kraft Paper

Kertas kraft arti harfiahnya adalah kertas kuat, mempunyai empat kegunaan utama, antara lain:

a.    Kertas bungkus (wrapping) seperti untuk bungkus kertas plano, kertas bungkus nasi, dll.

b.    Kantong (bag/sack) seperti kantong belanja atau ‘shoping bag’.

c.    Karung (shipping sack) seperti karung atau kantong semen.

d.   Berbagai fungsi ‘converting’.

Gramatur berkisar antara 50-134 g/m². Pulp kertas yang dipakai bisa melalui proses pemutihan atau tidak. Bila tidak diputihkan maka akan berwarna cokelat.

6.    Bleached Paperboard

Pulp kertas yang dipakai adalah bleached sulfate dan kegunaan utamanya adalah folding karton – untuk membuat box, dan kertas karton susu atau juice. Karena bleach maka warna kertas Koran ini putih dan sekitar setengah jumlah produksi adalah coated. Biasanya di pasar USA, kertas ini disebut dengan SBS (Solid Bleached Board). Gramaturnya bervariasi mulai dari 200-500 g/m². Golongan jenis kertas ini termasuk untuk membuat gelas kertas, piring kertas, karton tebal cetak, tag stock (kertas karton untuk gantungan), kartu computer, file folders (map folio) dan kartu indeks (kartu index nama). Dipasar lokal sering ditemukan sebagai C2S Board atau C1S Board tergantung jumlah sisi yang mempunyai lapisan coating pigmen.

Di pasar lokal sering ditemukan Ivory Board yang bisa dikategorikan nama jenis kertas ini. Namun, sebetulnya sedikit berbeda karena kertas dicampur dengan pulp mekanis, jadi warna agak sedikit kekuningan bila dibandingkan SBS. Ivory  juga terdiri dari beberapa lapisan kertas yang digabung menjadi satu, sementara SBS hanya satu lapisan yang tebal saja. Tidak jarang mungkin mendengar SBS yang bubur kertasnya adalah pulp kimia seperti SBS tetapi mempunyai susunan yang berlapis layaknya Ivory.

7.    Unbleached Paperboard

Kertas karton ini tidak diputihkan dengan bleaching dan diproduksi dari vorgin kraft (pulp kimia dengan serat no-recycle) atau bubur kertas dengan proses semi-kimia sulfit yang netral. Produk utama adalah lineboard, jenis kertas yang digunakan untuk membuat ‘corrugated containers’ (corrugated box yang biasanya berwarna cokelat). Berat gramatur umumnya 130-450 g/m². Corrugating medium atau kertas medium juga termasuk ke dalam kategori ini yang dibuat dengan sebagian campuran kertas recycle.

8.    Recycled Paperboard

Pulp yang digunakan terdiri atas kertas recycle atau kertas daur ulang. Jenis kertas ini meliputi rentang variasi kertas yang luas mulai dari kertas medium untuk corrugated box, folding boxboard atau clay coated news black atau sering disebut sebagai duplex atau triplex, setup boxboard layaknya duplex tetapi uncoated dan berbagai jenis kertas dan kertas karton. Juga gypsum liner yaitu kertas yang digunakan sebagai pelapis luar gypsum board, kertas untuk ‘core tube’ dan lain sebagainya.

9.    MG Kraft Specialties

Kertas jenis ini mempunyai permukaan dengan penampakan yang licin seperti kaca (glaze) dimana kertas tersebut diproduksi di atas mesin yang mempunyai silinder pengering/pemanas yang diameternya sangat besar. Di pasar lokal sering disebut sebagai kertas Litho, Doorslag. Jenis kertas lainnya seperti kertas dasar (base paper) untuk wax paper, kertas bungkus, carbonizing dan kraft specialties.

10.                        Tissue

Bubur kertas yang dipakai untuk tisu adalah pulp kimia yang di-bleach dengan tambahan bisa 50 atau lebih pulp mekanis. Mayoritas kertas tisu digunakan untuk produk sanitari seperti tisu gulung, towel, bathroom, napkins, dan lain-lain. Gramatu mempunyai rentang antara 13-75 g/m². Jenis kertas ini diproduksi dengan system Through Air Dried (TAD) atau mesin kertas Yankee (silinder pemanas yang diameternya sangat besar) yang mempunyai wet atau dry crepe operation.

11.                         Market Pulp

Pulp atau bubur kertas juga dikategorikan sebagai kertas yang dibagi jenisnya berdasarkan jenis kayu, proses pembuatan pulp dan proses pemutihan (bleaching). Bubur kertas dijual dalam bentuk lembaran, bal dan gulungan.

