Pengertian Kayu 6q1y62
This document was ed by and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this report form. Report 2z6p3t
Overview 5o1f4z
& View Pengertian Kayu as PDF for free.
More details 6z3438
- Words: 3,411
- Pages: 18
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kayu
2.1.1 Pengertian Kayu
Kayu merupakan hasil hutan dari kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat sekaligus, yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pengertian kayu disini ialah sesuatu bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut, setelah diperhitungkan bagianbagian mana yang lebih banyak dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan. Baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar. (Dumanauw.J.F, 1990)
Selama periode prasejarah dan sesudahnya kayu tidak hanya digunakan untuk bahan bangunan tetapi juga semakin penting sebagai bahan mentah kimia untuk pembuatan arang (digunakan dalam peleburan besi), ter dan getah (digunakan untuk mengawetkan dan melapisi lambung kapal), dan kalium (digunakan dalam pembuatan gelas dan sebagai bahan pemucat kain dan tekstil kapas). Namun disisi lain kayu merupakan bahan dasar yang sangat modern. Kubah-kubah kayu yang besar dan perabot rumah yang indah membuktikan kagunaan dan keindahannya. Bahkan dalam
Universitas Sumatera Utara
bentuk alih seperti kayu lapis, papan partikel dan papan serat, kayu telah menjadi bahan bangunan yang berharga. Disamping itu, kayu merupakan bahan dasar pulp dan kertas, serat, film, aditif, dan banyak produk-produk lain.
Produk paling penting dari pengolahan kayu secara kimia adalah pulp. Kimia kayu dan komponen-komponennya tidak dapat dipisahkan dari strukturnya. Kayu tidak hanya merupakan senyawa kimia, atau jaringan anatomi, atau bahan tetapi merupakan gabungan dari ketiganya. Kesemuanya ini merupakan hasil hubungan yang erat dari komponen-komponen kimia yang membentuk unsur-unsur ultra struktur, yang kemudian bergabung menjadi suatu sistem yang berderajat tinggi yang membentuk dinding sel yang akhirnya membentuk jaringan kayu. (Fengel.D, 1995)
2.1.2 Sifat – Sifat Kayu
2.1.2.1 Sifat fisik kayu
Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi aneka sifat kayu. Makin berat kayu itu, umumnya makin kuat pula kayunya. Semakin ringan suatu jenis kayu, akan berkurang pula kekuatannya. Berat jenis ditentukan antara lain oleh tebal dinding sel, dan kecilnya rongga sel yang membentuk pori-pori.
a. Keawetan alami kayu Yang dimaksud dengan keawetan alami, ialah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsur-unsur perusak kayu dari luar seperti : 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) yang
Universitas Sumatera Utara
merupakan sebagian unsur racun bagi perusak-perusak kayu, sehingga perusak tersebut tidak sampai masuk dan tinggal di dalamnya serta merusak kayu.
b. Warna kayu Ada beraneka macam, antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat muda, coklat tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain sebagainya. Hal ini disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda. Warna suatu jenis kayu dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut : umur pohon dan kelembaban udara. Kayu pohon yang lebih tua dapat lebih gelap dari kayu pohon yang lebih muda dari jenis yang sama. Kayu yang kering berbeda pula warnanya dari kayu yang basah. Kayu yang lama berada diluar dapat lebih gelap, dapat juga lebih pucat daripada kayu yang segar.
c. Higroskopik Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air atau kelembaban. Suatu petunjuk, bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh kelembaban dan suhu udara pada suatu saat. Makin lembab udara disekitarnya akan makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Masuk dan keluarnya air dari kayu menyebabkan kayu itu basah atau kering. Akibatnya kayu itu akan mengembang atau menyusut.
d. Tekstur Tekstur ialah ukuran relatif sel-sel kayu. Yang dimaksud dengan sel kayu ialah serat-serat kayu. Jadi dapat dikatakan tekstur ialah ukuran relatif serat-serat kayu. Berdasarkan teksturnya, jenis kayu digolongkan kedalam : − Kayu bertekstur halus, contoh : giam, lara, kulim dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
− Kayu bertekstur sedang, contoh : jati, senokeling dan lain-lain. − Kayu bertekstur kasar, contoh : kempas, meranti ddan lain-lain.
e. Serat Bagian ini terutama menyangkut sifat kayu, yang menunjukkan arah umum sel-sel kayu didalam kayu terhadap sumbu batang pohon asal potongan tadi. 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 menyimpanag atau membentuk sudut terhadap sumbu batang, dikatakan kayu itu berserat mencong.
f. Kekerasan Pada umunya terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dan berat kayu. Kayu-kayu yang keras juga termasuk kayu-kayu yang berat. Sebaliknya kayu ringan adalah kayu yang lunak. Cara menetapkan kekerasan kayu ialah dengan memotong kayu tersebut dengan arah melintang. Kayu yang sangat keras akan sulit dipotong melintang dengan pisau. Pisau tersebut akan meleset dan hasil potongannya akan memberi tanda kilau pada kayu. Kayu yang lunak akan mudah rusak, dan hasil potongan melintangnya akan memberikan hasil yang kasar dan suram.
g. Kesan raba Kesan raba suatu jenis kayu adalah kesan yang diperoleh pada saat kita meraba permukaan kayu tersebut. Ada kayu yang bila diraba memberi kesan kasar, halus, licin, dingin dan sebagainya. Kesan raba yang berbeda-beda itu untuk tiap-tiap jenis kayu tergantung dari : tekstur kayu, besar kecilnya air yang dikandung, dan kadar zat ekstraktif di dalam kayu.
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.2 Sifat mekanik kayu
Sifat-sifat mekanik atau kekuatan kayu ialah kemampuan kayu untuk menahan muatan dari luar. Yang dimaksud dengan muatan dari luar ialah gaya-gaya di luar benda yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya benda. Dalam hal ini dibedakan menjadi beberapa macam kekuatan sebagai berikut :
a. Keteguhan tarik Kekuatan atau keteguhan tarik suatu jenis kayu ialah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu itu. Kekuatan tarik terbesar pada kayu ialah sejajar arah serat.
b. Keteguhan tekan/kompresi Keteguhan tekan suatu jenis kayu ialah kekuatan kayu untuk menahan muatan jika kayu itu dipergunakan untuk penggunaan tertentu.
c. Keteguhan lengkung (lentur) Ialah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban-beban mati maupun hidup selain beban pukulan yang harus dipukul oleh kayu tersebut.
d. Keuletan Kayu yang sukar dibelah, dikatakan ulet. Dalam keuletan ini, keuletan kayu diartikan sebagai kemampuan kayu untuk menyerap sejumlah tenaga yang relatif besar atau tahan terhadap kejutan-kejutan atau tegangan-tegangan yang berulang-
Universitas Sumatera Utara
ulang yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen dan kerusakan sebagian.
e. Kekerasan Kekerasan kayu dapat diartikan sebagai kemampuan kayu untuk Manahan kikisan (abrasi).
