BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya adalah alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa. Kertas dikenal sebagai media utama untuk menulis, mencetak serta melukis dan banyak kegunaan lain yang dapat dilakukan dengan kertas misalnya kertas pembersih (tissue) yang digunakan untuk hidangan, kebersihan ataupun toilet.
Adanya kertas merupakan revolusi baru dalam dunia tulis menulis yangmenyumbangkan arti besar dalam peradaban dunia. Sebelum ditemukan kertas, bangsa-bangsa dahulu menggunakan tablet dari tanah lempung yang dibakar. Hal ini bisa dijumpai dari peradaban bangsa Sumeria, prasasti dari batu, kayu, bambu, kulit atau tulang binatang, sutra, bahkan daun lontar yang dirangkai seperti dijumpai pada naskah-naskah nusantara beberapa abad lampau.\
Industri kertas merupakan salah satu jenis industri terbesar di dunia dengan menghasilkan 178 juta ton of pulp, 278 juta ton kertas dan karton, dan menghabiskan 670 juta ton kayu. Pertumbuhannya dalam dekade berikutnya diperkirakan antara 2% hingga 3.5% per tahun, sehingga membutuhkan kenaikan kayu log yang dihasilkan dari lahan hutan seluas 1 sampai 2 juta hektar setiap tahun.
Dalam proses produksinya industri pulp and paper membutuhkan air dalam jumlah yang sangat besar. Hal ini dapat mengancam kelestarian habitat di sekitarnya karena mengurangi tingkat ketersediaan air bagi kehidupan hewan air dan merubah suhu air.
Pulp dibuat secara mekanis maupun kimia dengan memisahkan serat kayu atau selulosa dari bahan lain. Dalam proses kraft pulping, larutan campuran antara sodium hidroksida dan sodium sulfida digunakan untuk melarutkan bahan tidak berserat. Pulp kemudian diputihkan untuk menghasilkan kertas yang putih.
Beberapa zat kimia digunakan dalam proses pemutihan (bleaching) antara lain gas klorin, sodium hidroksida, kalsium hipoklorit, klorin dioksida, hidrogen peroksida dan sodium peroksida. Setelah penambahan filter dan pewarna, bubur kertas dibuat menjadi kertas. Beberapa jenis pelapis juga digunakan dalam tahap penyelesaian.
1.2. Tujuan
Makalah ini disusun untuk menerangkan proses pembuatan kertas mulai dari proses penyedian bahan, pulping, sampai pembuatan kertas sesuai dengan kebutuhan.
BAB II
PROSES PRODUKSI KERTAS
Dalam proses produksi kertas dilakukan beberapa tahapan proses utama, yaitu penyediaan bahan baku, pulping, cleaning, refining, oksigen delignification, bleaching, mixing, blending, dan paper making.
1.1. Penyediaan Bahan Baku
Penyediaan bahan baku adalah proses pengolahan bahan mentah menjadi bahan baku yang siap digunakan dalam proses pembentukan kertas. Proses bahan baku ini dilakukan melalui proses penghancuran lembaran pulp dan pencampuran bahan kimia untuk mendapatkan kualitas kertas yang baik.
1.1.1. Pemilihan Jenis Kayu
Jenis kayu yang banyak digunakan dalam pembuatan kertas adalah:
• Kayu lunak (softwood), adalah kayu dari tumbuhan konifer contohnya pohon pinus.
• Kayu keras (hard wood), adalah kayu dari tumbuhan yang menggugurkan daunnya setiap tahun.
Kayu lunak yang memiliki panjang dan kekasaran lebih besar digunakan untuk memberi kekuatan pada kertas. Kayu keras lebih halus dan kompak sehingga menghasilkan permukaan kertas yang halus. Kayu keras juga lebih mudah diputihkan hingga warnanya lebih terang karena memiliki lebih sedikit lignin. Kertas umumnya tersusun atas campuran kayu keras dan kayu lunak untuk mencapai kekuatan dan permukaan cetak yang diinginkan pembeli.
Kayu sebagai bahan dasar dalam industri kertas mengandung beberapa komponen antara lain :
• Selulosa, tersusun atas molekul glukosa rantai lurus dan panjang yang merupakan komponen yang paling disukai dalam pembuatan kertas karena panjang, kuat.
• Hemiselulosa, tersusun atas glukosa rantai pendek dan bercabang. Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pulping.
• Lignin, adalah jaringan polimer fenolik tiga dimensi yang berfungsi merekatkan serat selulosa sehingga menjadi kaku. Pulping kimia dan proses pemutihan akan menghilangkan lignin tanpa mengurangi serat selusosa secara signifikan
• Ekstraktif, meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan unsur lain. Komponen ini sangat beracun bagi kehidupan perairan dan mencapai jumlah toksik akut dalam efluen industri kertas.
