PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

42
PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES PEMUTIHAN DI PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk PORSEA KARYA ILMIAH ROMASTA MALAU 142401006 PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2017 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Transcript of PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

Page 1: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES PEMUTIHAN

DI PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk

PORSEA

KARYA ILMIAH

ROMASTA MALAU

142401006

PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2017

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 2: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES PEMUTIHAN

DI PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk

PORSEA

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar

Ahli Madya

ROMASTA MALAU

142401006

PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2017

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 3: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

PERSETUJUAN

Judul : Penentuan Bilangan Kappa Pulp Hasil Proses

Pemutihandi PT.Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea

Kategori : Karya Ilmiah

Nama : Romasta Malau

Nim : 142401006

Program Studi : Diploma 3 Kimia

Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera

Utara

Disetujui Medan, Agustus 2017

Disetujui Oleh: Program Studi D3 Kimia Pembimbing Dr. Minto Supeno, MS Prof. Dr. Harlem Marpaung NIP. 196105091987031002 NIP : 194804141974031001 Disetujui Oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si. NIP. 197404051999032001

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 4: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

PERNYATAAN

PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES PEMUTIHAN

DI PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk

PORSEA

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali

beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2017 Romasta Malau 142401006

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 5: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang

senantiasa memberikanhikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Penentuan Bilangan Kappa Pulp Hasil

Proses Pemutihan di PT.Toba Pulp Lestari, Tbk PORSEA” dengan tepat waktu.

Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan

program studi Diploma-III Kimia di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam Universitas Sumatera Utara.

Penulis menyadari akan keterbatasan yang dimiliki, begitu banyak bimbingan

bantuan, serta motivasi yang diberikan dalam proses penyusunan tugas akhir ini .

Oleh karena itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : Ibu Dr.Cut

Fatimah Zuhra,M.Si selaku Ketua Departemen Kimia, Bapak Dr. Minto Supeno,

MSselaku Ketua Prodi D3 Kimia, Dra.Nurhaida Pasaribu, M.Si selaku Sekretaris

Prodi D3 Kimia. Bapak Prof. Dr. Harlem Marpaung selaku Dosen Pembimbing

yang penuh kesabaran membimbing, mengarahkan dan memberikan motivasi

kepada penulis selama proses penyusunan skripsi ini, Bapak Dr. Kerista

Sebayang, Ms selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara, seluruh staf pengajar Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara khususnya jurusan kimia.

Selanjutnya pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih

yang sebesar- besarnya kepada Alm.Ayahanda Kristen Malau(+)dan Ibu

Maniur Nababan yang telah memberikan kasih sayang dan doa restunya dengan

ikhlas kepada penulis , serta dukungan baik secara materi maupun moril sehingga

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 6: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

dapat menghantarkan penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini. Bapak

Arlodis Nainggolan selaku pembimbing Praktek Kerja Lapangan dan seluruh

karyawan yang ada di laboratorium PT.Toba Pulp Lestari,Tbk Porsea yang telah

banyak memberikan bimbingan , ilmu dan motivasi terhadap penulis dalam

menyelesaikan Praktek kerja Lapangan dan kepada saudara dan saudari penulis,

Gokmauli, Lasma, Martua, Bernadette, Kaicha, dan Dominika dan juga kepada

sahabat – sahabat penulis, Rebecka Oktalia Purba, Ningsi Situmorang, Mawar

Siboro, Putri Manurung dan terkhusus kepada Ady Try Faris Nadeak yang selalu

memberi motivasi kepada penulis serta teman – teman mahasiswa D3 Kimia

stambuk 2014 yang telah memberikan bantuan ilmu , dorongan motivasi serta

sama – sama berjuang dari awal hingga akhir perkuliahan.

Penulis menyadari sepenuhnya atas kekurangan dan kesalahan karya ilmiah

ini karena keterbatasan kemampuan, sehingga penulis mengharapkan kritik dan

saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan karya

ilmiah ini.Akhir kata penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat

bagi pembaca.

Medan , Agustus 2017

Penulis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 7: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES PEMUTIHAN DI PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk

PORSEA

ABSTRAK

Untuk memaksimalkan hasil produksi pulp , harus ditentukan jumlah lignin yang terkandung dalam pulp yang ditentukan dengan penentuan bilangan kappa dengan metode titrasi reaksi reduksi oksidasi. Dari hasil analisa yang dilakukan diperoleh hasil bilangan kappa masing – masing sebesar 5,25 ; 5,48 ; 5,32 ; 5,54 ; 5,60 sudah memenuhi standar perusahaan sebesar ±5.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 8: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

DETERMINATION OF KAPPA NUMBERS PULP ON STAGE BLEACHING IN PT.TOBA PULP LESTARI,Tbk

PORSEA

ABSTRACT

To maximize the production of pulp, should be determined the amount of lignin contained in the pulp is determined by the determination of kappa numbers by titration methods oxidation reduction reaction. From the analysis done shows kappa numbers respectively amounting to 5,25 ; 5,48 ; 5,32 ; 5,54 ; 5,60 already satisfy corporate standards of ± 5.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 9: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

DAFTAR ISI

Halaman PERSETUJUAN ............................................................................................ i PERNYATAAN ............................................................................................. ii PENGHARGAAN .......................................................................................... iii ABSTRAK ...................................................................................................... vi ABSTRACT .................................................................................................... vi DAFTAR ISI ................................................................................................... vii DAFTAR TABEL .......................................................................................... ix BAB 1 PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1. Latar Belakang .............................................................................. 1 1.2. Permasalahan ................................................................................ 3 1.3. Tujuan ........................................................................................... 3 1.4.Manfaat ......................................................................................... 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 4

2.1. Kayu .............................................................................................. 4 2.1.1. Sifat Fisik Kayu .................................................................. 5 2.1.2. Sifat Mekanik Kayu ............................................................ 7 2.1.3. Sifat Kimia Kayu ................................................................ 7 2.1.4. Komponen Kayu ................................................................. 7

2.2. Proses Produksi ............................................................................. 9 2.2.1. Pesiapan Kayu (Wood Preparation) ................................... 9 2.2.2. Unit Pemasakan ( Digester) ............................................... 10 2.2.3. Unit Washing ....................................................................... 13 2.2.4. Unit Pemutihan (Bleaching) ............................................... 15 2.2.5. Tahap-Tahap Pemutihan (Bleaching) ................................ 18 2.2.6. Bahan Kimia Pemutih ......................................................... 20 2.2.7. Pemutihan dengan Klorin dioksida (ClO2) ......................... 21 2.2.8. Tahap Khlorinasi ................................................................. 22 2.2.9. Tahap Klorin Dioksida ........................................................ 23