2.1.2.3 Sifat kimia kayu
Susunan kimia kayu digunakan sebagai pengenal ketahanan kayu terhadap serangan makhluk perusak kayu. Selain itu dapat pula menentukan pengerjaan dan pengolahan kayu, sehingga didapat hasil yang maksimal. Pada umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu daun jarum terdiri dari 3 unsur : − Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselulosa − Unsur non-karbohidrat terdiri dari lignin − Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan dinamakan zat ekstraktif.
(Dumanauw.J.F, 1993)
Tabel 2.1 Komposisi unsur kayu Unsur
% berat kering
Karbon
49
Hidrogen
6
Oksigen
44
Nitrogen
Sedikit
Abu
0,1
(Haygreen.J.G, 1987)
Universitas Sumatera Utara
2.1.3 Komposisi Kimia Kayu
2.1.3.1 Zat – zat makromolekul
Sel kayu terutama terdiri atas selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Dimana selulosa membentuk kerangka yang dikelilingi oleh senyawa-senyawa lain yang berfungsi sebagai matriks (hemiselulosa) dan bahan-bahan yang melapisi (lignin). Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara komponenkomponen makromolekul utama dinding sel selulosa, poliosa (hemiselulosa) dan lignin, yang terdapat pada semua kayu, dan komponen-komponen minor dengan berat molekul kecil (ekstraktif dan zat-zat mineral). Perbandingan dan komposisi kimia lignin dan poliosa berbeda pada kayu lunak dan kayu keras, sedangkan selulosa merupakan komponen yang seragam pada semua kayu.
(Sjostrom.E, 1993)
Kayu
Senyawa berat molekul kecil
Bahan Organik
Bahan Anorganik
Ektraktif
Abu
Senyawa makromolekul
polisakarida
Selulosa
Lignin
Poliosa
Gambar 2.1 Bagan umum komponen kayu (Fengel.D, 1995)
Universitas Sumatera Utara
Unsur-unsur penyusun kayu tergabung dalam sejumlah senyawa organik: selulosa, hemiselulosa dan lignin. Proporsi lignin dan hemiselulosa sangat bervariasi di antara spesies-spesies kayu, dan juga antara kayu keras dan kayu lunak.
Tabel 2.2 Komponen kimia menurut golongan kayu % Berat Kering Tipe Selulosa
Hemiselulosa
Lignin
Kayu Keras
40 – 44
15 – 35
18 – 25
Kayu Lunak
40 – 44
20 -32
25 -35
Sumber : Kollmann dan Cote (1968)
(Haygreen.J.G, 1987)
1. Selulosa Jelas bahwa pemanfaatan selulosa secara tradisional yang terpenting, yang merupakan setengah dari zat penyusun kayu, adalah sebagai bahan baku untuk produksi kertas. Dalam berbagai bentuk pulp, selulosa mewakili bahan baku untuk produksi berbagai tipe kertas dan karton, dan juga menghasilkan produk-produk selulosa yang dimodifikasi.
(Hohnholz.J.H, 1988)
Selulosa merupakan komponen kayu yang terbesar, yang dalam kayu lunak dan kayu keras jumlahnya mencapai hampir setengahnya. Selulosa merupakan polimer linear dengan berat molekul tinggi yang tersusun seluruhnya atas β-Dglukosa. Karena sifat-sifat kimia dan fisiknya maupun struktur supramolekulnya maka ia dapat memnuhi fungsinya sebagai komponen struktur utama dinding sel tumbuhan. (Fengel.D, 1995)
Universitas Sumatera Utara
Bahan dasar selulosa ialah glukosa, dengan rumus C6H12O6. Molekul-molekul glukosa disambung menjadi molekul-molekul besar, panjang dan berbetuk rantai dalam susunan menjadi selulosa. Selulosa merupakan bahan dasar yang penting bagi industri-industr yang memakai selulosa sebagai bahan baku, misalnya : pabrik kertas, pabrik sutera tiruan dan lain sebagainya.
(Dumanauw.J.F, 1993)
2. Poliosa (Hemiselulosa) Persentase dalam kayu lembek lunak (softwood) rata-rata lebih rendah (15-25%). Di samping itu, strukturnya dibedakan dalam dua tipe kayu. Dalam kayu keras dan tanaman tahunan yang dominan adalah jenis pentose (terutama xilan), sedangkan dalam hemiselulosa kayu lunak yang dominan adalah jenis hexosa mudah diisolasi dari kayu dan lebih mudah dihidrolisis dibandingkan tanaman yang kadang-kadang terikat rapat oleh selulosa. Dalam pulp kertas atau dalam kertas, hemiselulosa berperanan sebagai perekat alam dan memperkuat ikatan antara serat ke serat. (Hohnholz.J.H, 1988)
Beberapa polisakarida kayu secara ekstensif dapat larut di dalam air. Jenis pohon tropis tertentu membentuk suatu getah secara spontan, yang dikeluarkan berupa cairan kental pada bagian yang diberi luka/goresan dan setelah pengeringan getah tersebut akan mengeras, getah-getah yang mengeras tersebut yang berbentuk kecilkecil kaya akan polisakarida. Sebagai contoh dari getah ini adalah getah arabic, yang terdiri dari polisakarida yang dapat larut dalam air.
(Sjostrom.E, 1993)
Jumlah hemiselulosa dari berat kering kayu biasanya antara 20 dan 30%. Komposisi dan struktur hemiselulosa dalam kayu lunak secara khas berdeda dari kayu keras. Perbedaan-perbedaan yang besar juga terdapat dalam kandungan dan komposisi
Universitas Sumatera Utara
hemiselulosa antara batang, cabang, akar, dan kulit kayu. Seperti halnya selulosa kebanyakan hemiselulosa berfungsi sebagai bahan pendukung dalam dinding sel. (Sjostrom.E, 1995)
3. Lignin Lignin adalah komponen makromolekuler dinding sel ketiga. Lignin tersusun dari satuan-satuan fenilpropan yang satu sama lain dikelilingi berbagai jenis zat pengikat. Persentase rata-ratanya dalam kayu lunak adalah antara 25-35% dan dalam kayu keras antara 20-30%. Perbedaan struktural yang terpenting dari lignin kayu lunak dan lignin kayu keras, adalah bahwa lignin kayu keras mempunyai kandungan metoxil (-OCH3) yang lebih tinggi.
(Hohnholz.J.H, 1988)
Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi, tersusun atas unit-unit fenilpropan. Meskipun tersusun atas karbon, hydrogen dan oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat dan bahkan tidak ada hubungannya dengan golongan senyawa tersebut. Sebaliknya, lignin pada dasarnya adalah suatu fenol. Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang bermacammacam karenanya susunan lignin yang pasti didalam kayu tetap tidak menentu.
Lignin terdapat di antara sel-sel dan di dalam dinding sel. Di antara sel-sel, lignin berfungsi sebagai perekat untuk mengikat sel-sel bersama-sama. Dalam dinding sel, lignin sangat erat hubungannya dengan selulosa dan berfungsi untuk memberikan ketegaran pada sel. Lignin juga berpengaruh dalam mempertinggi sifat racun kayu yang membuat kayu tahan terhadap serangan cendawan dan serangga.