1.1.2. Persiapan Kayu
Bahan baku yang mengandung selulosa seperti kayu, bambu, serat kapas, bagas dan lain-lain dipotong menjadi serpihan kecil. Kulit kayu dikelupas secara mekanis atau hidraulis sebelum dicacah menjadi serpihan kayu, kemudian dicuci dan disaring untuk menghilangkan debu yang melekat.
Efluen dari proses persiapan kayu berasal dari air bilasan kayu yang mengandung partikel halus batang kayu dan padatan terlarut. Proses ini juga menghasilkan limbah padat berupa potongan kayu tidak layak pakai dan kulit kayu yang dapat digunakan sebagai kayu bakar.
1.2. Pulping
Pulping adalah proses pembuburan. Dalam pulping ini digunakan alat yang disebut Pulper. Pulper yang digunakan berbentuk bejana kerucut terbalik yang atasnya terbuka sebagian dan mempunyai rotor. Pulper ini dinamakan hydra pulper.
Hydra Pulper mempunyai rotor untuk mensirkulasikan bubur dan menguraikan serat, rotor pisau tersebut digerakkan oleh motor dari arah bawah. Kapasitas pulper mencapai 22 ton.
2.2.1 Proses pembuatan pulp
a. Proses Mekanik
Disini pulp dibuat dengan tidak memakai zat-zat kimia, cukup dengan mesin saja tanpa pereaksi-pereaksi kimia. Pembuatan pulp secara mekanis ini memerlukan biaya yang sangat besar, disebabkan disini tidak dipakai pereaksi-pereaksi kimia untuk menghancurkan potongan-potongan kayu, yang akan dijadikan pulp atau kertas. Pada proses ini, terjadi pemberian tekanan pada kayu sehingga menghasilkan panas yang berfungsi untuk mengurangi gesekan antara komponen dalam kayu sehingga fiber terpisah dari lignin dengan sedikit kerusakan. Proses pembuatan pulp secara mekanik sangat jarang digunakan.
b. Proses Kimia
Pembuatan pulp secara kimia biasanya menggunakan NaOH secara langsung maupun tidak langsung. Lignin dilarutkan dari bagian lapisan sehingga fiber terpisah. Dalam proses ini, kulit kayu diambil dan batang kayunya dibuat keping-keping kayu kemudian dihancurkan dalam tekanan pada temperatur yang dibutuhkan. Proses pembuatan pulp secara kimia,yaitu:
1. Proses Sulfat ( proses kraft )
2. Proses Soda
3. Proses Sulfit
1. Proses Sulfat ( proses kraft )
Cara pembuatan:
Mula-mula kayu dipotong-potong dengan mesin pemotong hingga ukuran kurang lebih 5cm, potong-potongan ini kemudian diayak. Kayu yang halus dimasukkan kedalam tempat penampung yang kemudian akan digester (dimasak). Setelah potongan-potongan kayu tersebut di masukkan ke dalam digester, kemudian dimasukkan pula natrium sulfida dan NaOH, kemudian dipanaskan dengan uap dan di aduk dengan suatu alat pengaduk yang terdapat dalam digester tersebut.
Digester ini dibuat dari logam steel dan tekanan uapn110lb/in2. Pulp yang telah jadi dikeluarkan dan dicuci dengan air dalam tanki pencuci sehingga liquornya akan terpisah. Liquor yang dihasilkan dimasukkan ke dalam tanki penampung untuk direcovery. Pulp yang sudah dicuci disaring lagi dengan saringan rotary drum filter, kemudian hasilnya diputihkan dengan kalsium hipoklorit sehingga hasilnya sudah agak putih. Selanjutnya diinetralkan dengan CaO atau NaOH, dicuci dan dikeringkan. Hasilnya terbentuklah pulp kering.
2. Proses Soda
Proses ini lebih sederhana dari pada proses sulfat karena hanya memakai NaOH. Kayu yang digunakan bisa dari berbagai macam jenis kayu. Bisa juga bahan baku seperti jerami, lalang, serat nenas, tebu, dan lain-lain. Digester yang dipakai dibuat dari steel, sama seperti proses sulfat. Waktu memasak 2-3 jam dengan memakai uap (tekanan 118lb/in2 dan temperatur 3440F). Pulp yang sudah jadi dikeluarkan dari digester melalui lubang dibawah digester.
Liquor yang dihasilkan dimasukkan kedalam tanki penampung untuk direcovery. Pulp yang sudah dicuci disaring dengan saringan rotary drum filter, kemudian hasilnya diputiihkan dengan kalsium hipoklorit sehingga hasilnya sudah agak putih. Selanjutnya dinetralkan dengan NaOH, dicuci dan dikeringkan. Hasilnya terbentuklah pulp kering.