2.3.Pengujian Dan Analisa Pada Bleaching ......................................... 23 2.4. Proses Pulp (Pulp Machine) ......................................................... 24

BAB 3 BAHAN DAN METODE .................................................................. 27

3.1. Alat dan Bahan .............................................................................. 27 3.2. Bahan ............................................................................................ 27 3.2. Prosedur Percobaan ....................................................................... 28

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 29

4.1. Data Dan Hasil Pengamatan ......................................................... 29 4.1.1. Perhitungan ......................................................................... 29

4.2. Pembahasan ................................................................................... 31

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 10: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 33 5.1.Kesimpulan .................................................................................... 33 5.2. Saran ............................................................................................. 34

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 11: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1.Komposisi jenis chemical antara hard wood dan soft woods ........ 9 Tabel 4.1 Data hasil pengamatan penentuan bilangan kappa ........................ 29 Tabel 4.1.1. Untuk melihat faktor koreksi dari table ..................................... 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 12: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam era globalisasi sekarang ini, kebutuhan manusia dalam berbagai bidang

meningkat dengan pesat, diantaranya adalah kebutuhan sandang dan kertas.

Sandang merupakan kebutuhan primer yang harus dipenuhi oleh setiapmanusia ,

sejalan dengan bertambahnya penduduk dan makin berkembangnya ilmu

pengtahuan maka meningkat pula kebutuhan akan sandang dan kertas.

Untuk meningkatkan laju perkembangabangan teknologi yang semakin pesat

di perlukan sumber daya manusia yang tangguh dan handal, agar teknologi yang

sekain berkembang ini dimanfaatkan di Negara kita Indonesia, yang mana sangat

kaya dengan kekayaan alam, salah satunya adalah kekayaan hidrolis yang sumber

energi.

Kayu yang dijadikan sebagai bahan baku yang mengandung serat utama untuk

pembuatan pulp dikarenakan rendemen seratnya yang tinggi. Kayu yang

digunakan oleh PT. Toba Pulp Lestari, Tbk saat ini adalah jenis kayu yang

merupakan hasil hutan tanaman industri yang membutuhkan waktu tumbuh

sekitar 4-5 tahun pada area yang cukup luas.Eucalyptus dapat dipanen pada umur

4-5 tahun dengan diameter antara 20-30 m dengan tinggi 45 m.

Kayu Eucalyptus adalah kayu yang ditanam dan dikembangkan oleh

perusahaan.Kayu Eucalyptus berserat pendek dan dikelompokkan dalam kayu

keras.Dalam pengolahan di pabrik dipisahkan karena tanaman secara homogen

sehingga mudah dikelompokkan.Pengelompokan secara homogen Eucalyptusyang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 13: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

ditanam oleh perusahaan terdiri dari 3 spesies yaitu Eucalyptus grandis,

Eucalyptus urophylla, Eucalyptus hibrid.

Eucalyptus grandis memiliki ciri-ciri kulit tipis dan sulit untuk dikupas

bahkan susah putus, Eucalyptus urophylla berkulit tebal, mudah lepas tetapi susah

dihancurkan seperti tali yang dijalin atau goni. Eucalyptus hibrid adalah

Eucalyptus yang dikembangkan oleh perusahaan dari hasil kloning grandis dan

urophylla yang memiliki ciri-ciri lebih menguntungkan, yaitu kulit tipis, mudah

lepas, dan lebih mudah hancur dibandingkan yang lain.

Ada beberapa keuntungan menggunakan Eucalyptus sebagai bahan bakupulp

yaitu tidak mudah terbakar, cocok untuk penghijauan, pertumbuhannya cepat, dan

merupakan salah satu bahan baku yang cocok dalam pembuatan pulp.

Bahan baku sejak dimulainya operasional tahun 2003, maka seluruh panen

area Hutan Tanaman Industri (HTI) akan ditanami kembali dengan bibit

Eucalyptus unggul, baik dengan benih terseleksi, hasil kebun benih sendiri,

maupun perbanyakan bibit dengan teknik Clone. Teknik Clone yang dimaksud

adalah dengan membiarkan 2-3 tunas pohon tumbuh kembali setelah penebangan.

Setelah sekitar 2 tahun, akan dipilih mana tunas pohon yang paling subur dan

yang lainnya akan ditebang.(Training and Development Center, PT. Toba Pulp

Lestari, 2002)

Mengingat begitu pentingnya penentuan bilangan kappa untuk mengetahui

seberapa banyak jumlah lignin yang tersisa dalam pulp yang ditentukan dengan

cara penentuan bilangan kappa dalam proses pemutihan pulp (bleaching) maka

penulis merasa tertarik untuk menjadikan masalah ini sebagai pembahasan dalam

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 14: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

Karya Ilmiah dengan judul “Penentuan Bilangan Kappa Pulp Hasil Proses

Pemutihan Di Toba Pulp Lestari,Tbk –PORSEA”.

1.2 Permasalahan

Proses pemasakan chip (cooking chip )pada digester sangat menentukan

berjalannya proses produksi pulp, dan juga berpengaruh terhadap kualitas pulp.

Didalam unit digester harus diperhatikan kadar lignin yang tersisa dalam pulp

yang dihasilkan, yang diperoleh dari bilangan kappa. Maka dalam hal ini, akan

ditentukan seberapa banyak jumlah lignin yang tersisa dalam pulp yang

ditentukan dengan cara penentuan bilangan kappa dalam proses pemutihan pulp

(bleaching).

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui jumlah kadar lignin yang ada dalam pulp melalui pengujian

bilangan kappa

2. Untuk mengetahui pengaruh bilangan kappa dan kualitas pulp

1.4 Manfaat

Sebagai sumber informasi mengenai hubungan kualitas pulp dengan kadar

lignin dalam pulp yang diuji melalui pengujian bilangan kappa.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 15: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kayu

Kayu yang berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbeda

beda. Bahkan kayu yang berasal dari satu pohon pun dapat memiliki sifat yang

berbeda, jika dibandingkan bagian ujung dengan pangkalnya. Sifat-sifat kayu

yang berbeda tersebut antara lain yang bersangkutan dengan sifat-sifat anatomi

kayu, sifat-sifat fisik, sifat-sifat mekanik,dan sifat-sifat kimianya. Ada beberapa

sifat umum yang terdapat pada semua kayu, diantaranya :

1. Semua batang pohon mempunyai pengaturan vertikal dan sifat simetriradial.

2. Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki bermacam-macam tipe, dan susunan

dinding selnya terdiri dari senyawa-senyawa kimia berupa selulosa dan

hemiselulosa (unsur karbohidrat) serta berupa lignin (non karbohidrat)

3. Semua kayu bersifat anisotropic, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang

berlainan jika diuji menuju tiga arah utamanya (longitudinal, tangensial, dan

radial). Hal ini disebabkan oleh struktur dan orientasi selulosa dalam dinding

sel, bentuk memanjang sel-sel kayu dan pengaturan sel terhadap sumbu

vertikal dan horizontal pada batang pohon.