Universitas Sumatera Utara
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
OCH3
O
CH3O
C
OCH3
O
Kayu – Lunak
Kayu – Keras
Gambar 2.2 Bentuk umum lignin (Haygreen.J.G, 1987)
2.1.3.2 Zat – zat berat molekul rendah
Di samping komponen-komponen dinding sel, terdapat juga sejumlah zat-zat yang disebut bahan tambahan atau ekstraktif kayu. Meskipun komponen-komponen tersebut hanya memberikan saham beberapa persen pada massa kayu, komponen tersebut dapat memberikan pengaruh yang besar pada sifat-sifat dan kualitas pengolahan kayu. Beberapa komponen, seperti ion-ion logam tertentu, bahkan sangat penting untuk kehidupan pohon.
Zat-zat berat molekul rendah berasal dari golongan senyawa kimia yang sangat berbeda hingga sukar untuk membuat sistem klasifikasi yang jelas tetapi komprehensif. Klasifikasi yang mudah dapat dibuat dengan membaginya ke dalam zat
Universitas Sumatera Utara
organik dan anorganik. Bahan organik lazim disebut dengan ekstraktif, sedangkan bahan anorganik disebut dengan abu.
(Fengel.D, 1995)
1. Zat Ekstraktif Zat ekstraktif umumnya adalah zat yang mudah larut dalam pelarut seperti : eter, alkohol, bensin dan air. Banyaknya rata-rata 3 – 8% dari berat kayu kering tanur. Termasuk di dalamnya minyak-minyakan, resin, lilin, lemak, tannin, gula, pati, dan zat warna. Zat ekstraktif memiliki arti yang penting dalam kayu karena : − dapat mempengaruhi sifat keawetan, warna, bau, dan rasa suatu jenis kayu − dapat digunakan untuk mengenal suatu jenis kayu. (Dumanauw.J.F, 1993)
Kandungan dan komposisi ekstraktif berubah-ubah di antara spesies kayu. Tetapi juga terdapat variasi yang tergantung pada tapak geografi dan musim. Pada sisi lain, komposisi ekstraktif dapat digunakan untuk determinasi kayu-kayu tertentu yang sukar dibedakan secara anatomi. Komposisi ekstraktif dapat berubah selama pengeringan kayu, terutama senyawa-senyawa tak jenuh, lemak dan asam lemak terdegradasi. Fakta ini penting untuk produksi pulp karena ekstraktif tertentu dalam kayu segar mungkin menyebabkan noda kuning (gangguan getah) atau penguningan pulp. Ekstraktif dapat juga mempengaruhi kekuatan pulp, perekatan dan pengerjaan akhir kayu maupun sifat-sifat pengeringan.
(Fengel.D, 1995)
2. Abu Di samping persenyawaan-persenyawaan organik, di dalam kayu masih ada beberapa zat organik, yang disebut bagian-bagian abu (mineral pembentuk abu yang tertinggal setelah lignin dan selulosa habis terbakar). Kadar zat ini bervariasi antara 0,2 – 1% dari berat kayu.
(Dumanauw.J.F, 1993)
Universitas Sumatera Utara
Kayu hanya mengandung komponen-komponen anorganik dengan jumlah yang agak rendah, diukur sebagai abu yang jarang melebihi 1% dari berat kayu kering. Namun kandungan abu dalam tugi, daun, dan kulit dapat jauh lebih tinggi. Abu ini asalnya terutama dari berbagai garam yang diendapkan dalam dinding-dinding sel dan lumen. Endapan yang khas adalah berbagai garam-garam logam, seperti karbonat, silikat, oksalat, dan fosfat. Komponen logam yang paling banyak jumlahnya adalah kalsium diikuti kalium dan magnesium.
(Sjostrom.E, 1995)
2.2 Metode Pembuatan Pulp
2.2.1 Pembauatan Pulp Secara Mekanik
Dalam proses pembuatan pulp secara mekanik, pemisahan serat dilakukan dengan cara menggunakan tenaga mekanik. Proses ini dilakukan dengan menggiling kayu menjadi serat pulp dan menghasilkan rendemen sebesar 90 – 95%, tetapi menyebabkan kerusakan pada serat. Penggunaan pulp yang dihasilkan pada proses mekanik ini nilainya kecil sekali, karena pulp itu masih mengandung banyak lignin dan serat-seratnya tidak murni sebagai serat.
(Anonim, 2003)
2.2.2 Pembuatan Pulp Secara Semikimia
Proses-proses pembuatan pulp secara semikimia pada dasarnya ditandai dengan perlakuan kimia yang didahului dengan tahap penggilingan secara mekanik. Pulp-pulp semikimia merupakan kelompok pulp khusus yang diperoleh terutama dari kayu keras dengan rendemen antara 65 dan 85% bahkan hingga 92%.
Universitas Sumatera Utara
Proses yang pokok meliputi tiga tahap utama : −
pelepasan serat dengan penggiling cakram
−
impregmentasi dengan lindi natrium sulfit
−
pemasakan pada suhu antara 160 dan 1900C.
(Fengel.D, 1995)
2.2.3 Pembuatan Pulp Secara Kimia
Pada proses pembuatan pulp secara kimia, bahan yang terdapat ditengah lapisan kayu akan dilarutkan agar serat dapat terlepas dari zat-zat yang mengikatnya. Hal yang merugikan pada proses ini adalah rendemen yang rendah yaitu 45 – 55%.
Proses kimia dibagi menjadi tiga kategori : −
Proses soda
−
Proses sulfit
−
Proses sulfat
Dalam proeses soda, kayu dimasak dengan larutan sodium hidroksida. Nama proses “soda” karena bahan kimia yang ditambahkan kedalam prosesnya berupa sodium karbonat. Pada proses sulfit, larutan pemasak yang dipakai adalah asam-asam yang mengandung sulfur dari logam alkali, atau alkali tanah berupa bisulfit. Sedangkan pada proses sulfat larutan pemasak yang dipakai adalah larutan berair dari sodium hidroksida (NaOH) dan sodium sulfida (Na2S). Namun saat ini proses pembuatan pulp paling banyak dipakai adalah proses sulfat atau disebut juga proses kraft.
(Anonim, 2003)
Universitas Sumatera Utara
2.3
Tahap Pembuatan Pulp
2.3.1
Unit Persiapan Kayu (Wood Preparation)
Kayu dibawa ke lokasi pabrik dengan menggunakan truk-truk pengangkut kayu, kayukayu tersebut berasal dari hutan yang dikelolah oleh perusahaan, kemudian kayu tersebut dibongkar dengan menggunakan sebuah goliath crane yang besar di wood yard, selanjutnya mengumpankan gelondongan-gelondongan kayu tersebut ke wood room atas dasar pertama datang pertama digunakan. Glondongan-glondongan kayu tersebut selanjutnya dikuliti, dipotong-potong, disaring dan disimpan pada tumpukan serpihan kayu yang disebut dengan chip file.