3. Proses Sulfit
Mula-mula sulfur dicairkan dalam tanki pencair atau pelebur, kemudian dipanaskan dalam pemanas yang berputar sambil dialiri udara untuk mengoksidasi. Dalam pemanasan ini sulfur diuapkan dan selanjutnya dimasukkan dalam ruang pembakaran dengan dialiri udara. Pengaliran udara ini dikontrol agar SO3 tidak terbentuk. SO2 terjadi didinginkan dengan cepat dalam suatu pipa yang melingkar-lingkar yang dikelilingi air. Proses selanjutnya adalah absorbsi gas oleh air dengan menambahkan senyawa kalsium dan magnesium karbonat.
S + O2 SO2
2SO2 + H2O + CaCO3 Ca ( HSO3)2 + CO2
2SO2 + H2O + MgCO3 Mg ( HSO3)2 + CO2
Menara absorbsi dibuat minimal 2 buah. Penguliran air dari atas ke bawah dengan spray berlawanan dengan aliran SO2 yang dimasukkan ke menara absorbsi. Liquor yang keluar dari menara berisi sejumlah SO2 yang bebas lalu dimasukkan dalam reclain tank. Akhirnya liquor dimasukkan dalam digester sebagai larutan kalsium dan magnesium bi sulfit. Berdasarkan analisa kira-ira 4,5% total SO2 dan 3,5% SO2 bebas.
Digester ini diisi penuh dengan potongan-potongan kayu halus dan asam pemasak dengan kapasitas dari 1 ton sampai 35 ton serabut kayu dan 3000 sampai 51000 galon asam-asam. Digester dipanaskan secara langsung dengan steam (uap) dengan tekanan 70-160 lb/in2 tergantung dari jenis kayu yang dipakai. Waktu yang diperlukan 10-11 jam dengan suhu 1050-1550 C.
Setelah pemanasan dalam digester selesai dan sudah masak, pulp dikeluarkan dan masuk dalam blowpit dengan diberi air jernih. Dari blowpit ini pulp dimasukkan, diayak dan seterusnya disaring dengan rotary drum filter untuk dipadatkan dengan jalan membuang airnya dengan mesin ayakan 80. Kemudian pulp dimasukkan dalam tanki pemutih dan diputihkan dengna klorin dengan penambahan cairan kapur sebagai penetralnya. Selesai pemutihan pulp dimasukkan dalam mesin-chest dan dikeringkan. Selanjutnya dibuat roll-roll pulp.
c. Proses Semikimia
Pulp yang dibuat dengan metode semikimia pertama kali ditemukan oleh Mitscherlich pada tahun 1984. Tujuan proses ini adalah menghasilkan perolehan yang maksimal yang setara dengan proses dari tingkat kekuatan dan kebersihan yang paling baik.
Adapun tahap-tahap yang dilakukan dalam proses ini adalah:
1. Menggunakan larutan kimia untuk menghancurkan dan mencerna kayu. Larutan kimia yang biasa digunakan adalah NaOH, Na2CO3, Na2SO4. Dalam proses ini, sebagian besar hemiselulosa harus sudah tercerna.
2. Menghancurkan bahan secara mekanik, Salah satu proses terkenal pembuatan pulp secara semikimia adalah proses Neutral Sulfite Semichemical (NSCC). Proses pencernaan kayu merupakan proses yang memiliki arti yang sangat penting. Proses ini diatur sedemikian rupa dengan kondisi terbaik mulai dari temperature, tekanan, dan larutan kimia.
Proses pulping ditambahkan pula bahan tambahan, antara lain :
• Dyestuff berfugsi sebagai bahan kertas, zat ini dapat juga dicampurkan pada proses pembentukan kertas paper machine.
• Fluorescent Agent disebut juga Optical Brigthening Agent (OBH) yang dapat memberikan efek pemutihan.
1.3. Cleaning
Cleaning adalah proses pembersihan/pencucian bubur serat yang telah dihancurkan dalam pulper. Pencucian pulp secara efisien sangat penting dilakukan untuk memastikan kebutuhan maksimal zat kimia dalam proses pulping dan mengurangi jumlah limbah organik yang terbawa oleh pulp dalam proses pemutihan. pulp yang kurang tercuci membutuhkan dosis zat pemutih yang lebih besar.
Pencucian pulp dilakukan mengikuti masing-masing proses untuk menghilangkan materi yang tidak diinginkan dalam pulp. Hasil samping berupa black liquor, debu, lignin, dan pemutih dihilangkan setelah tiap tahapan proses selesai. Efisiensi pencucian diukur berdasarkan tingkat kebersihan bubur kertas dan jumlah air yang digunakan untuk mencapai tingkat kebersihan tersebut.
Alat – alat yang digunakan dalam proses cleaning adalah :
• Magnetic Separator, Magnetic yang bekerja secara magnetic, yaitu memisahkan kotoran yang mengandung logam seperti kawat pengikat pulp, seng serta partikel - partikel lainnya yang bersifat magnet.
• HCC (High Consistency Cleaner) bekerja secara sentrifugal, yaitu memisahkan kotoran yang ukurannya hampir sama dengan serat berdasarkan berat jenisnya.