12.                        Others

Kategori lain-lain digunakan untuk jenis kertas yang tidak masuk dalam 11 golongan kertas di atas. Kurang dari 5% jumlah kertas di dunia masuk dalam kategori ini, jadi sebenarnya relative kecil. Contohnya seperti kertas handboard, asbestos board, kertas rokok, condenser, kertas bible, glassine, kertas tahan minyak, kertas release untuk sticker dan kertas yang tersusun dari serat tumbuhan bukan pohon (seperti kertas serat pisang abaca, dan lain-lain).

Jenis kertas yang tersedia di pasaran dapat dibedakan menurut fungsi, tekstur, ukuran, ketebalan dan warnanya.

Berdasarkan fungsinya, kertas dapat digunakan untuk fungsi yang sangat beragam salah satunya sebagai bahan dasar pembuatan produk fungsional, seperti:

·      Kertas kado, buku tulis, tas kertas, pembungkus, majalah, poster, brosur dan lain sebagainya atau sebagai bahan dasar pembuatan produk kriya, seperti kotak kado, bingkai foto, kertas daur ulang, kartu ucapan, topeng kertas dan lain-lain.

·      Kertas juga dimanfaatkan sebagai medium artistik untuk membuat patung dan karya seni lainnya.

Secara visual, jenis kertas dapat dibedakan menurut sifat permukaan atau teksturnya, yaitu:

Ø Kertas yang permukaannya halus (kertas gambar, kertas marmer, karton manila, kertas HVS, kertas tissue dan lain-lain).

Ø Kertas yang permukaannya kasar (kertas roti, kertas daur ulang, kertas merang, kertas kraft dan lain-lain).

Ø Kertas yang bergelombang (corrugated paper) dan sebagainya.

2.6.       Neraca Massa Pembuatan Kertas

     Pembuatan kertas menggunakan mesin fourdrinier, pada dasarnya hanyalah pengurangan kadar air dan tidak terjadi reaksi.

wire

  1500 kg (A)                                                   C = .......Kg

            Pulp  0,5%                                                       Pulp  20%         

Air    99,5%                                                     Air  80%

                                                            White Water (B) =......Kg

·       Persamaan Neraca Massa tanpa reaksi

                        Laju masuk = laju keluar + akumulasi

                                   A = B + C

Kandungan Pulp dan air di A ( Input)

            Pulp =   x 1500 Kg = 7,5 Kg

            Air    =   x 1500 Kg  = 1.492,5 Kg

Neraca Massa

·         Air

99,5% A                      = 100% B + 80% C

0,995 A                       = B + 0,8 C

 0,995 . (1500) Kg       = B + 0,8 C

1.492,5 Kg                  = B + 0,8 C..................................(1)

·         Pulp

0,5% A                        = 0% B + 20% C

0,005 A                       = 0% B + 0,2 C

0,005 (1500) Kg          = 0,2 C

7,5 kg                          = 0,2 C

C                                 = 37,5 Kg.....................................(2)

Masukkan nilai C ke dalam persamaan (1)

            Sehingga didapatkan

                        1.492,5 Kg      = B + 0,8 C

                        1.492,5 Kg      = B + 0,8 (37,5) Kg

                                    B         = 1.462,5 Kg

Kandungan Pulp dan air di B

Kandungan Pulp 20% =  x 37,5 Kg = 7,5 Kg

Kandungan Air   80% =  x 37,5 Kg = 30 Kg

Neraca massa

Komponen	Input (Kg)	Output (Kg)
Pulp Air White Water	7,5 1.492,5 -	7,5 30 1.462,5
Total	1.500	1.500

PRESSURE ROLL WIRE

A (37,5 kg)                                          C = ........kg

Pulp 20% = 7,5 Kg                                         Pulp 40 % =......Kg

Air    80% = 30 Kg                                         Air  60%   =......Kg

                                                       White Water (B) = ......Kg

·         Persamaan Neraca Massa tanpa reaksi

                        Laju masuk = laju keluar + akumulasi

                                   A = B + C

Neraca Massa

·         Air

80% A             = 100% B + 60% C

0,8   A             = B + 0,6 C

0,8 (37,5) Kg   = B + 0,6 C

30 Kg              = B + 0,6 C..................................(1)

·         Pulp

20% A             = 0% B + 40% C

0,2 A               = 0% B + 0,4 C

0,2 (37,5) Kg   = 0,4 C

7,5 kg              = 0,4 C

C                     = 18,75 Kg............................................(2)

Masukkan nilai C ke dalam persamaan (1)

            Sehingga didapatkan

                        30 Kg              = B + 0,6 C

                        30 Kg              = B + 0,6 (18,75) Kg

                        B                     = 11,25 Kg

Kandungan Pulp 40% =  x 18,75 Kg = 7,5 Kg

Kandungan Air   60% =  x 18,75 Kg = 11,25 Kg 

Komponen	Input (Kg)	Output (Kg)
Pulp Air White Water	7,5 30 -	7,5 11,25 18,75
Total	37,5 Kg	37,5 Kg