2.3.2 Unit Pemasakan (Digester)
Serpihan kayu yang berasal dari chip file dikirim ke tungku pemasakan yang lazim disebut dengan digester menggunakan sebuah belt conveyor. Digester adalah sebuah bejana bertekanan yang didalamnya serpihan kayu, yang dimasak dengan sejumlah tertentu larutan kimia serta dengan panas dan tekanan untuk memisahkan bagianbagian yang berupa serat kayu dari bagian-bagian yang bukan serat dengan cara melarutkan bagian yang bukan serat itu, dimana prosesnya dinamakan ‘’cooking’’. Chip dimasak didalam digester dengan menggunakan panas. Bahan kimia yang digunakan adalah Caustic (NaOH) dan Sodium Sulfide (Na2S), campuran ini dinamakan WL. Digester mempunyai tinggi sekitar 18,6 m dengan diameter 4,2 m dan volume 200 m3 yang dirancang untuk bekerja pada tekanan tinggi hingga 12 kg/cm2, temperatur ±1950C dan terdapat dua saringan yang diletakkan didalam digester.
Universitas Sumatera Utara
Setelah siklus
pemasakan selesai pulp dihembuskan menuju tangki
penampungan (blow tank). Dari blow tank dipompakan melewati unit pemisahan mata kayu yang disebut dengan Pressure Knotter. Proses pemasakan berlangsung selama ± 4 jam pada suhu 1700C dan tekanan sekitar ± 7 kg/cm2.
2.3.3 Unit Pencucian dan Penyaringan (Washing and Screening)
Proses selanjutnya setelah proses pemasakan adalah pencucian dan penyaringan. Setelah selesai dari unit digester kemudian akan menuju ke unit pencucian tiga tahap, kemudian dikirim ke unit penyaringan dan sesudah itu dikirim ke unit pencucian tahap keempat. Bubur kertas setelah melalui unit pencucian tahap yang keempat disimpan dalam sebuah High Density Unbleached Storage Tower dengan konsistensi 12%. Untuk kemudian diolah pada unit pengelantangan.
2.3.4 Unit Pengelantangan (Bleaching)
Tujuan bleaching adalah untuk memutihkan bubur pulp. Unit ini terdiri dari empat tahap, 2 tahap yang pertama pada BKP (Bleached Kraft Pulp) dan DKP (Dissolving Kraft Pulp) adalah sama, tahap pertama adalah perlakuan pengolahan terhadap pulp dengan menggunakan khlorine dioksida (ClO2) yang diikuti dengan ekstraksi oksidai oleh peroksida (H2O2) pada tahap yang kedua. Pengelantangan pada tahap yang ketiga dan keempat pada DKP adalah perlakuan dengan Khlorine Dioksida. Untuk BKP tahap yang ketiga adalah perlakuan pengelolahan dengan dengan khlorine Dioksida yang diikuti dengan Sodium peroksida pada tahap yang terakhir.
Universitas Sumatera Utara
2.3.5 Unit Pulp Machine
Pulp machine dirancang dengan fungsi utamanya memisahkan air dari bubur pulp dengan cara sangat efisiensi tanpa merusak struktur serat, berat dasar, dan formasi pulp yang dihasilkan sehingga memilki kekuatan lembaran yang maksimum. Pulp machine merupakan tahapan terakhir dari proses produksi pulp yang memilki kepentingan sendiri. Pulp yang keluar dari pulp machine dalam bentuk lembaran akan dikeringkan di dalam sebuah alat pengeringan dengan nama Air Bone Flakt Dryer. Sesudah itu lembaran tersebut dipotong-potong, ditimbang, dibungkus, diikat dengan kawat, dan diberi tanda serta disimpan di gudang.
(Anonim, 2003)
2.4 Total Alkali Aktif dan Sulfiditas
Pembuatan pulp kraft dilakukan dengan larutan yang terdiri atas natium hidroksida dan natrium sulfida, yang dinamakan “lindi putih”. Menurut terminologi digunakan definisi-definisi berikut, dimana semua bahan kimia dihitung sebagai ekuivalen natrium dan dinyatakan sebagai berat NaOH atau Na2O.
(Sjostrom.F, 1995)
Proses sulfat dilaporkan telah ada sejak 1884, yaitu ketika seorang ilmuan dari Jerman mendapat penghargaan dalam teknik pembuatan pulp kimia pH tinggi (alkalis) yang baru. Proses tersebut didasarkan atas penggunaan cairan pemasak yang dibuat terutama dari natrium hidroksida dan natrium sulfida dan namanya diperoleh berdasarkan penggunaan natrium sulfat sebagai bahan kimia pembantu dalam proses pemulihan cairan pemasak tersebut. Suatu bagian yang menarik dari cerita tersebut adalah keterangan bagaimana teknik ini dimodifikasi dan menjadi terkenal dengan proses kraft.
Universitas Sumatera Utara
Dapat dipulihkannya sisa cairan pemasak, ini menunjukkan bahwa proses sulfat (kraft) secara perbandingan bebas dari masalah pembuangan residu. Proses ini lebih lanjut efektif dalam pembuatan pulp segala spesies. Satu dampak negatif ialah suatu sifat bau kobis busuk yang khas yang disebabkan oleh senyawa-senyawa belerang yang mudah menguap. Biaya untuk menghilangkan bau ini sangat tinggi. Karena sistem alat penciuman manusia dapat mengenali konsentrasi yang sangat kecil sekalipun, maka senyawa-senyawa belerang benar-benar harus dihilangkan dari gasgas timbunan untuk memecahkan bau tersebut dengan sempurna. (Haygreen.J.G, 1987)
Konsentrasi TAA daripada WL merupakan hal yang sangat penting. Konsentrasi TAA dinyatakan sebagai gram per liter (gpl) dari aktif alkali (NaOH + Na2S) sebagai Na2O. Jika konsentrasi (gpl) WL nya rendah maka proses penghilangan lignin akan menjadi kurang baik sehingga menghasilkan banyak reject, sebaliknya jika konsentrasi (gpl) WL nya tinggi maka serat selulosa juga akan terserang dan rusak yang berakibat pada rendahnya kekuatan dan randemen pulp.
Komposisi lindi pemasak dalam pembuatan pulp sulfat dinyatakan dengan yang disebut sulfiditas, yang menyatakan nisbah Na2S terhadap alkali aktif, keduanya dinyatakan sebagai Na2O. Sulfiditas yang digunakan bervariasi menurut perubahan banyaknya alkali, suhu pemasakan dan sejumlah faktor lain. Besar kecilnya persentase sulfidity dalam WL akan mempengaruhi kecepatan reaksi penghilangan lignin, namun sulfidity diatas 30% tidak menguntungkan karena ia akan lebih banyak menyerang dan memutus rantai selulosanya. Pada umumnya konsentrasi TAA antara 100-102 gpl dan % Sulfidity sekitar 23 – 25%.