1.4. Refining
Refining adalah proses penggilingan bubur serat lebih lanjut untuk menghasilkan bubur serat yang lebih halus. Setelah itu bubur serat tersebut diolah kembali dengan cara dipotong dan digiling dengan menggunakan 2 buah pisau pemotong yang berbentuk disc plate.
1.5. Oksigen Delignification
Penghilangan lignin (delignifikasi) menggunakan oksigen diperlukan untuk menghilangkan sisa lignin dari brownstock yang merupakan tahap prebleaching. Dengan mengurangi lignin akan dihasilkan bubur kayu yang lebih putih. Oksigen dan larutan putih ditambahkan ke dalam brownstock dalam reaktor pemanas. Senyawa lignin akan lepas dan dihilangkan dengan pencucian dan ekstraksi. Oksigen delignification akan mengurangi jumlah klorin yang dibutuhkan dalam proses pemutihan (bleaching).
1.6. Bleaching
Bleaching dilakukan dalam beberapa tahap dengan tujuan menghilangkan lignin tanpa merusak selulosa. Dalam industri kertas terdapat beberapa tahap dalam proses pemutihan.
Masing-masing tahapan dijabarkan di bawah ini :
a. Tahap klorinasi, menggunakan Cl2 dalam media asam
b. Extraksi Alkali, untuk melarutkan hasil degradasi lignin yang terbentuk pada tahap sebelumnya dengan larutan NaOH.
c. Klorin dioksida, mereaksikan ClO2 dengan pulp pada kondisi asam
d. Oksigen, digunakan pada tekanan tinggi dan suasana basa
e. Hipoklorit, mereaksikan NaClO dalam media basa
f. Peroksida, reaksi dengan hidrogen peroksida (H2O2) dalam kondisi basa
g. Ozon, menggunakan ozon (O3) dalam kondisi asam
h. Xylanase, Biobleaching dengan enzim murni mikroba dalam kondisi netral.
Proses pemutihan bubur kertas menggunakan kimia pemutih atau bleach, yang tujuan utamanya khusus untuk membuat kertas cetak atau kertas budaya. Jadi proses pemutihan sangat relatif tergantung pada jenis kertas yang akan dibuat.
1.7. Mixing
Mixing adalah pencampuran bahan atau bubur serat dan aditif. Bahan penunjang bubur kertas yaitu, cationic starch. Penambahan aditif untuk mengikat ion – ion kertas agar jaringan kertasnya kuat.
1.8. Blending
Blending adalah proses pengadukan campuran bubur serat yang akan dikirim ke proses pembentukan kertas. Pada bagian ini kekentalan bubur serat dikontrol oleh alat yang dinamakan CRC (Consistence Recording Controller).
1.9. Paper Making
Pulp yang sudah diputihkan kemudian dibawa ke mesin pembuat kertas dimana akan dibentuk lembaran pulp pada screen. Air dihilangkan dari lembaran dengan kombinasi vakum, panas, dan tekanan yang diberikan di bagian penggulung (roller). Kertas jadi dapat dibuat dengan berbagai jenis berat dan digulung menjadi gulungan besar untuk diproses lebih lanjut.
2.10 Diagram Alir Pembuatan Pulp dan Kertas
1. Proses pembuatan pulp dimulai dari penyediaan bahan baku, dengan cara mengambil dari hutan tanam industri kemudian disimpan dengan tujuan untuk pelapukan dan persediaan bahan baku. Kayu yang siap diolah ini disebut dengan Log. Kemudian log di kupas kulitnya dengan alat yang berbentuk drum disebut Drum barker.
2. Setelah itu log melewati stone trap (alat yang berbentuk silinder berfungsi untuk membuang batu yang menempel pada log), setelah itu log dicuci.
Log yang sudah bersih ini kemudian di iris menjadi potongan-potongan kecil yang di sebut dengan chip.
3. Chip kemudian dikirim ke penyaringan utama untuk memisahkan chip yang bisa dipakai (ukuran standar 25x25x10mm) dengan yang tidak. Chip yang standar disimpan ditempat penampungan. Dari tempat penampungan chip dibawa dengan konveyor ke bejana pemasak (digester). Steam dimasak dengan beberapa tahap. Pertama di kukus (presteamed), kemudian baru dipanaskan dengan steam di steaming vessel. chip di masak dengan cairan pemasak yang disebut dengan cooking liquor.
4. Tahap selanjutnya setelah setelah bubur kertas siap kemudian dicuci dengan tujuan untuk memisahkan cairan sisa hasil pemasakan dan mengurangi dampak terhadap lingkungan.
5. Proses selanjutnya pulp di saring (screaning) agar terbebas dari bahan-bahan pengotor yang dapat mengurangi kualitas pulp. Proses penyaringan ini ada dua tahap, yaitu penyaringan kasar dan penyaringan halus. Proses akhir dari penyaringan berada pada sand removal cyclones yang berfungsi untuk memisahkan pasir dari pulp.