4. Kayu merupakan suatu bahan yang bersifat higroskopik, yaitu dapat

kehilangan atau bertambah kelembapannya akibat perubahan kelembapan dan

suhu udara disekitarnya.

Kayu dapat di serang makhluk hidup perusak kayu, dapat terbakar, terutama

jika kayu dalam keaadaan kering (Dumanauw, 2001).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 16: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

2.1.1. Sifat Fisik Kayu

1. Berat Jenis

Kayu memiliki berat jenis (BJ) yang berbeda-beda, berkisar antar minimum

0.20 (kayu balsa) hingga 1.28 (kayu nani). Makin berat BJ-nya, umumnya

makin kuat pula kayunya. Semakin ringan suatu jenis kayu, akan berkuranng

pula kekuatannya. Umumnya berat jenis kayu ditentukan besar kayu kering

tanur atau kering udara dan volume kayu pada posisi kadar air tertentu.

2. Keawetan Alami Kayu

Maksud keawetan alami ialah ketahanan kayu terhadap serangan unsur-unsur

perusak kayu dari luar misalnya jamur, rayap, bubuk, cacing laut, dan makhluk

lainnya, yang diukur dengan jangka waktu tahunan. Keawetan kayu tersebut

disebabkan oleh adanya suatu zat di dalam kayu (zat ekstraktif). Zat-zat tersebut

merupakan sebagian unsur racun bagi perusak-perusak kayu, sehingga perusak

tersebut tidak sampai masuk atau tinggal di dalamnya dan merusak kayu.

3. Warna Kayu

Ada beraneka macam warna kayu, antara lain warna kuning, keputih-putihan

coklat muda, coklat tua, kehitam-hitaman dan lain sebagainya. Hal ini

disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda.

Warnasesuatu jenis kayu dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain

tempat di dalam batang, umur pohon dan kelembapan udara.

4. Higroskopik

Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap dan melepaskan air

atau kelembaban. Suatu petunjuk, bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi

oleh kelembaban dan suhu udara pada suatu saat. Makin lembab udara

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 17: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

disekitarnya akan makin tinggi juga kelembaban kayu sampai tercapai

keseimbangan dengan lingkungannya.

5. Serat

Arah serat dapat ditentukan oleh arah alur-alur yang terdapat pada permukaan

kayu. Kayu dikatakan berserat lurus, jika arah sel-sel kayunya sejajar dengan

sumbu batang. Jika arah sel-sel itu menyimpang atau membentuk sudut

terhadap sumbu panjang batang dikatakan kayu itu berserat membelok.

6. Berat kayu

Berat kayu tergantung dari jumlah zat kayu yang tersusun, rongga-rongga sel

atau jumlah pori-pori, kadar air yang dikandung dan zat-zat ekstraktif di

dalamnya. Berat suatu jenis kayu ditunjukkan dengan besarnya berat jenis

kayu yang bersangkutan dan dipakai sebagai patokan berat kayu.

7. Kekerasan

Pada umumnya terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dan berat

kayu. Kayu-kayu yang keras juga termasuk kayu-kayu yang berat. Sebaliknya

kayu ringan adalah juga kayu yang lunak. Berdasarkan kekerasannya, jenis-

jenis kayu digolongkan sebagai berikut :

a. Kayu sangat keras, contoh: balau, gram, dan lain-lain

b. Kayu keras, contoh: kulim, pilang, dan lain-lain

c. Kayu sedang kekerasannya, contoh: mahoni, meranti, dan lain-lain

d. Kayu lunak, contoh: pinus, balsa, dan lain-lain (Dumanauw, 2001).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 18: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

2.1.2. Sifat Mekanik Kayu

Sifat-sifat mekanik atau kekuatan kayu ialah kemampuan kayu untuk muatan dari

luar. Maksud muatan dari luar adalah gaya-gaya di luar benda yang mempunyai

kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya benda (Dumanauw, 2001).

2.1.3. Sifat Kimia Kayu

Pada umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu daun jarum terdiri

dari 3 macam unsur yaitu:

1. Unsur karbohidrat yang terdiri dari selulosa dan hemiselulosa

2. Unsur non-karbohidrat yang terdiri dari lignin

3. Unsur yang diendapkan di dalam kayu selama proses pertumbuhan yang

sering disebut zat ekstraktif.

Adapun komposisi unsur-unsur kimia dalam kayu adalah sebagai berikut Karbon

50 %, Nitrogen 0,04-0,10 %, Hidrogen 6%, Abu 0,20-0,50% (Dumanauw, 2001).

Kayu adalah bahan utama bahan serat selulosa yang dipakai untuk pembuatan

pulp dan kertas dikarenakan rendemen seratnya yang tinggi. Secara kimia,

kandungan bahan yang terdapat dalam kayu dapat dibagi menjadi 4 bagian yaitu :

1. Selulosa

Selulosa merupakan bagian utama yang membentuk dinding sel dari kayu.

Selulosa merupakan polimerisasi yang sangat kompleks dari gugus

karbohidrat yang mempunyai % komposisi yang mirip dengan pati yaitu

glukosa yang terhidrolisa oleh asam.

2. Hemiselulosa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 19: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

Hemiselulosa juga merupakan polimer – polimer gula. Berbeda dengan glukosa

yang terdiri hanya dari polimer glukosa, hemiselulosa merupakan polimer dari 5

bentuk gula yang berlainan yaitu: glukosa, maltosa, galaktosa, xylosa dan arabinosa.

Rantai hemiselulosa lebih pendek dibandingkan dengan rantai selulosa karena

hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi yang lebih rendah. Molekul

hemiselulosa berbentuk tidak lurus tapi merupakan polimer – polimer

bercabang, yang berarti hemiselulosa tidak akan dapat membentuk struktur

Kristaldan serat mikro seperti halnya selulosa. Pada proses pembuatan pulp

hemiselulosa bereaksi lebih cepat dibandingkan dengan selulosa.