SUCTION ROLL WIRE

A (18,75 kg)                            C = ..............kg

Pulp 40% = 7,5 Kg                             PulP 60 % =......Kg

Air 60% = 11,25 Kg                           Air  40%    =......Kg

                                                       White Water (B) = ......Kg

·         Persamaan Neraca Massa tanpa reaksi

                        Laju masuk = laju keluar + akumulasi

                                   A = B + C

Neraca Massa

·         Air

60% A                         = 100% B + 40% C

0,6 A                           = B + 0,4 C

0,6 (18,75) Kg             = B + 0,4 C

11,25 Kg                     = B + 0,4C..................................(1)

·         Pulp

40% A                         = 0% B + 60% C

0,4 A                           = 0% B + 0,6 C

0,4 (18,75) Kg             = 0,6 C

 7,5 kg                         = 0,6 C

C                                 = 12,5 Kg............................................(2)

Masukkan nilai C ke dalam persamaan (1)

            Sehingga didapatkan

                        11,25 Kg         = B + 0,4 C

                        11,25 Kg         = B + 0,4 (12,5) Kg

                                    B         = 11,25 Kg - 5 Kg

                                    B         = 6,25 Kg

Kandungan Pulp 60% =  x 12,5 Kg = 7,5 Kg

Kandungan Air   40% =  x 12,5 Kg = 5 Kg

Komponen	Input (Kg)	Output (Kg)
Pulp Air White Water	7,5 11,25 -	7,5 5 6,25
Total	18,75 Kg	18,75 Kg

DRYER WIRE

A = 12,5 Kg                                                                                         C = ......... Kg

Pulp 60% = 7,5 Kg                             PulP 99,5 % =......Kg

Air    40% = 11,25 Kg                                    Air  0,5%    =......Kg

                                                       White Water (B) = ......Kg

·         Persamaan Neraca Massa tanpa reaksi

                        Laju masuk = laju keluar + akumulasi

                                   A = B + C

Neraca Massa

·         Air

40% A             = 100% B + 0,5% C

0,4   A             = B + 0,005 C

0,4 (12,5) Kg   = B + 0005 C

5 Kg                = B + 0,005C..................................(1)

·         Pulp

0,6% A            = 0% B + 99,5% C

0,6 A               = 0% B + 0,995 C

0,6 (12,5) Kg   = 0,995 C

 7,5 kg             = 0,995 C

C                     = 7,537 Kg...........................................(2)

Masukkan nilai C ke dalam persamaan (1)

            Sehingga didapatkan

                        5 Kg    = B + 0,005 C

                        5 Kg    = B + 0,005 (7,537) Kg

                        B         = 5 Kg - 0,037685 Kg

                        B         = 4,962315 Kg

Kandungan Pulp 99,5% = x 7,537 Kg = 7,499315 Kg

Kandungan Air   0,5% =  x 7,537 Kg = 0,037685 Kg      

Komponen	Input (Kg)	Output (Kg)
Pulp Air White Water	7,5 5 -	7, 499315 0,037685    4,962315
Total	12,5 Kg	12,499315 Kg

FINISHED PAPER

            Pada proses ini hanya terjadi penghalusan permukaan pulp / finished paper dan penggulungan kertas dalam ukuran besar (calendering roll).

            White water Total       = 1.462,5 Kg + 18,75 Kg + 6,25 Kg + 4,962315 Kg

= 1.492,462315 Kg

            Pulp (produk)              = 7,499315 Kg

Air ( H₂O Produk)      = 0,037685 Kg

Neraca Massa Total (dari keseluruhan proses ) = 1.499,962315 Kg

Tabel neraca massa dari keseluruhan proses

Komponen	Input (Kg)	Output (Kg)
Pulp Air White Water	7,5 1.492,5 -	7,499315 0,037685 1.492,462315
Total	1.500 Kg	1.499,962315 Kg

BAB III

PENUTUP

Simpulan

Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat (kayu maupun non kayu) melalui berbagai proses pembuatannya (mekanis, semikimia dan kimia). Sedangkan kertas adalah produk pulp yang telah diproses untuk menjadi sebuah kertas. Adapun proses pembuatan pulp sampai menjadi kertas meliputi:

1.      De-Barker

2.      Chipping

3.      Digester

4.      Bleaching

5.      Mesin pembuat kertas, meliputi:

-          Stock Preparation

-          Pembersihan dalam Cleaner

-          Headbox (wet end and dry end)

-          Pressing

-          Pengeringan