6. Kemudian bubur kertas dicampur dengan oksigen (O2) dan sodium hidroksida (NaOH) di dalam delignification tower sebelum di cuci didalam washer. Tujuan dari pencampuran ini adalah untuk mengurangi pemakaian bahan-bahan kimia pada tahap pengelantangan (bleacing), mengurangi kandungan lignin, serta memutihkan pulp. Bubur kertas ini kemudian dikelantang (bleacing) dengan bahan kimia di dalam proses bleacing untuk mencapai derajat keputihan sesuai standar ISO. Pulp kemudian disimpan atau dikirim ke paper machine untuk diolah menjadi kertas.
Proses Pembuatan Kertas (Paper machine)
7. Sebelum masuk keareal paper machine pulp diolah dulu pada bagian stock preparation. Bagian ini berfungsi untuk meramu bahan baku seperti: menambahkan pewarna untuk kertas (dye), menambahkan zat retensi, menambahkan filler (untuk mengisi pori - pori diantara serat kayu), dll. Bahan yang keluar dari bagian ini di sebut stock 9 campuran pulp, bahan kimia dan air)
8. Dari stock preparation sebelum masuk ke headbox dibersihkan dulu dengan alat yang disebut cleaner. Dari cleaner stock masuk ke headbox. headbox berfungsi untuk membentuk lembaran kertas (membentuk formasi) diatas fourdinier table. Fourdinier berfungsi untuk membuang air yang berada dalam stock (dewatering). Hasil yang keluar disebut dengan web (kertas basah). Kadar padatnya sekitar 20 %.
9. Press part berfungsi untuk membuang air dari web sehingga kadar padatnya mencapai 50 %. Hasilnya masuk ke bagaian pengering (dryer). Cara kerja press part ini adalah kertas masuk diantara dua roll yang berputar. Satu roll bagian atas di beri tekanan sehingga air keluar dari web. Bagian ini dapat menghemat energi, karena kerja dryer tidak terlalu berat (air sudah dibuang 30 %). Dryer berfungsi untuk mengeringkan web sehingga kadar airnya mencapai 6 %.
10. Hasilnya digulung di pop reel sehingga berbentuk gulungan kertas yang besar (paper roll). Paper roll ini yang dipotong - potong sesuai ukuran dan dikirim ke konsumen.
BAB III
LIMBAH HASIL PRODUKSI KERTAS
DAN PENGOLAANNYA
3.1. Limbah Hasil Produksi Kertas
Beberapa limbah yang dihasilkan dari proses pembuatan kertas antara lain:
1. Efluen limbah cair
• Padatan tersuspensi yang terdiri dari partikel kayu, serat, pigmen, debu dan sejenisnya
• Senyawa organik koloid terlarut serat hemisellulosa, gula, lignin, alkohol, terpentin, zat pengurai serat, perekat pati dan zat sintetis yang menghasilkan BOD tinggi.
• Limbah cair berwarna pekat yang berasal dari lignin dan pewarna kertas
• Bahan anorganik terlarut seperti NaOH, Na2SO4, klorin dan lain-lain
• Limbah panas
• Mikroorganisme seperti golongan bakteri coliform
2. Partikulat
• Abu dari pembakaran kayu bakar dan sumber energi lain
• Partikulat zat kimia terutama yang mengandung Na dan Ca
3. Gas
• Gas sulfur yang berbau busuk seperti merkaptan dan H2S yang dilepaskan dari berbagai tahap dalam proses kraft pulping dan proses pemulihan bahan kimia
• Oksida sulfur dari pembakaran bahan bakar fosil, kraft recovery furnace dan lime Kiln
• Uap yang akan membahayakan karena mengganggu jarak pandangan
4. Solid Wastes
• Sludge dari pengolahan limbah primer dan sekunder
• Limbah padat seperti potongan kayu dan limbah pabrik lainnya
Proses dan Bahan yang digunakan serta jenis limbah yang dihasilkan :
• Chemical Pulping Asam/basa, lime, asm sulfat, sodium hydroksida, sodium sulfide.Limbah asambasa.
• Bleaching Pemutih klorin, sulfat, kloroform, pelarut Air limbah beracun, limbah sludge, dan limbah asam/basa.
• Papermaking Pigmen Sludge pengolahan limbah Sizing and Starching Wax, lem, resins sintesis, hidrokarbon Limbah beracun termasuk air limbah dan sludge.
• Pelapisan dan Pewarnaan Tinta, cat, pelarut, karet dan zat pewarna Sisa pelarut,tinta cat dan limbah beracun lain.
• Pembersihan Tetrakloroetilen, Trikloroetilen, methilen klorida,trikloroethan,karbon tetraklorida Limbah pelarut dan air bilasan beracun.