3. Lignin

Lignin merupakan zat yang tidak berbentuk yang bersama – sama dengan

selulosa membentuk dinding sel pohon kayu yang berfungsi sebagai bahan

perekat atau semen antara sel – sel selulosa yang membuat kayu menjadi kuat.

Pada dinding sel kayu, lignin bersama hemiselulosa membentuk semen

(matriks) dimana tersusunlah selulosa yang berupa “mikro fibrils”.

4. Ekstraktif

Kayu biasanya mengandung berbagai zat – zat dalam jumlah yang tidak banyak

yang disebut dengan istilah “ekstraktif”. Zat – zat ini dapat dipisahkan dari kayu

dengan memakai pelarut air ataupun pelarut organik seperti eter dan alkohol.

Asam – asam lemak, asam – asam resin, lilin, terpetin, dan gugus penol adalah

beberapa grup yang juga merupakan ekstraktif. Kebanyakan ekstraktifitu terpisahkan

dalam proses pembuatan pulp dengan caraKraft Pulping. Minyak mentah terpentin

dapat diperoleh dari digester pada waktu mengeluarkan gas. Lemak – lemak, asam –

asam lemak akan membentuk sabun pada proses kraft dan terlarut dalam proses

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 20: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

pemasak. Sabun ini selanjutnya akan dipisahkan dari black liquor dan daur ulang

sebagai “tall oi “. Sebagian kecil dari ekstraktif yang terlarutakan menyebabkan

timbulnya getah “pitch” dalam pembuatan pulp secara kraft. Bentuk ini merupakan

gumpalan yang mengotori peralatan seperti halnya screen dan wire.

Komposisi dan sifat – sifat kimia dari komponen – komponen ini sangat

berperan dalam proses pembuatan dissolving pulp. Pada setiap pemasakan, kita

ingin mengambil sebanyak mungkin selulosa dan disisi lain hemiselulosa, lignin

dan ekstraktiftidak dibutuhkan/ dipisahkan dari serat kayunya. Komposisi kimia

kayu bervariasi untuk setiap jenisnya. Secara umum, kayu dapat dibagi menjadi 2

yaitu hard wood dan soft wood. Hard wood mengandung lebih banyak selulosa,

hemiselulosa dan ekstraktif dibanding dengan soft wood, tetapi kandungan

ligninnya lebih sedikit.

Tabel 2.1.Komposisi jenis chemical antara hard wood dan soft woods :

Komponen Soft Wood Hard Wood

Selulosa 42 ± 2 % 45± 2%

Hemiselulosa 27 ± 2% 30± 2%

Lignin 27 ± 2% 20± 2%

Ekstraktif 3 ± 2% 5± 2%

(Tim Training and Development Centre PT.Toba Pulp Lestari, 2004)

2.2 Proses Produksi

2.2.1 Wood Preparation

Secara umum unit persiapan kayu meliputi penimbunan kayu, pemotongan kayu,

serta serpihan kayu yang terbentuk potongan-potongan kecil (chip). Kayu telah ditimbang

diangkut oleh logging truck masuk ke lokasi pabrik. Ukuran dari chip yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 21: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

dihasilkanmemiliki ketebalan 4,0 mm dengan panjang 24,0 mm namun ukuran ini

sudah menjadi ketentuan agar chip mudah masuk ke dalam digester. Untuk

ukuran chip yang tidak sesuai (over size) akan dipiisahkan dan dikembalikan ke

mesin chipper untuk dicincang kembali agar menghasilkan chip yang diinginkan.

(Tim Learning and Development Centre, ,2003)

2.2.2. Unit Pemasakan (Digester)

Proses pemasakan kayu yang telah diolah menjadi chip dilakukan di digester

plant. Digester adalah sebuah bejana bertekanan yang di dalamnya dilakukan

pemasakan chip dengan menggunakan sejumlah tertentu larutan kimia serta dengan

panas dan tekanan untuk memisahkan serat dengan cara melarutkan bagian-bagian

yang bukan serat. Proses tersebut dinamakan dengan “Cooking”. Chip dimasak di

dalam digester dengan menggunakan panas dan reaksi kimia. Bahan kimia yang

digunakan dalam pemasakan adalah Caustic soda (NaOH),Sodium Sulfide (𝑁𝑁𝑁𝑁2𝑆𝑆),

campuran ini dinamakan dengan white liquor.Adapun tujuan dilakukan pemasakan

tersebut guna melarutkan bagian-bagian kayu yang tidak diinginkan sehingga

diperoleh pulp dengan kadar selulosa tinggi. Untuk itu penanganan pada unit

pemasakan ini membutuhkan ketelitian yang cukup besar.Perbandingan antara

jumlah cairan pemasak dengan chip yang dibutuhkan antara 3,6:1 artinya tiap satu

ton boundry chip yang dimasak diperlukan cairan pemasak 3,6 ton.

(Tim Training and Development Centre, PT. Toba Pulp Lestari, Tbk,2004)

2.2.3. Unit Washing & Screening

Unit pencucian dan penyaringan merupakan lanjutan dari proses

pemasakan, yang bertujuan untuk mencuci bubur pulp dan memisahkan bubur

pulp dari bahan pemasaknya yang disebut black liqour.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 22: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

Pada proses ini terdapat terdapat 4 unit pencucian (washing) dan 4 unit

penyaringan (screening) yang terdiri dari 3 tahapan. Tahap pertama disebut

primary screen yang terdiri dari 2 unit, yaitu delta screen dan screen periflow.

Tahap kedua disebut secondary screen dan tahap ketiga disebut thirtiary screen.

(Tim Learning and Development Center PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2003,)

2.2.4. Unit Pemutihan (Bleaching)

Tujuan utama proses pemutihan secara umum yaitu :

1. Memperbaiki brightness ( kecerahan ) pulp

2. Memperbaiki kemurnian

3. Degradasi selulosa seminimum mungkin

4. Pengurangan kandungan resin didalam pulp

Warna pada pulp yang belum diputihkan umumnya disebabkan oleh lignin

yang tersisa. Penghilangan lignin dapat lebih banyak pada proses pemasakan,

tetapi akan mengurangi hasil yang banyak sekali dan merusak serat, jadi

menghasilkan kualitas pulp yang rendah. Pada umumnya, proses penghilangan

lignin adalah melarutkan pulp ke bentuk yang larut dengan air. Penghilangan

bentuk – bentuk lignin merupakan kehilangan sebagian dari hasil pada proses

pemutihan, yang mana ini adalah antara 5% - 10 % (dihitung mulai dari pulp yang

telah selesai dimasak ), tergantung kepada metode pemasakan dalam sasaran

brightness dari pulp.