(Anonim, 2003)
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kayu
2.1.1 Pengertian Kayu
Kayu merupakan hasil hutan dari kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat sekaligus, yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pengertian kayu disini ialah sesuatu bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut, setelah diperhitungkan bagianbagian mana yang lebih banyak dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan. Baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar. (Dumanauw.J.F, 1990)
Selama periode prasejarah dan sesudahnya kayu tidak hanya digunakan untuk bahan bangunan tetapi juga semakin penting sebagai bahan mentah kimia untuk pembuatan arang (digunakan dalam peleburan besi), ter dan getah (digunakan untuk mengawetkan dan melapisi lambung kapal), dan kalium (digunakan dalam pembuatan gelas dan sebagai bahan pemucat kain dan tekstil kapas). Namun disisi lain kayu merupakan bahan dasar yang sangat modern. Kubah-kubah kayu yang besar dan perabot rumah yang indah membuktikan kagunaan dan keindahannya. Bahkan dalam
Universitas Sumatera Utara
bentuk alih seperti kayu lapis, papan partikel dan papan serat, kayu telah menjadi bahan bangunan yang berharga. Disamping itu, kayu merupakan bahan dasar pulp dan kertas, serat, film, aditif, dan banyak produk-produk lain.
Produk paling penting dari pengolahan kayu secara kimia adalah pulp. Kimia kayu dan komponen-komponennya tidak dapat dipisahkan dari strukturnya. Kayu tidak hanya merupakan senyawa kimia, atau jaringan anatomi, atau bahan tetapi merupakan gabungan dari ketiganya. Kesemuanya ini merupakan hasil hubungan yang erat dari komponen-komponen kimia yang membentuk unsur-unsur ultra struktur, yang kemudian bergabung menjadi suatu sistem yang berderajat tinggi yang membentuk dinding sel yang akhirnya membentuk jaringan kayu. (Fengel.D, 1995)
2.1.2 Sifat – Sifat Kayu
2.1.2.1 Sifat fisik kayu
Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi aneka sifat kayu. Makin berat kayu itu, umumnya makin kuat pula kayunya. Semakin ringan suatu jenis kayu, akan berkurang pula kekuatannya. Berat jenis ditentukan antara lain oleh tebal dinding sel, dan kecilnya rongga sel yang membentuk pori-pori.
a. Keawetan alami kayu Yang dimaksud dengan keawetan alami, ialah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsur-unsur perusak kayu dari luar seperti : 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) yang
Universitas Sumatera Utara
merupakan sebagian unsur racun bagi perusak-perusak kayu, sehingga perusak tersebut tidak sampai masuk dan tinggal di dalamnya serta merusak kayu.
b. Warna kayu Ada beraneka macam, antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat muda, coklat tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain sebagainya. Hal ini disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda. Warna suatu jenis kayu dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut : umur pohon dan kelembaban udara. Kayu pohon yang lebih tua dapat lebih gelap dari kayu pohon yang lebih muda dari jenis yang sama. Kayu yang kering berbeda pula warnanya dari kayu yang basah. Kayu yang lama berada diluar dapat lebih gelap, dapat juga lebih pucat daripada kayu yang segar.
c. Higroskopik Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air atau kelembaban. Suatu petunjuk, bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh kelembaban dan suhu udara pada suatu saat. Makin lembab udara disekitarnya akan makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Masuk dan keluarnya air dari kayu menyebabkan kayu itu basah atau kering. Akibatnya kayu itu akan mengembang atau menyusut.
d. Tekstur Tekstur ialah ukuran relatif sel-sel kayu. Yang dimaksud dengan sel kayu ialah serat-serat kayu. Jadi dapat dikatakan tekstur ialah ukuran relatif serat-serat kayu. Berdasarkan teksturnya, jenis kayu digolongkan kedalam : − Kayu bertekstur halus, contoh : giam, lara, kulim dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
− Kayu bertekstur sedang, contoh : jati, senokeling dan lain-lain. − Kayu bertekstur kasar, contoh : kempas, meranti ddan lain-lain.
e. Serat Bagian ini terutama menyangkut sifat kayu, yang menunjukkan arah umum sel-sel kayu didalam kayu terhadap sumbu batang pohon asal potongan tadi. 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 menyimpanag atau membentuk sudut terhadap sumbu batang, dikatakan kayu itu berserat mencong.
f. Kekerasan Pada umunya terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dan berat kayu. Kayu-kayu yang keras juga termasuk kayu-kayu yang berat. Sebaliknya kayu ringan adalah kayu yang lunak. Cara menetapkan kekerasan kayu ialah dengan memotong kayu tersebut dengan arah melintang. Kayu yang sangat keras akan sulit dipotong melintang dengan pisau. Pisau tersebut akan meleset dan hasil potongannya akan memberi tanda kilau pada kayu. Kayu yang lunak akan mudah rusak, dan hasil potongan melintangnya akan memberikan hasil yang kasar dan suram.
g. Kesan raba Kesan raba suatu jenis kayu adalah kesan yang diperoleh pada saat kita meraba permukaan kayu tersebut. Ada kayu yang bila diraba memberi kesan kasar, halus, licin, dingin dan sebagainya. Kesan raba yang berbeda-beda itu untuk tiap-tiap jenis kayu tergantung dari : tekstur kayu, besar kecilnya air yang dikandung, dan kadar zat ekstraktif di dalam kayu.
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.2 Sifat mekanik kayu
Sifat-sifat mekanik atau kekuatan kayu ialah kemampuan kayu untuk menahan muatan dari luar. Yang dimaksud dengan muatan dari luar ialah gaya-gaya di luar benda yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya benda. Dalam hal ini dibedakan menjadi beberapa macam kekuatan sebagai berikut :
a. Keteguhan tarik Kekuatan atau keteguhan tarik suatu jenis kayu ialah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu itu. Kekuatan tarik terbesar pada kayu ialah sejajar arah serat.
b. Keteguhan tekan/kompresi Keteguhan tekan suatu jenis kayu ialah kekuatan kayu untuk menahan muatan jika kayu itu dipergunakan untuk penggunaan tertentu.
c. Keteguhan lengkung (lentur) Ialah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban-beban mati maupun hidup selain beban pukulan yang harus dipukul oleh kayu tersebut.
d. Keuletan Kayu yang sukar dibelah, dikatakan ulet. Dalam keuletan ini, keuletan kayu diartikan sebagai kemampuan kayu untuk menyerap sejumlah tenaga yang relatif besar atau tahan terhadap kejutan-kejutan atau tegangan-tegangan yang berulang-
Universitas Sumatera Utara
ulang yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen dan kerusakan sebagian.
e. Kekerasan Kekerasan kayu dapat diartikan sebagai kemampuan kayu untuk Manahan kikisan (abrasi).
2.1.2.3 Sifat kimia kayu
Susunan kimia kayu digunakan sebagai pengenal ketahanan kayu terhadap serangan makhluk perusak kayu. Selain itu dapat pula menentukan pengerjaan dan pengolahan kayu, sehingga didapat hasil yang maksimal. Pada umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu daun jarum terdiri dari 3 unsur : − Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselulosa − Unsur non-karbohidrat terdiri dari lignin − Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan dinamakan zat ekstraktif.
(Dumanauw.J.F, 1993)
Tabel 2.1 Komposisi unsur kayu Unsur
% berat kering
Karbon
49
Hidrogen
6
Oksigen
44
Nitrogen
Sedikit
Abu
0,1
(Haygreen.J.G, 1987)
Universitas Sumatera Utara
2.1.3 Komposisi Kimia Kayu
2.1.3.1 Zat – zat makromolekul
Sel kayu terutama terdiri atas selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Dimana selulosa membentuk kerangka yang dikelilingi oleh senyawa-senyawa lain yang berfungsi sebagai matriks (hemiselulosa) dan bahan-bahan yang melapisi (lignin). Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara komponenkomponen makromolekul utama dinding sel selulosa, poliosa (hemiselulosa) dan lignin, yang terdapat pada semua kayu, dan komponen-komponen minor dengan berat molekul kecil (ekstraktif dan zat-zat mineral). Perbandingan dan komposisi kimia lignin dan poliosa berbeda pada kayu lunak dan kayu keras, sedangkan selulosa merupakan komponen yang seragam pada semua kayu.
(Sjostrom.E, 1993)
Kayu
Senyawa berat molekul kecil
Bahan Organik
Bahan Anorganik
Ektraktif
Abu
Senyawa makromolekul
polisakarida
Selulosa
Lignin
Poliosa
Gambar 2.1 Bagan umum komponen kayu (Fengel.D, 1995)
Universitas Sumatera Utara
Unsur-unsur penyusun kayu tergabung dalam sejumlah senyawa organik: selulosa, hemiselulosa dan lignin. Proporsi lignin dan hemiselulosa sangat bervariasi di antara spesies-spesies kayu, dan juga antara kayu keras dan kayu lunak.
Tabel 2.2 Komponen kimia menurut golongan kayu % Berat Kering Tipe Selulosa
Hemiselulosa
Lignin
Kayu Keras
40 – 44
15 – 35
18 – 25
Kayu Lunak
40 – 44
20 -32
25 -35
Sumber : Kollmann dan Cote (1968)
(Haygreen.J.G, 1987)
1. Selulosa Jelas bahwa pemanfaatan selulosa secara tradisional yang terpenting, yang merupakan setengah dari zat penyusun kayu, adalah sebagai bahan baku untuk produksi kertas. Dalam berbagai bentuk pulp, selulosa mewakili bahan baku untuk produksi berbagai tipe kertas dan karton, dan juga menghasilkan produk-produk selulosa yang dimodifikasi.
(Hohnholz.J.H, 1988)
Selulosa merupakan komponen kayu yang terbesar, yang dalam kayu lunak dan kayu keras jumlahnya mencapai hampir setengahnya. Selulosa merupakan polimer linear dengan berat molekul tinggi yang tersusun seluruhnya atas β-Dglukosa. Karena sifat-sifat kimia dan fisiknya maupun struktur supramolekulnya maka ia dapat memnuhi fungsinya sebagai komponen struktur utama dinding sel tumbuhan. (Fengel.D, 1995)
Universitas Sumatera Utara
Bahan dasar selulosa ialah glukosa, dengan rumus C6H12O6. Molekul-molekul glukosa disambung menjadi molekul-molekul besar, panjang dan berbetuk rantai dalam susunan menjadi selulosa. Selulosa merupakan bahan dasar yang penting bagi industri-industr yang memakai selulosa sebagai bahan baku, misalnya : pabrik kertas, pabrik sutera tiruan dan lain sebagainya.
(Dumanauw.J.F, 1993)
2. Poliosa (Hemiselulosa) Persentase dalam kayu lembek lunak (softwood) rata-rata lebih rendah (15-25%). Di samping itu, strukturnya dibedakan dalam dua tipe kayu. Dalam kayu keras dan tanaman tahunan yang dominan adalah jenis pentose (terutama xilan), sedangkan dalam hemiselulosa kayu lunak yang dominan adalah jenis hexosa mudah diisolasi dari kayu dan lebih mudah dihidrolisis dibandingkan tanaman yang kadang-kadang terikat rapat oleh selulosa. Dalam pulp kertas atau dalam kertas, hemiselulosa berperanan sebagai perekat alam dan memperkuat ikatan antara serat ke serat. (Hohnholz.J.H, 1988)
Beberapa polisakarida kayu secara ekstensif dapat larut di dalam air. Jenis pohon tropis tertentu membentuk suatu getah secara spontan, yang dikeluarkan berupa cairan kental pada bagian yang diberi luka/goresan dan setelah pengeringan getah tersebut akan mengeras, getah-getah yang mengeras tersebut yang berbentuk kecilkecil kaya akan polisakarida. Sebagai contoh dari getah ini adalah getah arabic, yang terdiri dari polisakarida yang dapat larut dalam air.
(Sjostrom.E, 1993)
Jumlah hemiselulosa dari berat kering kayu biasanya antara 20 dan 30%. Komposisi dan struktur hemiselulosa dalam kayu lunak secara khas berdeda dari kayu keras. Perbedaan-perbedaan yang besar juga terdapat dalam kandungan dan komposisi
Universitas Sumatera Utara
hemiselulosa antara batang, cabang, akar, dan kulit kayu. Seperti halnya selulosa kebanyakan hemiselulosa berfungsi sebagai bahan pendukung dalam dinding sel. (Sjostrom.E, 1995)
3. Lignin Lignin adalah komponen makromolekuler dinding sel ketiga. Lignin tersusun dari satuan-satuan fenilpropan yang satu sama lain dikelilingi berbagai jenis zat pengikat. Persentase rata-ratanya dalam kayu lunak adalah antara 25-35% dan dalam kayu keras antara 20-30%. Perbedaan struktural yang terpenting dari lignin kayu lunak dan lignin kayu keras, adalah bahwa lignin kayu keras mempunyai kandungan metoxil (-OCH3) yang lebih tinggi.
(Hohnholz.J.H, 1988)
Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi, tersusun atas unit-unit fenilpropan. Meskipun tersusun atas karbon, hydrogen dan oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat dan bahkan tidak ada hubungannya dengan golongan senyawa tersebut. Sebaliknya, lignin pada dasarnya adalah suatu fenol. Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang bermacammacam karenanya susunan lignin yang pasti didalam kayu tetap tidak menentu.
Lignin terdapat di antara sel-sel dan di dalam dinding sel. Di antara sel-sel, lignin berfungsi sebagai perekat untuk mengikat sel-sel bersama-sama. Dalam dinding sel, lignin sangat erat hubungannya dengan selulosa dan berfungsi untuk memberikan ketegaran pada sel. Lignin juga berpengaruh dalam mempertinggi sifat racun kayu yang membuat kayu tahan terhadap serangan cendawan dan serangga.