Penggunaan klorin sebagai pemutih menyebabkan air limbah tidak memungkinkan penggunaan kembali air yang telah digunakan karena tidak dapat dilakukan recovery air. Pada waktu pulp direaksikan dengan klorin atau klorin dioksida selama proses pemutihan, konsentrasi ion klorida dalam air limbah akan menjadi sangat korosif untuk di alirkan kembali ke sistem recovery untuk memisahkan limbah organik dari air dan dibakar untuk menghasilkan energi di dalam recovery boiler. Akibatnya limbah organik dalam efluen harus dialirkan seluruhnya ke sistem pengolahan limbah dan ke sungai. Air limbah dari proses pemutihan menghasilkan sifat mutagenisitas yang signifikan (Ames test positive) yang akan menurun secara linier dengan peningkatan substitusi CIO2 atau equivalent chlorine dalam proses bleaching. Kebanyakan bahan mutagen akan hilang jika pH air ditingkatkan menjadi 7-8, sehingga air limbah dari proses bleaching harus dinetralisasi sebelum pengolahan limbah atau dibuang ke badan air penerima agar mutagen dalam air tidak masuk ke lingkungan.
3.2. Pengelolaan Limbah
3.2.1 Pengelolaan Limbah Cair
Limbah yang dihasilkan dari proses produksi pulp dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu cair, padat, dan emisi udara. Limbah cair yang dihasilkan dari proses produksi diolah dengan menggunakan Instalasi Pengelolaan Air Limbah (IPAL). Sistem pengelolaan limbah cair berdasarkan unit operasinya dibedakan menjadi tiga, yaitu :
a. Fisik
Pada unit operasi ini, salah satu hal yang ditangani ialah proses screening (penyaringan). Screening merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Screening dilakukan pada sisa-sisa potongan kayu yang masih berukuran besar sehabis diolah pada proses chipper. Setelah dilakukan penyaringan, umumnya kayu yang masih berukuran besar akan dikembalikan lagi ke proses chipper, untuk diolah lagi dan mendapatkan ukuran kayu yang dikehendaki.
Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Pengendapan primer biasanya terjadi di bak pengendapan atau bak penjernih. Bak pengendap yang hanya berfungsi atas dasar gaya berat, tidak memberi keluwesan operasional. Karena itu memerlukan waktu tinggal sampai 24 jam. Parameter desain yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bak pengendap. Bak penjernih bulat yang dirancang dengan baik dapat menghilangkan 80% zat padat yang tersuspensi dan 50-995 BOD. Beberapa contoh Limbah atau proses-proses yang menggunakan pengolahan unit ini ialah :
Hasil pemasakan merupakan serat yang masih berwarna coklat dan mengandung sisa cairan pemasak aktif. Serat ini masih mengandung mata kayu dan serat-serat yang tidak dikehendaki (reject). Sisa cairan pemasak dalam serat dibersihkan dengan mengguna- kan washer, sedangkan pemisahan kayu dan reject dipakai screen.
Larutan hasil pencucian bubur pulp di brown stock washers dinamai weak black liquor yang disaring sebelum dialirkan ke unit pemekatan.
b. Kimia
Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang sukar mengendap, senyawa fosfor, logam-logam berat, dan zat organik beracun. Dinamakan secara kimia karena pada proses ini dibutuhkan bahan kimia yang akan mengubah sifat bahan terlarut tersebut dari sangat terlarut menjadi tidak terlarut atau dari ukuran sangat halus menjadi gumpalan (flok) yang dapat diendapkan maupun dipisahkan dengan filtrasi.
Beberapa limbah-limbah atau proses-proses yang menggunakan pengolahan unit ini ialah :
Cairan sisa dari hasil proses pemutihan yang menggunakan bahan kimia chlorine dioksida, ekstraksi caustic soda, hidrogen peroksida. Dalam proses pemutihan, setiap akhir satu langkah dilakukan pencucian untuk meningkatkan efektivitas proses pemutihan. Sebelum bubur kertas yang diputihkan dialirkan ke unit pengering, sisa klorin dioksida akan dinetralkan dengan injeksi larutan sulfur dioksida.
Jika pengambilan air dilakukan dari sungai, maka biasanya industri pulp seharusnya memberikan bahan pengendap secukupnya dan sedikit larutan hypo untuk membunuh bakteri dan jamur sebelum mengalami proses pengendapan di dalam settling basin dan penyaringan sehingga dihasilkan air proses yang bersih dan bebas jamur.
Pemasakan menggunakan bahan larutan kimia, seperti NaOH (sodium hidroksida) dan NaS (sodium sulfida) yang berfungsi untuk memisahkan serat selulosa dari bahan organik. Cairan yang dihasilkan dari proses pemasakan diolah dan menghasilkan bahan kimia, dengan daur ulang. Pada proses daur ulang terjadi limbah cair.