Lignin pada pulp dapat terlihat dalam berbagai bentuk tergantung kepada

kondisi-kondisi proses pulpyang berlangsung. Lignin sangat reaktif yang berarti

bahwa lignin mudah dipengaruhi oleh bahan kimia seperti Khlorin, hypo khlorit,

Hidrogen Peroksida, dll. Kemudian molekul lignin terurai menjadi partikel-

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 23: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

partikel yang lebih kecil, larut dalam air, dan dapat dihilangkan dari pulp.

Variabel-variabel dasar pada proses pemutihan adalah bahan kimia, kekuatan,

waktu, tempratur dan pH. Pemutihan yang sudah modern biasanya dilaksanakan

secara bertahap dengan memanfaatkan bahan-bahan kimia dan kondisi-kondisi

yang berbeda-beda pada setiap tahap. Pada umumnya digunakan perlakuan kimia

dan secara singkat ditunjukkan dengan urutan sebagai berikut:

a. Khlorinasi (C) : Reaksi dengan elemen Khlorin dalam suatu media

asam.

b. Ekstraksi Alkali (E) : Pemisahan hasil reaksi dengan Caustic.

c. Ekstraksi Oksidasi (E/O) : Ekstraksi Oksidasi yang diperkuat dengan

Peroksida (E/OP)

d. Hypoklorit (H) : Reaksi dengan Hypoklorit dalam suasana alkali.

e. Khlorin Dioksida (D) : Reaksi dengan Khlorin Dioksida dalam suasana asam.

f. Oksigen : Reaksi dengan elemen 𝑂𝑂2 yang bertekanan dalam

suasana alkali.(Sirait, 2003)

Bleaching plant terdiri dari dua menara, High density stock untuk

penyimpanan pulp yang belum diputihkan dan untuk pulp yang telah diputihkan,

blending tank untuk pulp yang belum diputihkan, menara Khlorinasi-Khlorin

Dioksida (CD), menara Caustic Ekstraksi-Oksigen (EO), menara Hypoklorit-

Khlorin Dioksida.

1. Tangki Penyimpanan High Density

Pulp yang belum diputihkan berasal dari tahap pencuci akhir disimpan dengan

konsistensi sebesar 12% didalam menara penyimpanan unbleach high density

stock sebelum dipergunakan untuk proses pemutihan.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 24: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

2. Unbleached Blending Tank

Pulp yang belum diputihkan yang berasal dari menara HD dipompakan

menuju sebuah unbleached blending tank yang bekerja sabagai suatu tangki

berdensity rendah untuk menyeragamkan konsistensi stock sebelum tahapa

awal proses pemutihan.

3. D0 Tower

Adalah tahap pertama dalam proses pemutihan. Fungsinya adalah untuk

mengeluarkan lignin dari pulp yang cenderung menimbulkan warna coklat pada

pulp.Tahap D0 Tower menggunakan Klorin Dioksida untuk memutihkan pulp

dengan cara menghancurkan lignin yang membentuk komponen khloro lignin.

4. EOP Tower

Caustik (NaOH), Oksigen (𝑂𝑂2) dan Hidrogen Peroksida (𝐻𝐻2𝑂𝑂2) yang di gunakan

untuk memutihkan pulp. Di dalam tahap EOP untuk melarutkan komponen

Khlorinat lignin. Setelah larut komponen tersebut akan mudah dicuci dari pulp.

5. D1 Tower

Pada tahap ini digunakan Klorin Dioksida yang di gunakan untuk memurnikan

pulp dan akan memberikan brightness yang tinggi tanpa memberikan pengaruh-

pengaruh dan sifat-sifat kekuatannya. Dosis 𝐶𝐶𝑙𝑙𝑂𝑂2 yang digunakan tergantung dari

kualitas pulp yang masuk dan brightness akhir yang di kehendaki.

2.2.5. Tahap-Tahap Pemutihan (Bleaching)

1. Substitusi Klorin Dioksida Pada Tahap Pertama (D0)

Awalnya klorin dioksida menggantikan hipoklorit pada tahap selanjutnya

dari proses pemutihan untuk mencapai brightness pulp yang tinggi tanpa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 25: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

mengalami degradasi. Secara substansial substitusi dengan klorin dioksida

memiliki banyak keuntungan :

a. Pemakaian bahan kimia sedikit

b. Hasil tinggi

c. Biaya lebih rendah

d. Kekuatan pulp lebih tinggi

e. Zat penggotor dan shive sedikit

f. Brightness lebih stabil

g. Sedikit resin pada limbah

h. Warna lebih rendah

Selama proses pemutihan beberapa klorin dioksida membentuk ion – ion klorat

yang tidak akan bereaksi dengan lignin. Pemakaian klorin dioksida menghasilkan

lebih banyak lignin yang teroksidasi dan sedikit substitusi terhadap klorin, jadi

sedikit klorolignin dan asam klorida yang terbentuk. Hal ini dapat menyebabkan

sedikit sodium hidroksida yang dibutuhkan pada tahap EOP berikutnya.

a. Temperatur reaksi : 60-650C

b. Brightness : 55-60 % ISO

c. Waktu : ± 45 menit

d. pH reaksi : 2-4

2. Tahap Oksidasi Ekstraksi (EoP )

Tahap ini merupakan tahap pemurnian dari tahap klorinasi. Tujuan utama

dari alkali ekstraksi adalah melarutkan komponen–komponen penyebab warna

yang kemungkinan besar larut dalam alkali yang hangat berdasarkan kerja

bahan – bahan kimia yang digunakan terhadap sebagian proses pemutihan.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 26: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

Sebagai suatu ketetapan 0,5 kali dari klorin yang diberikan merupakan

persentase NaOH yang di pakai pada tahap ini. Sebagai contoh, jika

penambahan klorin adalah 5% pulp, kemudian penambahan caustic yang di

berikan terhadap pulp menjadi berkurang. Apabila pada proses penambahan

oksigen naik maka delignifikasi E0 meningkat.

a. Temperatur reaksi : 70-750C

b. Brightness : 65-75 % ISO

c. Waktu : 45-60 menit

d. pH reaksi : 10,8-11

3. Tahap D1 ( Tahap pertama Klorin Dioksida)

Tahap ini merupakan tahap ketiga dari proses pemutihan. Klorin dioksida

adalah suatu bahan pemutihan yang unik memurnikan pulp dan memberikan

pengaruh terhadap sifat – sifat kekuatannya. Dosis klorin dioksida tergantung

kualitas pulp yang masuk dan brightness akhir yang di inginkan.