Universitas Sumatera Utara
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
OCH3
O
CH3O
C
OCH3
O
Kayu – Lunak
Kayu – Keras
Gambar 2.2 Bentuk umum lignin (Haygreen.J.G, 1987)
2.1.3.2 Zat – zat berat molekul rendah
Di samping komponen-komponen dinding sel, terdapat juga sejumlah zat-zat yang disebut bahan tambahan atau ekstraktif kayu. Meskipun komponen-komponen tersebut hanya memberikan saham beberapa persen pada massa kayu, komponen tersebut dapat memberikan pengaruh yang besar pada sifat-sifat dan kualitas pengolahan kayu. Beberapa komponen, seperti ion-ion logam tertentu, bahkan sangat penting untuk kehidupan pohon.
Zat-zat berat molekul rendah berasal dari golongan senyawa kimia yang sangat berbeda hingga sukar untuk membuat sistem klasifikasi yang jelas tetapi komprehensif. Klasifikasi yang mudah dapat dibuat dengan membaginya ke dalam zat
Universitas Sumatera Utara
organik dan anorganik. Bahan organik lazim disebut dengan ekstraktif, sedangkan bahan anorganik disebut dengan abu.
(Fengel.D, 1995)
1. Zat Ekstraktif Zat ekstraktif umumnya adalah zat yang mudah larut dalam pelarut seperti : eter, alkohol, bensin dan air. Banyaknya rata-rata 3 – 8% dari berat kayu kering tanur. Termasuk di dalamnya minyak-minyakan, resin, lilin, lemak, tannin, gula, pati, dan zat warna. Zat ekstraktif memiliki arti yang penting dalam kayu karena : − dapat mempengaruhi sifat keawetan, warna, bau, dan rasa suatu jenis kayu − dapat digunakan untuk mengenal suatu jenis kayu. (Dumanauw.J.F, 1993)
Kandungan dan komposisi ekstraktif berubah-ubah di antara spesies kayu. Tetapi juga terdapat variasi yang tergantung pada tapak geografi dan musim. Pada sisi lain, komposisi ekstraktif dapat digunakan untuk determinasi kayu-kayu tertentu yang sukar dibedakan secara anatomi. Komposisi ekstraktif dapat berubah selama pengeringan kayu, terutama senyawa-senyawa tak jenuh, lemak dan asam lemak terdegradasi. Fakta ini penting untuk produksi pulp karena ekstraktif tertentu dalam kayu segar mungkin menyebabkan noda kuning (gangguan getah) atau penguningan pulp. Ekstraktif dapat juga mempengaruhi kekuatan pulp, perekatan dan pengerjaan akhir kayu maupun sifat-sifat pengeringan.
(Fengel.D, 1995)
2. Abu Di samping persenyawaan-persenyawaan organik, di dalam kayu masih ada beberapa zat organik, yang disebut bagian-bagian abu (mineral pembentuk abu yang tertinggal setelah lignin dan selulosa habis terbakar). Kadar zat ini bervariasi antara 0,2 – 1% dari berat kayu.
(Dumanauw.J.F, 1993)
Universitas Sumatera Utara
Kayu hanya mengandung komponen-komponen anorganik dengan jumlah yang agak rendah, diukur sebagai abu yang jarang melebihi 1% dari berat kayu kering. Namun kandungan abu dalam tugi, daun, dan kulit dapat jauh lebih tinggi. Abu ini asalnya terutama dari berbagai garam yang diendapkan dalam dinding-dinding sel dan lumen. Endapan yang khas adalah berbagai garam-garam logam, seperti karbonat, silikat, oksalat, dan fosfat. Komponen logam yang paling banyak jumlahnya adalah kalsium diikuti kalium dan magnesium.
(Sjostrom.E, 1995)
2.2 Metode Pembuatan Pulp
2.2.1 Pembauatan Pulp Secara Mekanik
Dalam proses pembuatan pulp secara mekanik, pemisahan serat dilakukan dengan cara menggunakan tenaga mekanik. Proses ini dilakukan dengan menggiling kayu menjadi serat pulp dan menghasilkan rendemen sebesar 90 – 95%, tetapi menyebabkan kerusakan pada serat. Penggunaan pulp yang dihasilkan pada proses mekanik ini nilainya kecil sekali, karena pulp itu masih mengandung banyak lignin dan serat-seratnya tidak murni sebagai serat.
(Anonim, 2003)
2.2.2 Pembuatan Pulp Secara Semikimia
Proses-proses pembuatan pulp secara semikimia pada dasarnya ditandai dengan perlakuan kimia yang didahului dengan tahap penggilingan secara mekanik. Pulp-pulp semikimia merupakan kelompok pulp khusus yang diperoleh terutama dari kayu keras dengan rendemen antara 65 dan 85% bahkan hingga 92%.
Universitas Sumatera Utara
Proses yang pokok meliputi tiga tahap utama : −
pelepasan serat dengan penggiling cakram
−
impregmentasi dengan lindi natrium sulfit
−
pemasakan pada suhu antara 160 dan 1900C.
(Fengel.D, 1995)
2.2.3 Pembuatan Pulp Secara Kimia
Pada proses pembuatan pulp secara kimia, bahan yang terdapat ditengah lapisan kayu akan dilarutkan agar serat dapat terlepas dari zat-zat yang mengikatnya. Hal yang merugikan pada proses ini adalah rendemen yang rendah yaitu 45 – 55%.
Proses kimia dibagi menjadi tiga kategori : −
Proses soda
−
Proses sulfit
−
Proses sulfat
Dalam proeses soda, kayu dimasak dengan larutan sodium hidroksida. Nama proses “soda” karena bahan kimia yang ditambahkan kedalam prosesnya berupa sodium karbonat. Pada proses sulfit, larutan pemasak yang dipakai adalah asam-asam yang mengandung sulfur dari logam alkali, atau alkali tanah berupa bisulfit. Sedangkan pada proses sulfat larutan pemasak yang dipakai adalah larutan berair dari sodium hidroksida (NaOH) dan sodium sulfida (Na2S). Namun saat ini proses pembuatan pulp paling banyak dipakai adalah proses sulfat atau disebut juga proses kraft.
(Anonim, 2003)
Universitas Sumatera Utara
2.3
Tahap Pembuatan Pulp
2.3.1
Unit Persiapan Kayu (Wood Preparation)
Kayu dibawa ke lokasi pabrik dengan menggunakan truk-truk pengangkut kayu, kayukayu tersebut berasal dari hutan yang dikelolah oleh perusahaan, kemudian kayu tersebut dibongkar dengan menggunakan sebuah goliath crane yang besar di wood yard, selanjutnya mengumpankan gelondongan-gelondongan kayu tersebut ke wood room atas dasar pertama datang pertama digunakan. Glondongan-glondongan kayu tersebut selanjutnya dikuliti, dipotong-potong, disaring dan disimpan pada tumpukan serpihan kayu yang disebut dengan chip file.