Proses pemutihan menggunakan zat-zat kimia, utamanya ClO2 dan cairan yang masih tertinggal berubah menjadi limbah dengan kandungan berbagai bahan kimia berupa organoklorin yang umumnya beracun.
c. Biologi
Tujuan utama dari pengolahan limbah cair secara biologi adalah menggumpalkan dan menghilangkan/menguraikan padatan organik terlarut yang biodegradable dengan memanfaatkan aktivitas mikroorganisme. Pengolahan secara biologis mengurangi kadar racun dan meningkatkan mutu estetika buangan (bau, warna, potensi yang menggangu dan rasa air). Apabila terdapat lahan yang memadai, laguna fakultatif dan laguna aerasi bisa digunakan. Laguna aerasi akan mengurangi 80% BOD buangan pabrik dengan waktu tinggal 10 hari. Pabrik-pabrik di Amerika Utara sekarang dilengkapi dengan laguna aerasi bahkan dengan waktu tinggal yang lebih panjang, atau kadang-kadang dilengkapi dengan kolam aerasi pemolesan dan penjernihn akhir untuk lebih mengurangi BOD dan TSS sampai di bawah 30mg/1. Prinsip dasar pengolahan secara biologi sebetulnya mengadopsi proses pertumbuhan mikroorganisme di alam, mikroorganisme yang tumbuh membutuhkan energi berupa unsure karbon (C) dimana unsure karbon (C) tersebut dengan mudah diperoleh dari senyawa organic dalam air limbah, sehingga senyawa organic tersebut terurai menjadi CO2 dan H2O. Salah satu limbah yang menggunakan pengolahan unit ini ialah hasil perasan sludge yang berasal dari primary clarifier yang berupa larutan. Larutan ini didinginkan di 6 unit menara pendingin sebelum dialirkan ke deep tank air activated sludge untuk mengurangi kandungan organik secara biologi dengan memanfaatkan bakteri dan gas oksigen dari udara yang diinjeksikan dan bantuan dari pupuk fosfor dan nitrogen.
Setelah penjelasan mengenai tiga unit operasi Instalasi Pengelolaan Air Limbah diatas, maka satu hal yang penting untuk diketahui ialah standar baku mutu limbah cair yang telah ditetapkan pemerintah untuk pabrik pulp. Standar baku mutu limbah cair yang telah ditetapkan pemerintah berdasarkan Keputusan Menteri LH No 51 Tahun 1995 untuk pabrik pulp, yakni toleransi PH dikisaran 6,0-9,0, BOD5: 150 mg/l, COD: 350 mg/l, dan TSS 150 mg/l.
3.2.2 Pengelolaan Limbah Padat
Industri bubur kertas umumnya menghasilkan limbah padat berupa batu dari kapur dan mengandung soda. Ini harus dibuang di lingkungan aman dan nyaman. Limbah padat itu harus dibuang ke tempat pembuangan akhir yang secure land fill (aman). Jika tidak, peristiwa fatal seperti di Love Canal, Niagara Falls (AS), bisa terulang. Daerah bekas land fill dekat Love Canal dijadikan tempat pembuangan limbah sebuah pabrik (1940-1950). Setelah pabrik itu pindah lokasi, land fill itu dijadikan permukiman bagi 500 keluarga. Beberapa waktu kemudian zat-zat beracun keluar dari tanah land fill dan mengancam nyawa warga di sekitarnya. Untuk menghindari jatuhnya korban, daerah itu dikosongkan. Pemerintah menghukum perusahaan kimia tersebut dengan denda dan ganti rugi bagi warga yang jumlahnya ratusan juta dollar AS. Peristiwa land fill di Love Canal itu mendorong Kongres AS menerbitkan undang-undang super fund (1970- an) untuk melindungi penduduk dari limbah industri.
Dua jenis limbah padat lainnya, diolah dengan menggunakan Bark Boiler dan Lime Klin. Bark Boiler digunakan untuk pembakaran kulit kayu. Sedangkan Lime Klin digunakan untuk pengolahan lumpur kapur.
3.2.3. Pengelolaan Limbah Emisi Udara
Untuk limbah berupa emisi udara yang dihasilkan dari proses produksi pulp, biasanya pabrik pulp menggunakan alat-alat berupa blow gas treatment di unit pulping, Electro Static Dust Precipitator pada Recovery Boiler, dan Wet Scrubber di Recausticizing Unit. Beberapa limbah atau proses yang menghasilkan emisi udara ini, beserta penanganannya ialah :
Kondensat tercemar yang berasal dari proses digester dikumpulkan dan dialirkan ke unit penanganan kondensat di evaporator plant.
Noncondensable gas (NCG) dibakar sebagian menjadi limbah di lime klin (tanur kapur).
Uap tekanan tinggi yang dihasilkan dari pembakaran bahan organik digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik dan steam tekanan menengah untuk pemanasan dalam proses di seluruh unit operasi produksi.