a. Temperatur reaksi : 78-800C

b. Brightness : 85-90 % ISO

c. Waktu : 240 menit

d. pH reaksi : 3.0-3.5

2.2.6. Bahan kimia pada proses pemutihan

1. Sodium Hidroksida (NaOH)

NaOH merupakan salah satu alkali kuat yang merupakan bahan kimia yang

dapat menyebabkan luka bakar pada kulit. Penanganannya harus

memperhatikan keseluruhan tindakan pencegahan. Pada proses pemutihan

umumnya digunakan alkali encer dengan konsentrasi kira – kira 120 gr/L.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 27: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

2. Oksigen (O2)

Gas oksigen digunakan sebagai suatu zat pemutih bersama – sama dengan

alkali pada tahap ekstraksi. Gas oksigen memperkuat sifat – sifat pulp yang

diputihkan. Hal ini mungkin membuat berkurangnya emisi yang dapat

mengganggu terhadap lingkungan.

3. Sodium Hipoklorit (NaOCl)

Sodium hipoklorit dibuat dari klorin dan sodium hidroksida. Senyawa ini

merupakan larutan yang sangat tidak stabil dan cenderung terurai yang

meningkat dengan kenaikan konsentrasi dan temperatur serta berkurangnya

sifat alkali. Hipoklorit biasanya dibuat dengan konsentrasi alkali yang

berlebihan ( kira – kira 4gr/L) untuk menjaga kestabilan larutan. Kandungan

klorin pada hipoklorit diperkirakan sebesar 40–44 gr/L. Tujuan dengan

menggunakan hipoklorit adalah untuk meningkatkan brightness pada pulp. Ini

diakibatkan karena reaksi oksidasi yang terjadi dari hipoklorit pada lignin dan

bahan – bahan berwarna yang lainnya yang terdapat pada pulp dengan cara

mengubahnya menjadi tidak berwarna.

4. Klorin Dioksida (ClO2)

ClO2 adalah salah satu bahan kimia pengoksidasi kuat, kerja dari proses

pemutihan ini biasanya dengan cara oksidasi terhadap lignin dan bahan –

bahan berwarna lainnya. Ini digunakan untuk memutihkan pulp yang

berkualitas sehingga memiliki keunikan yang sanggup mengoksidasi bahan

yang bukan selulosa dengan kerusakan pada selulosa yang minimum.

Brightness tinggi yang dihasilkan dengan ClO2 adalah stabil.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 28: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

2.2.7.Pemutihan dengan Klorin dioksida (ClO2)

Warna dari pulp yang belum diputihkan umumnya disebabkan oleh lignin

yang tersisa di dalam pulp setelah proses pemasakan. Penghitungan lignin dapat

lebih banyak pada proses pemasakan, tetapi akan mengurangi hasil yang banyak

sekali dan merusak serat, sehingga menghasilkan kualitas pulp yang rendah.

Klorin dioksida adalah salah satu bahan kimia pengoksida yang kuat,

berwarna hijau kekuningan pada konsentrasi tinggi warnanya berubah menjadi

orange, dapat larut dengan air dingin, merupakan campuran yang terdiri dari air

dan ± 16 % Cl2 memiliki titik beku -59oC, dan titik didihnya +11 oC.

Kerja dari cara proses pemutihan ini umumnya dengan cara mengoksidasi

lignin dan bahan berwarna lain yang terdapat dalam pulp. Di gunakan untuk

memutihkan pulp yang berkualitas sebab dapat mengoksidasi bahan yang bukan

merupakan selulosa dengan kerusakan pada selulosa yang minimum, dan

brightness yang tinggi yang di hasilkan dengan klorin dioksida adalah stabil.

Klorin dioksida (ClO2) memiliki sifat-sifat kimia dominan,yaitu:

a. Klorin dioksida merupakan oksidator yang kuat

b. Memiliki reaktivitas yang tinggi dalam fase gas

c. Reaksinya sangat lambat terhadap karbohidrat

d. Dalam bentuk murni cenderung terurai dan mudah meledak

e. Dalam pulp, klorin dioksida hanya bereaksi dengan lignin (Sirait, 2003).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 29: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

2.2.8. Tahap Khlorinasi

Reaksi-reaksi klorin-Lignin

Klorin bereaksi dengan lignin secara oksidasi dan substitusi. Reaksi reaksi ini

mengeluarkan lignin dan oleh karena itu, beberapa akan terlarut dalam tahap

klorinasi.

Substitusi:

Cl2 + (Lignin) → (Lignin- Cl) + HCl

Oksidasi

Cl2 + (Lignin) → (Lignin teroksidasi) + 2HCl

(Sirait, 2003).

2.2.9. Tahap Klorin Dioksida

Pada saat pulp diberikan perlakuan dengan klorin dioksida, ini bereaksi

dengan air dan komponen-komponen pulp, umumnya lignin dan resin melengkapi

reaksi. Klorin dioksida bereaksi dengan air sesuai dengan persamaan reaksi

berikut ini:

2ClO2 + H2O → HClO2

Kecepatan reaksi antara klorin dioksia dan komponen-komponen pulp adalah

lebih cepat. Langkah pertama adalah elektron memindahkan klorin dioksida yang

tereduksi menjadi sebuah ion klorin dan mengoksidasi lignin pada pulp.

ClO2 + e- → ClO2-

Selama pH turun di bawah 7.0, ion klorit bereaksi dengan sebuah ion

hidrogen membentuk asam khlorus pada kesetimbangan reaksi berikut.

ClO2 + H- → HClO2 (Sirait, 2003)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 30: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

1.3 Pengujian Dan Analisa Pada Bleaching

Beberapa pengujian yang dilakukan dalam laboratotium untuk mencapai

spesifikasi terhadap kualitas pulp yaitu :

1. Bilangan Kappa

Pengujian ini mengindikasikan kandungan lignin dan kemampuan pulp

tersebut untuk diputihkan. Pengujian ini didadasarkan kepada reaksi Potasium

Permanganat (KMnO4). Normalnya pulp coklat dan pulp setelah melewati

tahap proses alkali ekstraksi diperiksa bilangan kappanya di laboratorium.