2.3.2 Unit Pemasakan (Digester)
Serpihan kayu yang berasal dari chip file dikirim ke tungku pemasakan yang lazim disebut dengan digester menggunakan sebuah belt conveyor. Digester adalah sebuah bejana bertekanan yang didalamnya serpihan kayu, yang dimasak dengan sejumlah tertentu larutan kimia serta dengan panas dan tekanan untuk memisahkan bagianbagian yang berupa serat kayu dari bagian-bagian yang bukan serat dengan cara melarutkan bagian yang bukan serat itu, dimana prosesnya dinamakan ‘’cooking’’. Chip dimasak didalam digester dengan menggunakan panas. Bahan kimia yang digunakan adalah Caustic (NaOH) dan Sodium Sulfide (Na2S), campuran ini dinamakan WL. Digester mempunyai tinggi sekitar 18,6 m dengan diameter 4,2 m dan volume 200 m3 yang dirancang untuk bekerja pada tekanan tinggi hingga 12 kg/cm2, temperatur ±1950C dan terdapat dua saringan yang diletakkan didalam digester.
Universitas Sumatera Utara
Setelah siklus
pemasakan selesai pulp dihembuskan menuju tangki
penampungan (blow tank). Dari blow tank dipompakan melewati unit pemisahan mata kayu yang disebut dengan Pressure Knotter. Proses pemasakan berlangsung selama ± 4 jam pada suhu 1700C dan tekanan sekitar ± 7 kg/cm2.
2.3.3 Unit Pencucian dan Penyaringan (Washing and Screening)
Proses selanjutnya setelah proses pemasakan adalah pencucian dan penyaringan. Setelah selesai dari unit digester kemudian akan menuju ke unit pencucian tiga tahap, kemudian dikirim ke unit penyaringan dan sesudah itu dikirim ke unit pencucian tahap keempat. Bubur kertas setelah melalui unit pencucian tahap yang keempat disimpan dalam sebuah High Density Unbleached Storage Tower dengan konsistensi 12%. Untuk kemudian diolah pada unit pengelantangan.
2.3.4 Unit Pengelantangan (Bleaching)
Tujuan bleaching adalah untuk memutihkan bubur pulp. Unit ini terdiri dari empat tahap, 2 tahap yang pertama pada BKP (Bleached Kraft Pulp) dan DKP (Dissolving Kraft Pulp) adalah sama, tahap pertama adalah perlakuan pengolahan terhadap pulp dengan menggunakan khlorine dioksida (ClO2) yang diikuti dengan ekstraksi oksidai oleh peroksida (H2O2) pada tahap yang kedua. Pengelantangan pada tahap yang ketiga dan keempat pada DKP adalah perlakuan dengan Khlorine Dioksida. Untuk BKP tahap yang ketiga adalah perlakuan pengelolahan dengan dengan khlorine Dioksida yang diikuti dengan Sodium peroksida pada tahap yang terakhir.
Universitas Sumatera Utara
2.3.5 Unit Pulp Machine
Pulp machine dirancang dengan fungsi utamanya memisahkan air dari bubur pulp dengan cara sangat efisiensi tanpa merusak struktur serat, berat dasar, dan formasi pulp yang dihasilkan sehingga memilki kekuatan lembaran yang maksimum. Pulp machine merupakan tahapan terakhir dari proses produksi pulp yang memilki kepentingan sendiri. Pulp yang keluar dari pulp machine dalam bentuk lembaran akan dikeringkan di dalam sebuah alat pengeringan dengan nama Air Bone Flakt Dryer. Sesudah itu lembaran tersebut dipotong-potong, ditimbang, dibungkus, diikat dengan kawat, dan diberi tanda serta disimpan di gudang.
(Anonim, 2003)
2.4 Total Alkali Aktif dan Sulfiditas
Pembuatan pulp kraft dilakukan dengan larutan yang terdiri atas natium hidroksida dan natrium sulfida, yang dinamakan “lindi putih”. Menurut terminologi digunakan definisi-definisi berikut, dimana semua bahan kimia dihitung sebagai ekuivalen natrium dan dinyatakan sebagai berat NaOH atau Na2O.
(Sjostrom.F, 1995)
Proses sulfat dilaporkan telah ada sejak 1884, yaitu ketika seorang ilmuan dari Jerman mendapat penghargaan dalam teknik pembuatan pulp kimia pH tinggi (alkalis) yang baru. Proses tersebut didasarkan atas penggunaan cairan pemasak yang dibuat terutama dari natrium hidroksida dan natrium sulfida dan namanya diperoleh berdasarkan penggunaan natrium sulfat sebagai bahan kimia pembantu dalam proses pemulihan cairan pemasak tersebut. Suatu bagian yang menarik dari cerita tersebut adalah keterangan bagaimana teknik ini dimodifikasi dan menjadi terkenal dengan proses kraft.
Universitas Sumatera Utara
Dapat dipulihkannya sisa cairan pemasak, ini menunjukkan bahwa proses sulfat (kraft) secara perbandingan bebas dari masalah pembuangan residu. Proses ini lebih lanjut efektif dalam pembuatan pulp segala spesies. Satu dampak negatif ialah suatu sifat bau kobis busuk yang khas yang disebabkan oleh senyawa-senyawa belerang yang mudah menguap. Biaya untuk menghilangkan bau ini sangat tinggi. Karena sistem alat penciuman manusia dapat mengenali konsentrasi yang sangat kecil sekalipun, maka senyawa-senyawa belerang benar-benar harus dihilangkan dari gasgas timbunan untuk memecahkan bau tersebut dengan sempurna. (Haygreen.J.G, 1987)
Konsentrasi TAA daripada WL merupakan hal yang sangat penting. Konsentrasi TAA dinyatakan sebagai gram per liter (gpl) dari aktif alkali (NaOH + Na2S) sebagai Na2O. Jika konsentrasi (gpl) WL nya rendah maka proses penghilangan lignin akan menjadi kurang baik sehingga menghasilkan banyak reject, sebaliknya jika konsentrasi (gpl) WL nya tinggi maka serat selulosa juga akan terserang dan rusak yang berakibat pada rendahnya kekuatan dan randemen pulp.
Komposisi lindi pemasak dalam pembuatan pulp sulfat dinyatakan dengan yang disebut sulfiditas, yang menyatakan nisbah Na2S terhadap alkali aktif, keduanya dinyatakan sebagai Na2O. Sulfiditas yang digunakan bervariasi menurut perubahan banyaknya alkali, suhu pemasakan dan sejumlah faktor lain. Besar kecilnya persentase sulfidity dalam WL akan mempengaruhi kecepatan reaksi penghilangan lignin, namun sulfidity diatas 30% tidak menguntungkan karena ia akan lebih banyak menyerang dan memutus rantai selulosanya. Pada umumnya konsentrasi TAA antara 100-102 gpl dan % Sulfidity sekitar 23 – 25%.
(Anonim, 2003)
Universitas Sumatera Utara
Related Documents c2h70
Pengertian Kayu 6q1y62
December 2021 0
Kayu Manis 6p1m5m
April 2020 24
Turap Kayu 3h2946
November 2020 0
Penggergajian Kayu g4y51
December 2020 0
Lesung Kayu 6c724w
October 2021 0