Sisa bahan kimia menguap karena panas di unit pencucian. Uap diisap blower dan diarahkan ke sebuah menara penyerap yang berlangsung dua tahap. Di menara ini digunakan larutan sodium hidroksida dan diinjeksikan dengan sulfur dioksida (reduktor) untuk menetralkan sisa bahan kimia berupa klorin dioksida (oksidator) sehingga gas yang keluar bebas dari unsur gas klorin dioksida.
Limbah yang mengandung partikel solid dari cerobong boiler, baik dari multi fuel boiler, recovery boiler, maupun lime kiln. Untuk tujuan ini, pabrik pulp harus memiliki alat electrostatic precipitator. Sedangkan cerobong asap dari dissolving tank recovery boiler dilengkapi dengan scrubber yang dialiri weak wash dari recaust plant.
BAB IV
PRODUK PULP DAN PAPER
Macam-macam produk kertas Secara garis besar, kertas dibagi menjadi 2 kategori, yaitu
1. Kertas asli yang biasanya dibuat dari kertas tergelantang, dan digunakan untuk menulis, sebagai buku besar, buku dan cover.
2. Kertas kasar (coarst), dibuat dari kertas tak tergelantang (tidak mengalami proses bleaching dari pulp kayu lunak dan biasanya digunakan untuk kemasan makanan.
Macam-macam tipe kertas:
1. Kertas kraft
Biasanya digunakan untuk tas, karton berombak, juga untuk kemasan makanan.
2. Kertas tergelantang
Biasanya digunakan untuk dibuat tas kecil, amplop, kertas lilin, label, dan bahan laminating.
3. Kertas Greaseproof
Biasanya digunakan untuk fatty foods.
4. Kertas Glassine
Merupakan kertas yang tahan minyak. Biasanya digunakan untuk tas, kotak dan kemasan makanan berminyak.
5. Perkamen sayur
Kertas ini tidak beracun dan memiliki kekuatan tahan basah dan minyak. Biasanya digunakan untuk kemasan makanan basah dan berminyak.
6. Kertas tissue
Kertas ini memiliki sifat lembut, dan semitransparan.
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dalam proses produksinya industri pulp and paper membutuhkan air dalam jumlah yang sangat besar. Hal ini dapat mengancam kelestarian habitat di sekitarnya karena mengurangi tingkat ketersediaan air bagi kehidupan hewan air dan merubah suhu air.
Pulp dibuat secara mekanis, kimia maupun samikimia dengan memisahkan serat kayu atau selulosa dari bahan lain. Dalam proses kraft pulping, larutan campuran antara sodium hidroksida dan sodium sulfida digunakan untuk melarutkan bahan tidak berserat. Pulp kemudian diputihkan untuk menghasilkan kertas yang putih. Beberapa zat kimia digunakan dalam proses pemutihan (bleaching) antara lain gas klorin, sodium hidroksida, kalsium hipoklorit, klorin dioksida, hidrogen peroksida dan sodium peroksida. Setelah penambahan filter dan pewarna, bubur kertas dibuat menjadi kertas.
Bahan Dasar
Selulosa adalah bahan dasar yang terpenting dalam pembentukan pulp dan kertas. Selulosa ini terdapat dalam kayu, kapas, serta nenas, jerami, lelang, bambu, dan lain-lain.
Beberapa Proses Pembuatan Pulp
a. Proses Mekanik
b. Proses Kimia
1. Proses Sulfat ( proses kraft )
2. Proses Soda
3. Proses Sulfit
c. Proses Semikimia
Proses Pembuatan Kertas
a. Penyediaan bahan baku
2. Pemilihan jenis kayu
3. Persiapan kayu
b. Pulping
c. Cleaning
d. Refining
e. Oksigen delignification
f. Bleaching
g. Mixing
h. Blending
i. Paper making
DAFTAR PUSTAKA
Admin. 2010. Proses Pembuatan Pulp dengan Proses Kimia. http://www.ekodokcell.co.cc/2010/05/proses-pembuatan-pulp-dengan-proses.html. [diakses tanggal 27 Juni 2011]
Anonim. 2010. Kertas. http://www.bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/ Praweda/Kimia/0205%20Kim%202-6h.htm. [diakses tanggal 27 June 2011]
Defence, Fund. 2010. Pulp and Paper. http://www.edf.org/pubs/Reports/ptf/ index.html. [diakses tanggal 28 Juni 2011]
Dzar, abu. 2009. Proses Pembuatan dan Pengelolaan Limbah Industri PULP. http://fandikasbara.wordpress.com [diakses tanggal 28 juni 2011]
Hoo, Andi. 2009. Proses Pembuatan Kertas Daur Ulang. http://andihoo.blogspot. com/2009/11/proses-pembuatan-kertas-daur-ulang.html. [diakses tanggal 29 Juni 2011]