2. Viskositas

Pengujian terhadap viskositas dilakukan untuk menentukan kekekentalan yang

dimiliki oleh pulp. Pengujian mengevaluasi derajat polimerisasi dari pada

selulosa atau degradasi dari pada serat selulosa. Pada proses pemutihan dissolving

pulp, kondisi – kondisi proses dan bahan kimia yang diberikan adalah dirancang

untuk mengendalikan derajat polimerisasi menuju tingkat yang dikehendaki dan

pengujian viskositas sangatlah penting. Pemeriksaan meliputi penentuan

viskositas larutan pulp di dalam kupraetilen diamin atau Kuppramonium.

3. Brightness

Brightness pulp diukur pada tahap yang berbeda – beda di dalam proses

pemutihan. Tujuannya adalah untuk mencapai brightness yang spesifik

terhadap pulp yang dihasilkan. Sebuah alat pengukur tingkat refleksi atau

pengukur brightness digunakan di laboratorium untuk mengukur

brightnesscontoh pulp dibuat dalam lembaran. Ini memantulkan cahaya yang

diukur dan dinyatakan sebagai persen dari pada magnesium oksida. Jadi nilai

brigthness 90 ISO artinya pada kondisi yang standar dari cahaya dan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 31: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

pengamatan, dimana panjang gelombang sebesar 457 mm, 90 % dari batangan

Magnesium Oksida. Pengukuran ini bertujuan untuk mengendalikan dosis

bahan kimia pada tahap ini.

1.4 Proses Pulp (Pulp Machine)

Proses pengolahan bubur pulp yang diterima dari bagian bleaching menjadi

lembaran pulp yang sudah kering, dimana lembaran pulp tersebut diproses

menjadi buntalan / bale yang akan dijual ke pelanggan.

Fungsi utama dari proses pulp machine ini adalah untuk mengambil air yang

terkandung dalam bubur pulp sebanyak mungkin tanpa merusak lembaran pulp.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 32: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat

1. Buret digital 50 mL

2. Neraca analitis

3. Oven

4. Desikator

5. Termometer 100°C

6. Magnetik stirrer

7. Stopwatch

8. Hotplate

9. Gelas ukur 1000 mL pyrex

10. Beakerglass 1000 mL pyrex

11. Alat sheet

12. pH Meter

3.2 Bahan

1. Aquadest(l)

2. Pulp

3. H2SO4 4N

4. KMnO4 0,1 N

5. KI 1N

6. Na2S2O3 0,1 N

7. Indikator amilum 1%

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 33: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

3.3 Prosedur Percobaan

- Diambil sampel pulp dai proses bleachingtahap I (D0), lalu dicuci

- Dibuat menjadi lembaran tipis dengan menggunakan hand sheet former

- Dikeringkan dalam oven pada suhu 150°C ± 1°C selama ±10 menit

- Didinginkan dalam desikator selama ±10 menit

- Ditimbang sampel sebanyak 3,5 gram dengan neraca analitis

- Dimasukkan sampel kedalam 400mL aquadest dan dimasukkan magnetik stirrer

- Dijalankan hotplate stirrer

- Dibiarkan hingga menjadi larutan

- Ditambahkan KMnO4 0,1 N sebanyak 50mL dan H2SO4 4N sebanyak 50mL

secara bersamaan

- Dilakukan pengadukan10 menit

- Ditambahkan KI 1 N sebanyak 10mL

- Dititrasi kembali dengan larutan standar Na2S2O3 0,1 N sampai larutan berwarna

kuning

- Ditambahkan indikator amilum 1%

- Dititrasi kembali dengan larutan standart Na2S2O3 0,1 N sampai larutan

berwarna bening

- Dicatat volume larutan standart Na2S2O3 0,1 N yang terpakai

- Diukur suhunya

- Dilakukan perlakuan yang sama terhadap larutan blanko

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 34: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Tabel 4.1 Data hasil pengamatan penentuan bilangan kappa pada pulp pada tanggal 17 Februari 2017

Waktu Volume Blank (ml)

Volume Titrasi (ml)

Berat Sampel (gr)

Suhu (oC)

Nilai Tabel

Bilangan Kappa

09.00 11.00 13.00 15.00 17.00

49,19 49,19 49,19 49,19 49,19

29,75 28,92 29,81 28,86 28,94

3,61 3,62 3,55 3,59 3,54

25 25 25 25 25

0,975 0,979 0,975 0,979 0,979

5,25 5,48 5,32 5,54 5,60

4.1.1 Perhitungan

Untuk menghitung bilangan kappa dalam pulp dihitung dengan rumus :

P = (b-a) N

0,1

K = P × f [ 1+ 0,013 (25-t)]

W

Dimana :

K = Bilangan Kappa

F = Faktor koreksi terhadap pemakaian permanganate,tergantung pada nilai P

T = Temperatur larutan,oC

N = Normalitas Natrium Thiosulfat [Na2S2O3]

A = Volume (ml) dari 0,1 N Natrium Thiosulfat [Na2S2O3] digunakan untuk sampel

B = Voulme (ml) digunakan untuk blank

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 35: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

Tabel 4.1.1. Untuk melihat faktor koreksi dari tabel

f+ 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 30 0.958 0.960 0.962 0.964 0.966 0.968 0.970 0.973 0.975 0.977 40 0.979 0.981 0.983 0.985 0.987 0.989 0.991 0.994 0.996 0.998 50 1.000 1.002 1.004 1.006 1.009 1.011 1.013 1.015 1.017 1.019 60 1.022 1.024 1.026 1.028 1.030 1.033 1.035 1.037 1.039 1.042 70 1.044 …. …. …. …. …. …. …. …. ….

Contoh perhitungan

Diketahui :

Berat sampel (w) = 3,61 gr

Volume titrant (a) = 29,75 mL

Volume blank (b) = 49,19 mL

Suhu (t) = 25 °C

Ditanya : Berapa bilangan kappa pada pulp ?

P = (b-a) N

0,1

𝐾𝐾 = b−a W

[1 - (t – 25 ) 0,013] x f

𝑃𝑃 = (49,19−29,75)0,1

× 0,1

= 19,44

f = 0,975

𝐾𝐾 = 49,19−29,753,61

[1 - (25– 25 ) 0,013] x 0,975

= 5,385 x 0,975

= 5,25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 36: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

4.2 Pembahasan

Proses pemutihan (bleaching) merupakan suatu tahapan proses kimia pada

pembuatan pulp untuk menghasilkan pulp yang bebas dari zat pengotor / zat

pewarna sehingga pulp tersebut memiliki kecerahan (brightness) yang lebih

tinggi. Fungsi utama pemutihan (bleaching) adalah memutihkan pulp dan

menghilangkan sisa – sisa lignin yang masih terkandung didalam pulp. Proses

pemutihan (bleaching) berlangsung selama ±1 jam pada suhu 65°C ± 1°C dan

dilakukan dalam 3 tahap yaitu : D0, EOP, D1. Namun pada percobaan ini dibatasi

hanya pada tahap D0.Pada tahap D0 bahan kimia yang ditambahkan adalah klorin

dioksida (ClO2) 7,7g/L yang berguna untuk memutihkan pulp sehingga diperoleh

tingkat kecerahan 65 – 75 % ISO (Standart Internasional).

Bilangan kappa merupakan pengujian kimia diperlakukan terhadap pulp

untuk menentukan tingkat delignifikasi, kekuatan relatif dari pulp dan

kesanggupannya untuk diputihkan.Bilangan kappa dari pulp didefinisikan sebagai

volume (mL) dari 0,1N larutan kalium permanganat yang digunakan oleh 1gr

moisture free pulp yang berada dalam persyaratan spesifik untuk prosedur

ini.Pada analisis bilangan kappa, reaksinya berlangsung secara oksidasi – reduksi.

KMnO4 0,1 N berperan sebagai oksidator yang akan mengoksidasi lignin tersisa

yang berlangsung dalam suasana asam sulfat (H2SO4)4N. Kalium Iodin (KI) 0,1 N

berperan sebagai reduktor yang akan mereduksi KMnO4 0,1 N. Kelebihan KI 0,1

N akan bereaksi dengan larutan standart Na2S2O3 0,1 N. Titik akhir titrasi dapat

diketahui dengan penambahan indikator amilum 1% menjelang titik akhir titrasi.

Suhu selama titrasi dijaga konstan pada suhu 25°C.Hal ini bertujuan untuk

menghindari faktor koreksi kesalahan selama titrasi. Proses pengadukan juga

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 37: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

harus memenuhi waktu yang ditentukan yaitu 10 menit karena pada waktu yang

ditentukan ligninnya sudah teroksidasi seluruhnya. Dan apabila melewati waktu

yang ditentukan maka alpha selulosa dari pulp tersebut ikut terdegradasi, dan

sementara yang dibutuhkan dalam pengujian ini adalah alpha selulosa.

Pada analisis bilangan kappa terjadi reaksi sebagai berikut :

Oksidasi : MnO4- + 8 H+ + 5 e → Mn2+ + H2O

Reduksi : 2I- → I2 + 2 e

2 MnO4- + 16H+ + 10 e → 2Mn2+ + 8H2O

10 I- → 5 I2+ 10 e

2 MnO4- + 16 H+ + 10I- → 2 Mn2+ + 8 H2O + 5 I2

Dari hasil analisis bilangan kappa pulp dari proses unbleach blending ke

proses bleaching telah sesuai dengan persyaratan perusahaan dan sesuai dengan

ISO (International Standart Organization). Sehingga dapat disimpulkan hasil

analisa bilangan kappa pada tahap I proses pemutihan (bleaching) dapat

dilanjutkan ke tahap selanjutnya untuk ekstraksi-oksidasi-peroksidasi (EOP) yaitu

tahap pemutihan kedua dalam proses bleaching.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 38: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

- Dari hasil analisa yang dilakukan terhadap sampel pulp, maka diperoleh

jumlah kadar lignin pada pulp yang ditentukan dengan penentuan bilangan

kappa sebagai berikut :

Waktu Volume Blank (ml)

Volume Titrasi (ml)

Berat Sampel (gr)

Suhu (oC)

Nilai Tabel

Bilangan Kappa

09.00 11.00 13.00 15.00 17.00

49,19 49,19 49,19 49,19 49,19

29,75 28,92 29,81 28,86 28,94

3,61 3,62 3,55 3,59 3,54

25 25 25 25 25

0,975 0,979 0,975 0,979 0,979

5,25 5,48 5,32 5,54 5,60

- Pengaruh jumlah bilangan kappa terhadap kualitas pulp

Kadar lignin dari pulp menunjukkan sisa lignin yang tertinggal dari hidrolisis yang

tidak sempurna.Kadar lignin dapat ditentukan dengan mengoksidasi lignin

menggunakan kalium permanganate dalam suasana asam. Bilangan kappa adalah

volume (mL) dari larutan KmNO4 0,1 N yang dikonsumsi oleh 1 gr pulp kering.

Semakin tinggi bilangan kappa berarti sisa lignin dalam pulp juga semakin tinggi.

Tetapi semakin tinggi bilangan kappa maka kualitas pulp semakin menurun dan

sebaliknya semakin rendah bilangan kappa maka semakin tinggi kualitas pulp nya

dan harus sesuai dengan standar yang dibutuhkan. Jumlah bilangan kappa yang

ditentukan pada pulp yaitu berkisar ±5.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 39: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

5.2 Saran

- Sebaiknya pada saat proses pengadukan harus lebih teliti dengan waktu yang

sudah ditentukan agar hasil yang diperoleh lebih akurat

- Sebaiknya perusahaan lebih memperhatikan jumlah bilangan kappa yang

diperoleh agar dapat mengetahui kualitas pulp yang diproduksi

- Sebaiknya pada saat melakukan titrasi harus lebih memperhatikan perubahan

warna yang terjadi agar volume larutan titrant yang dipakai tidak terlalu

banyak karena sangat mempengaruhi jumlah bilangan kappa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 40: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

DAFTAR PUSTAKA

Dumanauw, J.F. 2001. Mengenal Kayu. Yogyakarta: Kanisius Sirait Suhunan. 2003. Bleaching. Training and Development Centre PT.Toba Pulp

Lestari . Porsea Tim Training and Development Centre . 2004. Dissolving Pulp. PT.Toba Pulp

Lestari. Porsea Tim Learning and Development Centre. 2003. Wood Preparation .PT. Toba Pulp

Lestari, Tbk. Tim Training and Development Centre.Digester Plant. PT. Toba Pulp Lestari,

Tbk. Porsea Tim Training and Development Center. 2002. Wood Preparation. PT. Toba Pulp

Lestari, Porsea Tim Learning and Development Centre. 2003. Washing and Screening. PT. Toba

Pulp Lestari,Tbk. Porsea Tim Training and Development Centre .Pulp Machine Training. PT. Toba Pulp

Lestari, Tbk. Porsea

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 41: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

LAMPIRAN ALAT

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 42: PENENTUAN BILANGAN KAPPA PULP HASIL PROSES …

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA