proses pulping organosolv dan pemutihan bebas klor dari ... · proses pulping organosolv dan

Proses Pulping Organosolv dan

Pemutihan Bebas Klor dari Kayu

Daun Jarum Spruce (Picea abies)

Tulisan ini merupakan Terjemahan Disertasi SIPON MULADI untuk

mendapatkan Gelar Doktor Pada Program Study Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Hamburg

Jerman

disusun oleh

Sipon Muladi

dari Mrisen, Juwiring Kabupaten Klaten- Jawa Tengah,lndonesia

i

Judul Asli Desertasi : Aufschluss und Bleiche Yon Fichtenhulz [Picea abies

(L) Karst] Mach dem Acetosolv-Vertahren (1992)

Penulis : Sipon Muladi

Penerjemah : Prof. Dr. rer. nat. Sipon Muladi

Penerbit : ...............................

Hak terjemah dilindungi undang-undang All rights reserved.

Cetakan I : Agustus 2013

ISBN : .......................

Diterbitkan Oleh : ..........................

ii

Hamburg 1992

Penerjemah

Prof. Dr.rer.Nat. Ir. Sipon Muladi.

Fakultas Kehutanan

Universitas Mulawarman

Kampus Gunung Kelua

Samarinda

Januari, 2014

Desertasi ini atas dasar

Surat izin dari

Program Studi Biologi (Ilmu Pengetahuan Alam)

Universitas Hamburg

Atas Permintaan dari Promotor Prof. Dr. Ing. Horst. H. Nimz

Hamburg, Tanggal 07-04-1992

Tetanda

Stempel Univ.Hamburg Prof. Dr. L. Kies

Ketua Program Studi

iii

Pengantar Penterjemah

Desertasi Doktor oleh Sipon Muladi diterjemahkan yang bersangkutan.

Terjemahan ini kami pandang sangat penting. Hal ini disebabkan banyaknya

permintaan melalui telepon, faksimili, dan e-mail agar desertasi tersebut bisa

diterjemahkan ke dalam Bahasa Indonesia dan bisa lebih bermanfaat atau

dipelajari ulang untuk pengembangan teknologi kimia kayu di Indonesia.

Semoga bermanfaat bagi anak bangsa. Hasil karya ini kupersembahkan untuk

istri tercinta R.A. Sri Hariyani Suswati dalam rangka ulang tahun perkawinan

yang ke-26 tahun.

Samarinda, 12 Januari 2014

Prof. Dr. Ir. H. Sipon Muladi

iv

Editors Note

The following works fulfill the requirements for a Doctoral dissertation at theUniversity of Hamburg, Germany, in cooperation with the Faculty of Forestry,Mulawarman University Samarinda, lndonesia.

Funding was provided by the German Government through the lndonesia-German Forestry Project (IGFP/GTZ), which also funded and organized thetranslation and Publication.

please note, that the translation from German into lndonesian was made by theauthor himself; therefore the responsibility for the content lies solely with theindividual author.

v

Organosolv Pulping and Bleaching without using Chlorine ofSpruce Wood

[ Picea abies (L.) KARTS ]

Sipon Muladi

Summary:For over 100 years, the world's pulping industry has mainly used either thesulfate or the sulfite process. Sulfate, or kraft, pulp is characterized by highstrength. During pulping, however, reduced sulfur compounds (mercaptans)are released, and chlorine chemicals must be used for bleaching, resulting inwastewater which contains chlorinated organic compounds. The sulfiteprocess and bleaching of sulfite pulps cold less environmentat potlution,provided that state-of-the-art technologies are used, but the pulps produced inthis way are not as strong as kraft pulps. Another drawback is that woods witha high resin content, such as pine and fir, can not be pulped using the sulfiteprocess.

The pulp industry is responsible for considerable environmental pollutioncaused by non disposable bleaching effluents discharged into water coursesalong with a load of strongly colored chemical substances, includingchlorinated organic compounds. The waste liquor from both of these pulpingprocesses is burned to obtain energy and to recover the pulping chemicalsused. ln compliance with the increasingly strict requirements of environmentallegislation, many countries are now developing new processes which willenable pulping and bleaching without releasing any pollutants. Pulps producedusing these processes must exhibit excellent brightness and good strength.

The Acetosolv process, to which this study was devoted, uses acetic acidunder normal pressure in the presence of a Lewis acid as the catalyst (NIMZand CASTEN 1984). This combines the advantages of pulping without sulfurwith the possibility of deriving economic value from the hemicellulose andlignin.

This. study investigated ways of optimizing the Acetosolv process for pulpingof Norway Spruce and possibilities for bleaching the pulps obtained withoutusing chlorine. By way of comparison, pulping of tropical hardwoods was alsostudied.lnitially, the pulping parameters for Nonrvay Spruce were studied andoptimized. Additional studies revealed the influence of pre- and posttreatmenton the kappa number. ln addition to hydrochloric acid, aluminum chloride andhydrobromic acid were also tried as catalysts. The catalyst concentration andduration of pulping were optimized.

When using hydrochloric acid as the catalyst, the following values wereestablished as being optimum:

Hydrochloric acid concentration : O,17% of solution

vi

Acetic acid concetration : 93%Duration of pulping : 5 hoursPulping temperature : 110ºCLiquor ratio : 1 : 7

Under these conditions, pulp with a kappa number of 18 is obtained. The totalyield is in the vicinity of 50% with a shive content of less than 0,1%. At 30ºSR, the pulp has a breaking length of 11.200 m, bursting area of 70,0 m2, anda tearing resistance of 63,2 cN. As the trials showed, it. is not possible toreduce the kappa number any further by means of pretreating the chips (byboiling in 93% acetic acid, impregnating with 93% acetic acid at roomtemperature, or pretreatment with ethyl acetate), post-treatment of the pulp(extraction, washing, or boiling in acetic acid), or modifying the washingsystem (different solvents: ethyl acetate, acetic acid, butyl acetate, and water).

The following values were ascertained to be optimum for pulping withaluminum chloride and hydrobromic acid as catalysts:

Aluminum chloride as catalyst:

Aluminum chloride concentration : 0,30% of solutionAcetic acid concentration : 93%Duration of pulping : 5 hoursPulping temperature : 110ºCLiquor ratio : 1 : 7

Hydrobromic acid as catalyst:

Hydrobromic acid concentration : 0,38% of solutionAcetic acid concentration : 93%Duration of pulping : 3 hoursPulping temperature : 110ºCLiquor ratio : 1 : 7

Using aluminum chloride as the catalyst, it proved possible to produce pulpswith a kappa number of 19, total yield of 54,7%, and a shive content of lessthan 0,1%. The pulp tests showed, at 30oSR, a breaking length of 12.000 m, abursting area of 71 m2, and a tearing resistance of 66 cN.

Using hydrobromic acid as the catalyst, the Acetosolv pulping process can beused for delignification to kappa numbers between 11 and 30. The total yieldis 50-53%, and the shive content below 0,5%. The pulp strength testsconducted at 30oSR established breaking lengths of 11.600 - 11.900 m,bursting areas between 65 and 69 m2, and tear resistance values between 68and 70 cN.Compared to conventional pulps from Nonray Spruce, those produced usingthe Acetosolv process have a lower kappa number, higher yields, and betterbreaking lengths and bursting strengths, although the resistance to tearing isabout the same.

vii

A comparison of Acetosolv pulps from Norway Spruce and tropicalhardwoods yielded the following results: tropical hardwoods are difficult topulp. The kappa numbers are above 40. This may be due to the poorerimpregnability and higher cation content of hardwoods, which means thatcatalyst is consumed. Under Acetosolv pulping conditions, the yield of pulpfrom Norway Spruce is about 50%, while tropical hardwoods produce yieldsof between 54 - 67%. The technical properties of pulps from tropicalhardwoods can be described as good compared with those of pulps fromNorway Spruce. On the other hand, pulp from Norway Spruce is stronger thanpulps from tropical hardwoods. Pulps from light tropical hardwoods (Albizziafalcataria, Eucalyptus deglupta, Acacia mangium, Schima walichii andMacaranga triloba) are well-suited for papermaking.

Gomparison of pulps from Norway Spruce with those of various tropicalhardwoods

Wood type AlCl3 Kappanumber

Shives Yield Degre ofgrinding

Breakinglength

Burstingarea

Tearingresistance

(%) (%) (%) (°SR) (m) (m2) (cN)

Norway 0,25 26,5 0,0 53,8 30 11.180 73,7 64,8

Spruce

Primary forest

Kapur 0,25 120 20,5 67,4 30 3.200 14,3 43,5

Red Meranti 0,25 118 17.2 66,0 30 3.400 15,3 46,6

Perupuk 0,25 51,7 3,7 54,8 30 5.820 28,6 66,3

Simpur 0,50 36,0 0,1 54,5 30 4.500 19,0 60,0

Secondary forest

Mahang 0,25 50,2 0,2 55,0 30 9.140 36,0 49,0

Puspa 0,25 52,3 0,1 55,4 30 7.120 25,4 40,3

Plantation forest

A. mangium 0,25 48,7 1,5 55,0 30 8.000 43,6 50,0

Albicia 0,25 37,8 0,6 56,0 30 7.580 35,5 60,0

E. deglupta 0,25 40,0 1,1 55,0 30 8.050 37,9 68,4

Rubber Tree 0,25 50,2 0,2 50,0 30 3.800 17,7 27,7

Pulping conditions:Acetic acid concentration : 0,93%Pulping time : 4 hoursPulping temperature : 110°CLiquor ratio : 1 : 7Acetosolv pulps from Norway Spruce processed under preassure have lowerkappa numbers and lower strength values than pulps treated withoutapplication of pressure.

viii

The study of the raw material parameters revealed that the results of pulpingdepend on the size of .the chips. With flat chips having a 1-mm thickness,lower yields and lower strengths were obtained at equivalent kappa numbers.

The second part of the study was devoted to bleaching of Acetosolv pulpsfrom Norway Spruce. The first stage of bleaching involved use of ozone inacetic acid. The ozone concentration, temperature, consistency, and acetic acidconcentration were optimized.

The following values were determined to be optimum: an acetic acidconcentration greater than 90%, a consistency of 35 – 46%, and a reactiontemperature of 20 - 30oC. Ozone bleaching permits removal of 95% of thelignin, while also improving the strength of the pulp as compared tounbleached pulp. The pulp viscosity changes only minimally with ozonebleaching, although brightness is significantly increased. Two-stage ozonebleaching with intermediate washing does not yield better results than single-stage ozone treatment.

ln addition, exploratory trials were conducted with nitrogen dioxide bleaching.The bleaching medium used was 93% acetic acid. Under optimum bleachingconditions (40% consistency, temperature of 70 – 80ºC, a bleaching time ofmore than one hour, and 2% nitrogen dioxide), it proved possible to remove50 – 60% of the lignin in a single bleaching stage. The strength of the pulpwas only negligibly changed.

With use of peracetic acid in a prebleaching stage, 50 – 60% delignification ofthe pulp can be achieved without reducing its strength.

The best bleaching approach proved to be a ZEPaN sequence. Following thesecond bleaching stage, brightness values as high as 82% ISO are achievedwithout reduction strength.

The possibility of using an alkaline extract with added NaBH4 in a finalbleaching stage was also investigated. With this method it proved possible toraise brightness to 84 % ISO, although the static strength of the pulpworsened. Better brightness values can be expected if the initial kappa numberis less than 15. It remains to be seen whether this can currently be achievedwith the studied pressurized pulping method. At present not even 5-or 6-stagechlorine- free bleaching sequences can achieve brightness values greater than90% ISO.

ix

Aufschluβ und Bleiche vonFichtenholz [Picea abies (L.) KARST]

nach dem Acetosolv-Verfahren

Sipon Muladi

Zrsammenfassung:

Die Zellstoffindustrie arbeitet seit über 100 Jahren welweit zumeist nach demSulfat- oder Sulfitverfahren. Die Sulfat- oder Kraftzellstoffe zeichnen sichdurch hohe Festigkeiten aus. Beim AufschluB werden jedoch reduzierteSchwefelverbindungen (Mercaptane) freigesetzt, und zur Bleiche desZellstoffes müssen chlorhaltige Chemikalien eingesetzt werden, die zuchlorierten organischen Verbindungen in den Abwädssern führen. DerSulfitprozeβ und die Bleiche von Sulfitzellstoffen verursacht zwar geringereUmweltbelastungen, sofern sie nach dem neuesten Stand der Technikdurchgeführt werden, jedoch sind die erzeugten Zellstoffe von geringererQualität als Kraftzellstoffe. Auβerdem lassen sich harzreiche Holzarten, wieKiefern und Douglasien, nicht nach dem Sulfitverfahren aufschlieβen.

Besondere Belastungen entstehen in der Zellstoffindustrie durch nichtentsorgbare Bleichereiabwässer, die die Vorfluter mit stark gefärbten und z.T.chlororganischen Verbindungen belasten. Die Ablauge aus den genanntenAufschluβverfahren wird zur Energie- bzw. der Rückgewinnung derAufschluβchemikalien verbrannt. Um den zunehmend steigendenAnforderungen der Umweltschutzgesetzgebung zu entsprechen, werden daherweltweit neue Verfahren mit dem Ziel entwickelt, Aufschluβ und Bleicheohne den Ausstoβ von Schadstoffen durchzuführen. Die nach diesenVerfahren hergestellten Zellstoffe sollen neben hohen Weiβgraden auch guteFestigkeitseigenschaften aufweisen.

Das in dieser Arbeit angewendete Acetosolv-Verfahren benutzt zumHolzaufschluβ heiβe Essigsäure unter Normaldruck in Gegenwart einerLewis-Säure als Katalysator (NIMZ und CASTEN, 1984). Es vereint dieVorteile eines schwefelfreien Aufschlusses mit der Möglichkeit zurVerwertung der Hemizellulosen und des Lignins.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung derAufschluβbedingungen des Acetosolv-Verfahrens für Fichtenholz und denMöglichkeiten einer chlorfreien Bleiche der gewonnenen Zellstoffe. ZumVergleich wird der Aufschluβ von tropischen Laubhölzern untersucht.

lm ersten Teil der Arbeit werden die Aufschluβparameter für Fichtenholzuntersucht und optimiert. Weitere Untersuchungen zeigen den Einfluβ einerVor- und Nachbehandlung auf die Kappazahl. Neben Salzsäure werden auch

x

Aluminiumchlorid und Bromwasserstoffsäure als Katalysatoren eingesetzt.Kata lysatorkonzentration und Aufschluβdauer werden optimiert.

Für Salzsäure als Katalysator werden folgende Werte als optimal ermittelt:

Salzsäurekonzentration : 0,17%, bezogen auf LősungEssigsäurekonzentration : 93%Aufschluβdauer : 5 StundenAufschluβtemperatur : 110oCFlottenverhältnis : 1 : 7

Unter diesen Bedingungen erhält man einen Zellstoff mit der Kappazahl 18.Die Gesamtausbeute liegt im Bereich von 50% bei einem Splitteranteil unter0,1%. Der Zellstoff besitzt bei 30oSR eine Reiβlänge von 11.200 m, eineBerstfläche von 70,0 m2 und eine Durchreiβfestigkeit von 63,2 cN. Durch eineVorbehandlung der Hackschnitzel (Kochung mit 93% iger Essigsäure,lmprägnierung mit 93 % iger Essigsäure bei Raumtemperatur bzw.Vorbehandlung mit Ethylacetat) und Nachbehandlung des Zellstoffes(Extraktion, Waschen oder Kochen mit Essigsdure) sowie durch Anderung desWaschsystems (verschiedene Losungsmittel - Ethylacetat, Essigsdure,Butylacetat und Wasser) kann keine weitere Senkung der Kappazahl erreichtwerden, wie die Versuche zeigen.

Als optimale Aufschluβbedingungen für Aluminiumchlorid und fürBromwasserstoffsäure als Katalysatoren ergeben sich folgende Werte:

Aluminiumchlorid als Katalysator:

Aluminiumchloridkonzentration : 0,30%, bezogen auf LösungEssigsäurekonzentration : 93%Aufschluβdauer : 5 StundenAufschluβtemperatur : 110oCFlottenverhältnis : 1 : 7

Bromwasserstoffsäure als Katalysator:

Bromwasserstoffsäurekonzentration : 0,38%, bezogen auf LösungEssigsäurekonzentration : 93%Aufschluβdauer : 3 StundenAufschluβtemperatur : 110ºCFlottenverhältnis : 1 : 7

Mit Aluminiumchlorid als Katalysator konnten Zellstoffe mit einer Kappazahlvon 19 bei einer Gesamtausbeute von 54,7% und einem Splitteranteil unter0,1% erhalten werden. Die Zellstoffprüfung ergibt bei 30ºSR eine Reiβlängevon 12000 m, eine Berstfläche von 71 m2 und eine Durchreiβfestigkeit von 66cN.Mit Bromwasserstoffsäure als Katalysator kann im Acetosolv-Aufschluβ aufKappazahlen von 14 - 20 delignifiziert werden. Die Gesamtausbeute liegt bei50 - 53%, der Splitteranteil unter 0,5%. Die Zellstoffestigkeitsprüfungen bei

xi

30ºSR ergeben Reiβlängen von 11600 - 11900 m, Berstflächen von 65 - 69 m2

und Durchreiβfestigkeiten von 68 - 70 cN.

lm Vergleich mit konventionellen Fichten-Zellstoffen besitzt der Fichten-Acetosolv-Zellstoff eine niedrigere Kappazahl, eine höhere Ausbeute undbessere Reiβlängen bzw. Berstfestigkeiten, während die Durchreiβfestigkeitetwa gleich ist.

Ein Vergleich von Acetosolv-Zellstoffen aus Fichtenholz und tropischenLaubhölzem bringt folgende Ergebnisse. Tropische Laubhölzer sind schweraufzuschlieβen. Die Kappazahlen liegen über 40. Das mag an der schlechterenlmprägnierbarkeit und dem höheren Kationengehalt der Laubhölzer liegen, derzu einem Verbrauch des Katalysators führt. Unter den genanntenAufschluβbedingungen beträgt die Ausbeute an Fichtenzellstoff etwa 50%,während tropische Laubhölzer Ausbeuten von 54 bis 67% ergeben. Dietechnologischen Eigenschaften von Zellstoffen aus tropischen Laubhölzernsind im Vergleich mit denen von Fichtenzellstoffen als gut zu bewerten. DieFestigkeiten des Fichtenzellstoffes erwiesen sich als besser als bei Zellstoffenaus tropischen Laubhölzern. Zellstoffe aus leichten tropischen Laubhölzern(Albizia falcataria, Eucalyptus deglupta, Acacia mangium, Schima walichiiund Macaranga triloba) lassen sich gut zur Papierherstellung verwenden.

xii

Vergleich des Aufschluβverhaltens von Fichtenholz mit demverschiedener tropischer Laubhölzer

Holzart AlCl3 Kappa-zahl

Spl. Ausb. Mahl-grad

Reiβ-länge

Berts-fläche

Durch-reif.

(%) (%) (%) (⁰SR) (m) (m3) (cN)

Fichte 0,25 26,5 0,0 53,8 30 11180 73,7 64,8PrimärwaldKapur 0,25 120 20,5 67,4 30 3200 14,3 43,5Red Meranti 0,25 118 17,2 66,0 30 3400 15,3 46,6Perupuk 0,25 51,7 3,7 54,8 30 5820 28,6 66,3Simpur 0,50 36,0 0,1 54,5 30 4500 19,0 60,0SekundäwaldMahang 0,25 50,2 0,2 55,0 30 9140 36,0 49,0Puspa 0,25 52,3 0,1 55,4 30 7120 25,4 40,3PlantagenwälderA. mangium 0,25 48,7 1,5 54,0 30 8000 43,6 50,0Albizia 0,25 37,8 0,8 56,0 30 7580 35,5 60,0E. deglupta 0,25 40,0 1,1 55,0 30 8050 37,9 68,4Gummibaum 0,25 50,2 0,2 50,0 30 3800 17,7 27,7

Aufschluβbedingungen:HOAc-Konzentration : 0,93%Aufschluβdauer : 4 StundenAufschluβtemperatur : 110⁰CFlottenverhältnis : 1 : 7

Fichten – Acetosolv-Zellstofe aus Druckaufschlüssen zeigen im Vergleich zudenen aus drucklosen Aufschlüssen niedrigere Kappazahlen und geringereFestigkeiten. Bei der Untersuchung der Rohstoffparameter zeight sich, daß dasAufschlußergebnis von der Hackschnitzelgröße abhängig ist. Mit 1 mm dickenFlachspänen werden niedrigere Ausbeuten und geringere Festigkeiten beigleichen Kappazahlen erzielt.

Der zweite Teil der Arbeit befaßt sich mit der bleiche des Fichten- acetosolv-Zellstoffes. Für die erste Bleichstufe wird Ozon in Essigsäure eingesetzt. DieOzonkonzentration, die Tempratur,die Stoffdichte und die Essigsäure –Konzentration werden optimiert.

Als optimal erweisen sich eine Essigsäurekonzentration von mehr als 90%,eine Stoffdichte von 35 – 46% und eine Reaktionstemperatur von 20 - 30°C.Die Ozonbleiche ermöglicht eine Delignifizierung um 95% wobei sich die

xiii

Zellstoffestigkeiten gegenüber dem ungebleicheten Zellstoff noch verbessern.Die Zellstoffviskosität verändert sich bei der Ozonbleiche nur wenig,währendein deutlicher Weißgradanstieg zu beobachten ist. Eine zweistufigeOzonbleiche mit Zwischenwäsche bringt gegenüber einer einstufigenOzonbehanlung keine voeteile.

Weiterhin wurden orientierende Versuche zur Stickstoffdioxidbleichevorgenommen. Als bleichmedium diente 93% ige Essigäure. Bei optimalenBleichbedingungen (40% Stoffdichte, Temperatur 70 - 80ºC, einer Bleichzeitvon über einer Stunde und 2 Stickstoffdioxid) konnte eine Delinifizierung von50 – 60% in einer Bleichstufe erreicht werden. Die Festigkeitseigen – schaftenänderten sich nur wenig.

Mit Peressigsäre in der Vorbleiche kann der Zellstoff um 50 – 60%delignifiziert werden, ohne daß die Festigkeiten abfallen.

Als günstigste Bleichbehandlung ergibt sich eine ZEPaN – Sequenz. Nach derzweiten Bleichstufe werden Weißgrade von bis zu 82% ISO ohneFestigkeitseinbußen erreicht.

Als mögliche Endbleichstufe wurde eine alkalische Extraktion mit NaBH4 –Zusatz untersucht. Der Weißgrad konnte auf 84% ISO gesteigert werdn,allerdings unter Verschlecterung der statischen Zellstoffestigkeiten. HöhereWeißgrade sind zu erwarten, wenn die Ausgangskappazahl unter 15 liegt. Obdies bei dem untersuchten Druckaufschluß gegenwärtig zu erreichen ist, bleibtabzuwarten. Zur Zeit ist ein Weißgrad von über 90% ISO auch mit Fünt – bissechsstufigen chlorfreien Bleichsequenzen nicht zu erreichen.

xiv

Kata Pengantar

Penelitian ini di bawah Bimbingan Prof. Dr. Horst H. Nimz pada

Institut Teknologi Kimia Kayu Universitas Hamburg (di bawah Institut Kimia

dan Teknologi Kimia Kayu, Lembaga Penelitian Hutan dan Kayu) sejak bulan

September 1986 sampai dengan April 1992. Atas kebaikan beliau diucapkan

terima kasih yang setinggi-tingginya, khususnya pengarahan-pengarahan dan

keramah-tamahannya.

Saya juga mengucapkan terima ksih kepada Bapak Prof. Dr. Rudolf

Patt, Prof. Dr. Oscar Faix, Prof Dr. Maruli Samatupang, Dr. O. Kordsachia

dan Ibu Dr. M. Hammann yang telah membantu didalam penyelesaian

dissertasi, khususnya bab diskusi dan pengarahan-pengarahan yang cukup

berarti.

Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak. Dr. Alex Berg.

Dr. C. Granzow, Dr. Harmut Salow dan Dr. Peter. Scibbe, Dr. Bodo Saake,

dan Dr. Entique Vogel yang telah membantu di dalam koreksi bahasa Jerman

dan bagian yang lainnya. Begitu pula kepada Ibu E. Schmekal, saya

sampaikan terima kasih juga atas bantuannya di dalam analisa pulp dan kertas.

Selain itu saya juga menyampaikan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. H.J.

Weidelt selaku Mantan Direktur GTZ yang pertama di Samarinda, Bapak Dr.

G. Weinland selaku Mantan Direktur GTZ yang kedua dan Dr. M. Sachrai-

Rad selaku pengganti Direktur GTZ.

Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Yunus

Rasyid selaku Rektor Universitas Mulawarman dan Bapak Prof. Dr. Soetrisno

Hadi selaku Mantan Rektor. Prof. Dr. Arifien Bratawinata selaku Dekan Fak,

Kehutan Unmul, Selain itu, ucapan terima kasih kepada DAAD selaku

pemberi Beasiswa dan Rekomendasi surat izin tinggal di Jerman.

Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada istri saya (R.A. Sri

Hariyani Suswati) dan anak saya (Jusuf Taqwa dan Jafar Sidiq), yang mana

dengan kesabaran dan ketabahannya menyertai kami.

xv

DAFTAR ISI

Hamburg 1992 ..........................................................................................................i

Pengantar Penterjemah........................................................................................... iii

Editors Note iv

Organosolv Pulping and Bleaching without using Chlorine of Spruce Wood

[Picea abies (L.) KARTS] ..................................................................v

Aufschluβ und Bleiche von Fichtenholz [Picea abies (L.) KARST] nach dem

Acetosolv-Verfahren .........................................................................ix

Kata Pengantar ......................................................................................................xiv

BAB I PENDAHULUAN ..............................................................................1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .....................................................................3

2.1 Komponen Kimia Kayu.............................................................................3

2.2 Proses Pulping ...........................................................................................5

2.2.1 Proses Pulping Organosolv.................................................................5

2.2.1.1 Proses Pulping Alkohol dan Phenol ............................................6

2.2.1.2 Proses Pulping Ester ....................................................................7

2.2.1.3 Proses Pulping Organosolv Dengan Tambahan

Garam Anorganik ........................................................................8

2.2.1.4 Proses Pulping Dengan Asam Organik .....................................10

2.2.1.5 Reaksi Komponen Kimia Kayu Pada Proses

Pulping Acetosolv .....................................................................14

2.3 Pemutihan Pulp........................................................................................23

2.3.1 Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon ..................................................23

2.3.1.1 Struktur Dan Sifat Gas Ozon.....................................................23

2.3.1.2 Ketentuan Pemutihan dan Hasil Penelitian ...............................26

xvi

2.3.1.3 Reaksi Kimia Gas Ozon Dengan Lignin Dan

Karbohidrat ................................................................................30

2.3.2 Pemutihan Pulp Dengan Gas Nirogen dioxida .................................33

2.3.2.1 Struktur Dan Sifat Gas Nitrogen dioxida ..................................34

2.3.2.2 Ketentuan Pemutihan Pulp Dengan Nitrogen

dioxida dan Hasil Penelitian. .....................................................35

2.3.2.3 Reaksi Kimia Antara Gas Nitrogen dioxida Dengan

Lignin dan Karbohidrat. ............................................................37

2.3.3 Pemutihan Dengan Asam Peressig ...................................................40

2.3.3.1 Struktur dan Sifat Asam Peressig ..............................................40

2.3.3.2 Ketentuan Pemutihan dan Hasil penelitian................................41

2.3.3.3 Reaksi Kimia Antara Asam peressig Dengan Lignin

dan Karbohidrat. ........................................................................44

BAB III HASIL PENELITIAN DAN DISKUSI............................................49

3.1 Pengaruh Konsistensi Asam Klorida dan Waktu Pemasakan..................49

3.2 Perlakuan Chip.........................................................................................59

3.2.1 Perlakuan Chip Kayu Melalui Pemasakan Asam asetat 93%...........59

3.2.2 Perlakuan Chip Kayu Melalui Impranasi Perendaman Di dalam

Asam asetat 93% Pada Temperatur Ruangan (20º). .........................60

3.2.3 Pengaruh Kadar Air Chip Kayu........................................................62

3.2.4 Perlakuan Chip Kayu Di dalam Butilasetat ......................................64

3.3 Perlakuan Terhadap Pulp .........................................................................66

3.3.1 Sistem Pencucian Pulp Dengan Pelarut Yang Berbeda....................68

3.3.2 Pengaruh Temperatur Pemasakan ....................................................70

3.3.3 Pengaruh Rasio (Perbandingan Antara Kayu Dengan Larutan) .......73

3.3.4 Pengaruh Katalisator Pada Proses Pulping Acetosolv......................74

xvii

3.3.5 Aluminium Klorida Sebagai Katalisator ..........................................75

3.3.6 Asam Bromida Sebagai Katalisator..................................................83

3.4 Perbandingan Kualitas Pulp Yang Lain Dengan Pulp Acetosolv............89

3.4.1 Perbandingan Dengan Metoda Pulping Yang Lain. .........................89

3.4.2 Proses Pulping Acetosolv Dari Jenis Kayu Yang Berasal Dari

Daerah Tropika. ................................................................................90

3.4.3 Perbedaan Proses Pulping Acetosolv Sistem Tanpa Tekan dan

Tekanan. ...........................................................................................92

3.4.4 Proses Pulping Ekstraksi Dengan Alat Twiselmann. .......................95

3.5 Pemutihan Pulp Acetosolv.......................................................................96

3.5.1 Pemutihan Dengan Gas Nitrogen dioksida.......................................97

3.5.1.1 Pengaruh Konsentrasi Gas Nitrogen dioksida ...........................97

3.5.1.2 Pengaruh Konsistensi Pulp ......................................................102

3.5.1.3 Pengaruh Temperatur Pemutihan. ...........................................103

3.5.1.4 Pengaruh Waktu Reaksi...........................................................104

3.5.1.5 Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogen Dioksida

Secara Langsung Di dalam Larutan Pemasak. ..................105

3.5.2 Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Didalam Medium Asam

Asesat..............................................................................................107

3.5.2.1 Pengaruh Konsentrasi Gas Ozon .............................................107

3.5.2.2 Pengaruh Konsistensi Pulp Pada Pemutihan Dengan

Gas Ozon. ................................................................................112

3.5.2.3 Pengaruh Temperatur Pada Pemutihan Pulp Dengan

Gas Ozon .................................................................................116

3.5.2.4 Pengaruh Konsentrasi Asam Asetat Sebagai Media

Pada Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon.................................119

xviii

3.5.2.5 Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Dari Pulp

Acetosolv Dengan Katalisator Proses Pulping Yang

Berbeda. ...................................................................................124

3.5.2.6 Pemutihan Pulp Dua Kali Dengan Gas Ozon..........................127

3.5.3 Pemutihan Pulp Dengan Asam Peressig Atau Hidrogen

Peroksida. .......................................................................................129

3.5.4 Kombinasi Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogen Dioksida Dan

Gas Ozon. .......................................................................................131

3.5.5 Kombinasi Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogen Dioksida, Gas

Ozon Di Dalam Asam Asetat Dan Asam Peressig Di Dalam

Buthylasetat. ...................................................................................135

3.5.6 Kombinasi Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Di Dalam Asam

Asesat (ZE) Dan Asam Peressig Di Dalam Buthylaseatat (PaN)...138

3.5.6.1 Pengaruh Larutan Pada Sistem Pencucian. .............................138

3.5.6.2 Pengaruh Pemberian Natrium Karbonat Pada

Pemutihan Pulp Dengan Asam Peressig Di Dalam

Media Butilasetat .....................................................................140

3.5.6.3 Pengaruh Pemberian Asam Asetat Pada Pemutihan

Pulp Dengan Asam Peressig Di dalam Buthylasetat. ..............143

3.5.6.4 Pengaruh Konsentrasi Asam Peressig Dan Gas

Ozon ........................................................................................144

3.5.6.5 Perubahan Temperatur Pemutihan Pulp dengan

Asam Peressig Pada Medium Butilasetat ................................146

xix

3.5.6.6 Pengaruh Waktu Reaksi Pada Pemutihan Pulp

Dengan Asam Peressig Di dalam Medium

Butilasetat. ...............................................................................147

3.5.6.7 Pengaruh Konsistensi Pulp Pada Pemutihan Dengan

Asam Peressig Di dalam Medium Butilasetat. ........................148

3.5.6.8 Nilai Optimal Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon

Asam Peressig. ........................................................................150

3.5.7 Tiga Kombinasi Pemutihan Antara Gas Ozon Dengan Asam

peressig (ZE ZE PaN)....................................................................153

3.5.8 Tiga Kombinasi Pemutihan Antara Gas Ozon, Asam Peressig

dan Borol (ZE PaN ER)..................................................................156

3.5.9 Tiga Kombinasi Pemutihan Antara Aasam Peressig, Gas Ozon

Di dalam Asam Asesat dan Asam Peressig Di dalam Butilasetat (

PaN ZE PaN ). ................................................................................159

3.5.10 Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon dan Asam Peressig Di dalam

Medium Asam Acetat ( ZE PaE ZE PaE).......................................162

3.5.11 Pemutihan Pulp Acetosolv – Spruce Pulping Sistem Tekanan. .....166

3.5.12 Pemutihan Pulp Acetosolv Dari Jenis Kayu Daun Lebar. ..............171

3.6 Penelitian Lignin....................................................................................173

3.6.1 Isolasi Lignin Dari Filtrat Acetosolv. .............................................173

3.6.2 Kelarutan Lignin Di dalam Campuran Asam asesat – Air .............174

3.6.3 Spekrum FTIR – Lignin. ................................................................175

BAB IV METODE PENELITIAN ...............................................................178

4.1 Bahan Penelitian ....................................................................................178

4.2 Proses Pulping Dengan Asam Asesat ....................................................178

4.3 Perlakuan Pulp. ......................................................................................181

xx

4.4 Pemutihan pulp ......................................................................................182

4.4.1 Bahan baku .....................................................................................182

4.4.2 Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogen dioksida Di dalam Asam

asetat ...............................................................................................182

4.4.3 Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Di dalam Asam asetat. ...........182

4.4.4 Pemutihan Pulp Dengan Hidrogen Peroksida dan Asam Peressig

Didalam Medium Asam Asetat Atau Butylasetat...........................183

4.4.5 Pemutihan Pulp Dengan Asam peressig Di dalam pH Netral. .......183

4.5 Penelitian Pulp .......................................................................................184

4.5.1 Rendemen .......................................................................................184

4.5.2 Bilangan Kappa ..............................................................................184

4.5.3 Derajat Polimerisasi Selulosa/DP...................................................184

4.5.4 Sifat Kekuatan Kertas .....................................................................185

4.5.5 Pengujian Sifat Optis ......................................................................185

4.5.6 Penentuan Konsentrasi Asam Asetat ..............................................185

BAB V KESIMPULAN ..............................................................................186

BAB VI LITERATUR ..................................................................................190

BAB VII LAMPIRAN ...................................................................................223

7.1 Data Mengenai Sifat Kekuatan Kertas Secara Keseluruhan..................223

Riwayat Hidup .....................................................................................................254

1Proses Pulping Organosolv dan Pemutihan Bebas Klor dari Kayu Daun Jarum Spuce (Picea abies)

BAB I

PENDAHULUAN

Industri pulp dan kertas telah dikembangkan sejak 100 tahun yang lalu

dengan proses yang umum digunakan adalah proses Sulfat dan Sulfit. Proses

Sulfat atau Kraft menghasilkan kekuatan kertas yang relatif tinggi. Kelemahan

proses Kraft yaitu terbentuknya ikatan sulfur (Merkaptan) dan pada proses

pemutihannya terbentuk ikatan Klorolignin. Bahan tersebut secara umum dapat

memcemari lingkungan, khususnya tanah, air dan udara. Proses pulping Sulfit dan

pemutihannya tidak begitu besar bahaya pencemarannya terhadap lingkungan,

akan tetapi kualitas pulpnya tidak sebaik pulp Sulfat. Selain itu, pada jenis kayu

yang bergetah seperti Kiefer dan Douglas tidak dapat dimasak dengan proses

Sulfit. Faktor yang mempengaruhi adalah terjadinya reaksi kondensasi antara zat

ekstraktif dengan lignin.

Secara khusus, pencemaran lingkungan dari industri pulp adalah

tercemarnya air (perubahan warna yang drastis dan sebagian ikatan klor organik).

Filtrat dari proses pulping dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dan

pengambilan bahan kimia dengan cara proses pembakaran walaupun

pelaksanaannya agak sulit dilakukan. Atas dasar tingginya pencemaran

lingkungan dan makin ketatnya peraturan, maka dicarilah alternatif proses pulping

dan pernutihan yang baru dan pengembangannya. Metoda yang baru ini juga

diharapkan dapat menghasilkan kertas yang putih dengan sifat kekuatan kertasnya

yang tinggi.

Penelitian ini menggunakan proses Acetosolv dan pengembangan

metodanya. Selanjutnya, bahan kimia yang digunakan di dalam proses pulping

adalah Asam asetat dengan perlakuan di bawah tekanan normal (atmospher) dan

ditambah katalysator Asam lewis (NIMZ dan CASTEN, 1994). Salah satu


keuntungan yang paling menonjol dan penggunaan proses Acetosolv adalah

proses pulping yang bebas Sulfur, sehingga sangat memungkinkan pemanfaatan

hemiselulosa dan lignin.

Tujuan pokok penelitian ini adalah optimalisasi proses pulping Acetosolv

dari jenis kayu Fichte (Spruce) dan pemutihan pulp tanpa memakai bahan kimia

klor. Sebagai pembanding di dalam penelitian ini juga diteliti proses pulping

Acetosolv dari kayu daun lebar yang berasal dari daerah tropis.

Penelitian untuk kayu tropis tidak dilanjutkan secara khusus, karena

fokusnya pada jenis kayu spruce. Kayu tropis sulit utnuk dimasak dengan asam

asetat, dikarenakan kadar zat ekstraktif dan abu yang cukup tinggi sehingga

menghambat proses pulping acetosolv. Diharapkan pada masa yang akan datang

ada peneliti acetosolv untuk mengkhususkan jenis kayu dari daerah tropis.

Sehingga menyulitkan mengambil kesimpulan faktor-faktor yang

mempengaruhi proses pengolahan secara kimia (MARTAWIJAYA, et al –

1981).


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komponen Kimia Kayu

Komponen kimia kayu yang terpenting adalah selulosa, Hemiselulosa,

lignin dan zat ekstraktif. Keberadaan komponen kimia di dalam kayu tersebut

proporsinya tergantung kepada beberapa factor antara lain adalah jenis kayu,

iklim, tempat tumbuh dan faktor lainnya. Kayu daun lebar yang tumbuh pada

daerah temperate, kadar holoselulosanya berkisar antara 70 - 75% dan lignin ±

22%, sedangkan untuk kayu daun jarum, kadar holoselulosanya berkisar antara 65

- 75% dan lignin berkisar antara 27 - 30%. Komponen kimia kayu dari jenis kayu

tropis sangat bervariasi sehingga sulit diklasifikasikan secara je1as (RYDHOLM,

1965 ). Kesulitan klasifikasi komponen kimia kayu pada kayu tropis, khususnya

kadar zat ekstraktif yang sangat bervariasi sekali dan jenis kayu yang beragam

jenisnya. Dari jenis pohon yang jumlahnya relatif banyak, agak menyulitkan di

dalam analisa kimia (MARTAWIJAYA, et al, 1981). Kadar pentosan kayu tropis

lebih tinggi jika dibandingkan kayu yang berasal dari daerah temperit. Begitu

kadar abu dan zat ekstraktif yang larut dari beberapa pelarut juga lebih tinggi.

Kerapatan jenis kayu tropis sangat tropis sangat bervariasi dari yang kecil 0,24

sampai dengan 0,7 gr/cm3. Ringkasan komponen kirnia kayu dari beberapa jenis

kayu daun lebar dan daun jarum yang dikutip dari beberapa pustaka disajikan

pada Tabel 2.1.

Data komponen kimia kayu yang berasal dari daerah tropis belum

memberikan gambaran yang jelas, apakah kayu tropis bisa di masak dengan

proses organosolv. Disamping faktor komponen kimia kayu, masih ada beberapa

faktor yang belum bisa terungkap, hal ini disebabkan penelitian mengenai struktur

komponen kimia kayu belum diteliti secara mendalam dan variasi jenis kayu yang

terlalu banyak.


Tabel 2.1 Komponen Kimia Kayu dari Beberapa Kayu Daun Lebar dan Daun Jarum

Jenis KayuSelulosa

(%)

Lignin

(%)

Pentosan

(%)

Abu

(%)

Zat Ekstraktif larut

Kerapatan

(g/cm3)SumberAir

Dingin

(%)

Air

Panas

(%)

Alben

(%)

NaOH

(%)

Daun Lebar

Arthocarpus sp

Macaranga sp

Ahorea leprosulla

Hevea brasiliensis

Lepopathalum sp

Acacia tomenta

Albizia falctaria

Eucalyptus deglupta

Daun Jarum

Pinus sylvestris

Picea abies

Picea glauca

41,4

43,4

50,3

52,3

51,5

55,8

-

55,5

-

-

44,0

26,0

28,1

32,0

17,8

22,0

25,6

23,8

20,0

27,7

29,3

27,0

13,0

12,0

18,0

-

15,7

18,2

-

10,9

-

-

8,0

0,8

0,8

0,7

1,0

0,8

0,7

1,0

-

-

-

0,2

1,0

0,3

3,5

3,7

1,4

4,5

2,3

-

-

-

1,4

5,9

3,1

3,8

5,3

1,6

5,1

4,7

2,9

2,1

0,95

2,3

4,0

2,8

11,5

-

3,0

3,1

-

-

-

-

-

19,1

13,1

16,1

20,8

11,5

13,3

17,2

14,0

-

-

12,5

0,35

0,35

-,70

0,60

0,68

-

0,24

0,60

0,41

0,41

0,37

Martawijaya, et.al 1981

Kliwon, et.al 1980

Kliwon, et.al 1980

Rosid, 1982; Kasim, 1990

Sumarna, et.al 1983

Rosid, 1982

Sumarna, et.al 1983

Rosid, 1980

Rydholm, 1965; Knoblauch,1989

Rydholm, 1965; Knoblauch,1989

Rydholm, 1965

5Proses Pulping Organosolv dan Pemutihan Bebas Klor dari Kayu Daun Jarum Spuce (Picea abies

2.2 Proses Pulping

2.2.1 Proses Pulping Organosolv

Selain proses pulping secara konvensional yang memakai bahan kimia

garam anorganik, maka diteliti pula proses pulping dengan bahan kimia organik.

Akhir-akhir ini, beberapa pakar ilmuwan mengembangkan penelitian proses

pulping yang bebas pencemaran lingkungan. Salah satu metoda yang mempunyai

arti cukup penting adalah proses organosolv. Hal ini disebabkan proses pulping

organosolv tidak memakai atau sedikit sekali memakai bahan kimia anorganik.

Sejarah bahan kimia yang dipakai di dalam proses pulping organosolv

antara lain: alkohol, ester, asam organik dan phenol (URBAN dan

FREUDENBERG, 1926; ARONOWSKT dan GORNER, 1936; SCHUTZ,

1940, 1941a, 1941b, 1942; WILTSHIRE, 1944; BRAUNSTEIN, 1952;

BOGOMOLOV dan GROSCEV, 1980; KATZEN et al, 1980; LANGE, 1982;

PASZNER dan CHANG, 1983, 1985; BUCHHOLZ dan JORDAN, 1983;

NIMZ, et al, 1984, 1986a, 1986b, 1988a, 198b, 1989; SAKAKIBARA et a1,

1984, PASZNER dan BAHERA, 1985; SANO dan TAKASHI, 1985; YOUNG

et al, 1985. 1986, 1987; ANDERS dan SCHMIGA, 1987; JOHANNSON et al,

1987a, 1987b; PYE, 1987a, 1987b dan KACHI et al, 1990). Proses pulping

organosolv lebih sedikit menimbulkan pencemaran lingkungan, jika dibandingkan

proses pulping secara konvensional. Disamping itu proses ini juga memungkinkan

pemanfaatan lignin dan hemiselulosa sebagai bahan baku produk kimia tertentu,

seperti benzen, phenol, furfural dan lain sebagainya (BOGOMOLOV dan

GROSEV, 1980).

Pemanfaatan lignin sebagai bahan baku benzene, phenol atau turunannya

yang secara teknis di laboratorium sangatlah memungkinkan, hanya secara teknis

industri dan proses pemisahannya kurang menguntungkan. Sebagai akibatnya

yang sampai saat ini tidak ada industri yang mengolah limbah menjadi produk

kimia turunannya (Nimz dan Casten, 1984).


2.2.1.1 Proses Pulping Alkohol dan Phenol

Dasar proses pulping ini adalah pemakaian bahan kimia berupa alkohol.

Salah satu alkohol yang dipakai adalah Ethanol, yang mana proses pulping

ethanol telah dikembangkan sejak 55 tahun yang lalu (KLEINERT dan

TAYENTAL, 1933). Selain ethanol, bahan kimia lain yang digunakan adalah

methanol. Proses pulping ini disebut proses pulping organocell dan saat ini telah

dibuat pilot proyek oleh perusahaan MD-München dengan bahan kimia methanol,

Natrium hidroksida dan sedikit katalisator Antrachinon pada temperatur 175˚C

(EDEL, et al 1984 dan EDEL, 1989). PASZNER dan CHANG (1983) telah

mengadakan penelitian pulping organosolv dengan variasi konsentrasi, methanol,

ethanol, n-propanol dan bahan tambahan berupa katalysator asam lewis serta

berbagai variasi temperatur. Katalisator yang dipakai antara lain kalsium klorida

(CaCl2), Magnesium sulfat (MgSO4), Magnesium nitrat (Mg(NO3)2). dan Kalsium

nitrat (Ca(NO3)2). Waktu pemasakan berkisar antara 20 sampai dengan 60 menit,

temperatur 196-220˚C dan konsentrasi katalisator CaCl2, atau MgCl2 0,1 mol.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa bilangan kappa sekitar 30 dan

viskositas selulosanya relatif rendah. Hasil penelitian terbaru adalah proses

pulping phenol pada temperatur 185˚C dan hasil- publikasinya disajikan pada

Tabel 2.2 (KACHI, et al, 1990). Secara umum bahwa proses pulping alcohol dan

phenol menghasilkan rendemen pulp antara 50 – 51% dan sisa lignin di dalam

pulp sangat bervariasi antara 0,8 – 8% (bilangan kappa 5,3 – 53). Untuk pengujian

yang lain seperti sifat fisika pulp, fisika dan mekanika kertasnya tidak dilakukan.

Penelitian ini masih pada tahap pendahuluan.

Selanjutnya proses pulping ini dikembangkan dengan memakai bahan

kimia campuran antara kresol, asam asetat dan air dengan campuran antara kresol

dan ethanol sebagai bahan pemasak (SAKAKIBARA, et al, 1984; ANDERS dan

SCHMIGA, 1987).


Tabel 2-2. Proses Pulping Organosolv Dari Jenis Kayu Buche denganMemakai Bahan Kimia Turunan Phenol (KACHI, et al 1990)

Phenol Rendemen Viskositas

Kadar

Lignin

(%) (CP) (%)

4-Methylcatechol 43,3 8,4 0,8

Catechol 43,2 13,1 1,2

Phenol 50,9 17,1 3,8

Kresol 49,4 16,9 3,7

Ethylphenol 49,5 16,0 3,9

Syringol 49,0 11,2 4,2

Ethylenglycol 45,4 3,0 7,9

Isoeugenol 45,0 8,1 5,0

Propylphenol 44,6 3,0 7,9

Keterangan :Ketentuan Proses PulpingKonsentrasi Air di dalam Larutan = 202Rasio (kayu : larutan) = 1 : 6Temperatur = 185˚ CWaktu Pemasakan = 3,5 jam

2.2.1.2 Proses Pulping Ester

YOUNG, et al, (1987) telah mengadakan penelitian proses pulping ester.

Bahan kimia yang digunakan adalah campuran antara asam asetat, etilasetat dan

air pada temperatur 170-200˚ C dan waktu pemasakan antara 0,5 - 2 jam.

Keuntungan proses pulping ester adalah proses pengambilan bahan kimia bekas

pemasak relatif lebih mudah dan dapat dilakukan dengan cara destilasi.

Disamping itu proses isolasi ligninnya juga relatif mudah jika dibandingkan

dengan lignin kraft. Hasil penelitian rendemen dan bilangan kappa dari beberapa

jenis kayu dapat dilihat pada Tabel 2-3.


Tabel 2-3. Proses Pulping Ester Dari Beberapa Jenis Kayu Dengan CampuranBahan Kimia Asam asetat-Etilesetat : Air (1 : 1), TemperaturPemasakan 170 - 200º C dan Waktu Pemasakan 0,5 – 2 jam(YOUNG, et al., 1987)

Jenis Kayu Rendemen (%) Bilangan Kappa

Aspe 55 13

Eiche 46 11

Birke 49 16

Eucalyptus 46 20

Fichte 44 29

Kiefer 42 22

2.2.1.3 Proses Pulping Organosolv Dengan Tambahan Garam

Anorganik

Proses pulping organosolv ini juga disebut proses ASAM (Alkalischer

Sulfitaufschluss mit Antraquinon und Methanol). Proses pulping ASAM

sebenarnya bukan proses organosolv murni, hal ini disebabkan bahan kimia

methanol berfungsi bukan melarutkan lignin (KORDSACHIA dan PATT, 1988;

PATT, et al, 1989 ), proses pulping organosolv murni adalah proses pulping

Acetosolv dan Organosell. Kedua proses ini telah dibuat pilot proyek di Jerman.

ketentuan proses pulping ASAM dapat dilihat pada Tabel 2-4.


Tabel 2-4. Ketentuan Proses Pulping ASAM (KORDSACHIA dan PATT,1988)

Ketentuan Komposisi

Methanol/ H2O 15 - 25/75 – 85 %

Total alkali (dihitung berdasarkan NaOH) dan

didasarkan berat kering tanur kayu

20 - 25%

Perbandingan alkali (Na2SO3) (NaOH + Na2SO3) 80 : 20 - 70 : 30

Konsentrasi Antrachinon 0,05 - 0,20 %

Temperatur 170 - 180⁰ C

Waktu Pemasakan 90 - 180 menit

Pada proses pulping ASAM ini terlihat pengaruhnya yang cukup besar,

yaitu apabila konsentrasi bahan kimia cukup tinggi, maka akan dihasilkan sifat

kekuatan kertas yang baik pula (Tabel 2-5). Keuntungan proses pulping ASAM

yang lain yaitu pada jenis kayu kiefer dapat dibuat pulp dengan metoda ASAM

(PATT et al., 1989).

Pada Tabel 2-5 ditunjukkan perbandingan antara proses pulping ASAM

dengan proses pulping sulfat/Kraft dari beberapa jenis kayu. Hasil penelitian

tersebut menunjukkan bahwa rendemen pulp yang dihasilkan dengan proses

pulping ASAM lebih tinggi dari pada rendemen hasil proses pulping Kraft pada

jenis kayu yang sama, akan tetapi sisa kayu yang tidak termasak relatif lebih

tinggi. Faktor yang mempengaruhi tingginya rendemen pada proses ASAM adalah

Alkohol dan Antrachinon.

Kedua bahan kimia tersebut berfungsi selain sebagai pelarut juga sebagai

stabilisator selulosa dan hemiselulosa. Bilangan kappa (sisa lignin di dalam pulp)

pada proses pulping ASAM juga relatif rendah jika dibandingkan proses pulping

Kraft. Hal ini disebabkan bahan pemasaknya mampu melarutkan sebagian besar

rantai lignin dan tanpa merusak polimer selulosa. Dalam hal ini dapat dilihat

bahwa derajat polirnerisasi selulosa pada proses pulping ASAM sangat tinggi.

Sifat kekuatan kertas, khususnya kekuatan tarik dan sobeknya pada pulp ASAM

juga jauh lebih besar jika dibandingkan pulp Sulfat.


Nilai bilangan kappa pada pulp ASAM untuk kayu Fichte sebesar 23,3,

sedangkan pulp Sulfat sebesar 31,2. Untuk jenis kayu Kiefer Pulp ASAM juga

relatif lebih rendah jika dibandingkan pulp sulfat. Untuk jenis kayu daun lebar

didapat bilangan kappa pulp ASAM berkisar antara 11 - 15, sedangkan pulp

Su1fat berkisar antara 17 – 21.

Tabel 2-5. Hasil Penelitian Proses Pulping ASAM dan Kraft Dari BeberapaJenis Kayu (KORDSACHIA dan PATT, 1988)

Jenis

KayuMetoda Rendemen

Sisa

Kayu

Bilangan

KappaDpw Kekuatan (20⁰SR)

(%) (%)

Tarik

(km)

Sobek

(cN)

Ficte ASAM I 53,1 2,2 23,3 5100 12,0 10,8

Fichte Sulfat 48,6 0,2 31,2 3800 9,0 11,2

Kiefer ASAM I 52,0 2,6 27,0 5300 10,8 12,2

Kiefer Sulfat 47,7 0,1 32,8 3700 8,4 13,6

Buche ASAM I 52,2 1,9 11,4 4600 7,6 10,1

Buche Sulfat 50,0 0,3 19,3 3400 6,9 10,1

Birke ASAM I 56,7 3,4 14,7 3900 12,0 10,1

Birke Sulfat 53,9 1,4 21,0 4100 10,4 10,6

Pappel ASAM I 59,1 1,7 13,5 4400 8,4 8,1

Pappel Sulfat 53,1 0,1 17,1 3600 7,0 8,0

2.2.1.4 Proses Pulping Dengan Asam Organik

2.2.1.4.1. Asam Asetat Sebagai Bahan pemasak

Secara Umum proses pulping organosolv menggunakan bahan kimia

organik sebagai bahan pemasak. Bahan kimia organik inilah yang dapat

melarutkan lignin selama proses pulping berlangsung. Penelitian pertama tentang

proses pulping organosolv adalah dengan menggunakan memakai bahan kimia


asam asetat yang ditambah katalisator asam mineral (PAULY, 1916, 1918, 1934,

1943; FREUNDENBERG dan PLANKENHORN, 1942; FUKUZUMI, et

aI.,1966; NIMZ dan CASTEN, 1984). URBAN dan FREUNDENBERG (L926)

juga mengadakan penelitian yang hampir sama dan bahan kimia yang dipakai

adalah campuran Eisessig, asam asetat anhydrid, klor dan zinkklorida dari jenis

kayu Fichte. para peneliti telah menemukan proses pulping asam asetat pada

temperatur 75˚ C yang menghasilkan larutan berwarna kuning. Pada temperatur

85˚ C dari 5 gram serbuk kayu didapat hasil 3,5 - 3,8 gram pulp. Selanjutnya,

ROTULA dan SEVON (1927) juga mengadakan penelitian serupa dengan bahan

kimia campuran antara Eisessig dan asam klorida. SCHÜTZ (1940, 1941a,

1941b) mengadakan penelitian proses pulping dengan memakai asam

monoklorasetat dari jenis kayu Fichte, Weissbuche, dan batang gandum. Selain

itu, dengan memakai bahan kimia Etilenklorhidrin dihasilkan rendemen sekitar 47

– 52 % dan tanpa perhitungan bilangan kappa. SCHÜTZ dan KNACKSTEDT

(1942) juga mengadakan penelitian proses pulping organosolv sistem tekan.

Bahan kimia yang dipakai adalah campuran asam semut, asam asetat, air dan

ditambah katalisator asam lewis. HERDLE, et al., (1964) mengadakan penelitian

proses pulping kayu Hemlock pada temperatur 110˚ C dan asam klorida sebagai

katalisator. Dari hasil penelitian tersebut didapat rendemen pulp 51% dan sisa

lignin di dalam pulp sebesar 7,1%

NIMZ dan CASTEN (1984) telah mengadakan penelitian dengan bahan

kimia asam asetat dan 0,05 - 0,5 % per berat larutan asam klorida tanpa tekanan.

Bahan baku yang digunakan adalah kayu dan tanaman musiman. Hasil penelitian

ini telah dibuat hak paten dengan ketentuan waktu pemasakan 3 - 6 jam,

konsentrasi asam asetat 95% dan konsentrasi asam klorida 0,05 – 0,5% (sebagai

katalisator). HasiI penelitian tersebut belum memuaskan karena rendemen

pulpnya hanya 47,6% dengan bilangan kappa 30,2. Sifat kekuatan kertasnya pada

nilai derajat giling 30˚SR didapat kekuatan tarik 9,860 km, kekuatan jebol 62,9 m2

dan kekuatan sobek 58,2 cN. Dari dasar itulah, maka dilanjutkan penelitian

(Doktoran) antara lain TREPKAU (1984), ROTH (1989), BERG (1984) dan

GRANZOW (1990). Faktor yang diteliti antara lain adalah konsentrasi asam


asetat, katalisator, temperatur, waktu pemasakan dan jenis kayu. BERG (1989)

telah mengadakan optimalisasi proses pulping Acetosolv dari jenis kayu Kiefer

(Pinus sylvestris). Hasil Optimalisasi tersebut menghasilkan ketentuan sebagai

berikut:

Ketentuan PemasakanJenis Kayu = KieferKonsentrasi Asam asetat = 93%Konsentrasi Asam klorida = 0,16%Waktu Pemasakan = 5 - 6 jamRasio (kayu : larutan) = 1: 6Temperatur Pemasakan = 1 10˚C

Hasil PenelitianRendemen = 50 – 56%Bilangan Kappa = 5 – 30%

Sedangkan penelitian yang lain adalah dari jenis kayu Buche, dengan ketentuanpemasakan optimal sebagai berikut (GRANZOW, 1990):Jenis kayu = BucheKonsentrasi Asam asetat = 93%Konsentrasi Asam klorida = 0,1%Waktu Pemasakan = 5 jamRasio (kayu : Iarutan) = 1 : 6Temperatur Pemasakan = 110˚C

Hasil PenelitianRendemen = 47 – 49%Bilangan Kappa = 20 – 25

Selanjutnya DE HAAS dan LANG (1971) juga mengadakan penelitian

yang sama dengan hanya memakai bahan kimia asam asetat pada temperatur 175-

190˚C dan tanpa memakai katalisator. Jenis kayu yang diteliti adalah kayu daun

jarum dan daun lebar. Pada prinsipnya metoda ini telah berhasil dihasilkan pu1p,

namun publikasi lanjutan mengenai hasil penelitian ini tidak diterbitkan.

ROTH (1984) juga mengadakan penelitian proses pulping Acetosolv dari

kayu Buche pada temperatur 120-170˚C dengan hanya menggunakan bahan

pemasak asam asetat. Dari penelitian ini diperoleh sisa lignin di dalam pulp

berkisar antara 4 – 23% dan rendemen pulp berkisar antara 50 – 95%. penelitian


yang lain yaitu proses pulping Acetosolv memakai asam asetat serta dibantu

dengan tekanan. Dari proses pulping tersebut, ternyata sebagian lignin dari kayu

daun lebar dan daun jarum dapat larut (ZILBERGLEIT, et al., 1986a, 1986b,

1986c). ZILBERGLEIT (1987a) telah meneliti komponen kimia kayu dan sifat

fisika lignin dari proses pulping Acetosolv. Penelitian lanjutan yang dilakukan

adalah meneliti proses kinetik pada proses pulping Acetosolv tersebut

(ZILBERGLEIT, 1987c). YOUNC, et al., (1985) mencoba proses pulping

Acetosolv dari jenis kayu Fichte dan Aspe dengan konsentrasi asam asetat 50 –

87,5% pada temperatur 160-185˚C. Dari penelitian tersebut didapat rendemen

pulp berkisar antara 50 – 60% dengan bilangan kappa 10 - 40.

Penelitian selanjutnya adalah proses pulping Acetosolv pada temperatur

210-220˚C, konsentrasi asam asetat 87,5% dan waktu pemasakan 1 jam (DAVIS,

et al., 1986). Pulp yang dihasilkan mengandung sisa lignin yang relatif kecil

(bilangan kappa 16), akan tetapi kekuatan sobeknya relatif rendah. Penelitian

serupa yaitu memakai larutan asam asetat 75%, waktu pemasakan 1 – 7 jam dan

temperatur pemasakan 166 – 240˚C. Dari penelitian diperoleh bilangan kappa

yang berkisar antara 36 – 112 dan rendemen pulp sebesar 42 – 66,8%.

Berdasarkan hasil penelitian NIMZ (1990) terhadap kayu Fichte dengan

konsentrasi asam asetat 85% (tanpa Katalisator), waktu pemasakan 0,5 – 4 jam

dan temperature pemasakan 175 - 190̊ C. Dari hasil penelitian tersebut diperoleh

bilangan kappa yang berkisar antara 15 – 40 dan rendemen 50 – 65%. Pulp yang

dihasilkan pada nilai derajat giling 20˚SR didapat sifat kekuatan tarik 11,500 –

12,000 km, kekuatan jebol 50 – 80 m2 dan kekuatan sobek 65 – 90 cN. Penelitian

ini kemudian dilanjutkan untuk memperoleh nilai optimal (SUKATON, 1990).

Proses pulping dari kayu Fichte pada temperatur 200˚C, konsentrasi asam asetat

85% dan waktu pemasakan 1 – 4 jam, di peroleh nilai bilangan kappa 9 – 11 dan

rendemen pulp 45 – 47%. Pulp tersebut pada nilai derajat giling 30˚SR dihasilkan

kekuatan tarik 9,500 – 11,000 km, kekuatan jebol 55 – 70 m2 dan kekuatan sobek

60 – 70 cN.


2.2.1.4.2. Pengaruh Katalisator

SEVEN dan BERG (1989) mengadakan penelitian dari berbagai

Katalisator (HI, AIBr3, HBr, AlCl3 dan HCl) terhadap pemutusan rantai lignin,

khususnya pada ikatan β-Aryleter. Konsentrasi asam asetat yang optimal adalah

96% dengan katalisator AlCl3 atau HCl. Di samping itu, katalisator HBr, HI dan

AlBr3, juga dapat digunakan untuk membantu kelarutan lignin (Tabel 2-6).

Tabel 2-6. Aktivitas Katalisator Asam lewis Pada Proses Pulping AcetosolvDari Jenis Kayu Kiefer (BERG, 1989)

Katalysator Konsentrasi

(%)/mol

Bilangan

Kappa

Dpw Sisa

Kayu

(%)

Rendemen

(%)

HCl 0,17/0,047 25,4 3710 0,19 49,3

HBr 0,38/0,047 22,1 4000 0,10 47,2

HI 0,25/0,027 45,8 3670 6,52 47,0

AlBr3 0,77/0,029 25,0 3150 1,08 46,7

AlCl3 0,37/0,027 26,0 3110 0,41 48,9

Keterangan :Konsentrasi Asam asetat = 93 %Waktu Pamasakan = 6 jamRasio (kayu : larutan) = 1 : 6

2.2.1.5 Reaksi Komponen Kimia Kayu Pada Proses Pulping

Acetosolv

2.2.1.5.1. Reaksi Dengan Lignin

Ikatan yang paling penting pada molekul lignin adalah ikatan α- dan β-

Aryleter. Di dalam larutan asam asetat - air sebagian ikatan dapat terputuskan

rantai tersebut (ADLER, et al., 1957).


NIMZ (1981) meneliti presentase ikatan α- dan β- Aryleter dari lignin kayu

Buche. Persentase ikatan tersebut berjumlah 65%, yang mana pada proses

pulping, ikatan tersebut berpengaruh sangat besar. α-Aryleter secara umum lebih

mudah terputuskan rantainya jika dibandingkan β-Aryleter (SAKAKIBARA, et

a1., 1966; JOHANNSON dan MISCHE,1972).

Ikatan α-Aryleter di dalam air pada temperatur 100˚C dapat terputuskan

ikatannya, dimana sebagaian besar ikatan β-Aryleter sebelum terputuskan (NIMZ,

1966; LAI dan SARKANER, 1971). FREUDENBERG dan PLANKENHORN

(1942) telah mengadakan penelitian proses pulping dengan asam asetat, dimana

ikatan Aryleter telah diputuskan rantainya. PAULY (1916) mengadakan

penelitian kelarutan lignin di dalam 85% asam asetat dan 0,3% asam sulfat

sebagai katalisator. Selanjutnya, REUTULA dan SEVON (1927) mengadakan

penelitian proses pulping dengan larutan Eisessig dan asam klorida sebagai

katalisator. BRAUNS dan BUCHANEN (1945) mengadakan penelitian proses

pulping Acetosol-v dengan bahan kimia asam asetat dengan asam mineral sebagai

katalisator terhadap kelarutan lignin. FUKUZUMI, et a1., (1966) telah

mengadakan penelitian monomer lignin pada proses pulping kayu Fichte dengan

larutan asam asetat pekat dan magnesium klorida sebagai katalisator, pada

temperatur 122˚C. Dari penelitian tersebut diperoleh produk lignin seperti

Vanilloyl- metilketon, dan perubahan bentuk lignin dengan berat molekul tinggi.

WEYGAND, et a1., (1961) mengadakan penelitian tentang reaksi kimia yang

terjadi antara asam asetat dengan lignin dalam bentuk Vanilloylmetilketon

(Gambar 2-1). Melalui analisa secara spektroskopi dari lignin asam asetat

dihasilkan bentuk pemutusan ikatan β-Aryleter (NIMZ, et a1., 1985 dan

TERAZAWA, et al., 1986). ROTH (1984), mengadakan penelitian analisa

spektroskopi 13C-NMR dari lignin asam asetat dan didapatkan hasil signal pada

lingkaran aromatik lignin. Produk pemutusan rantai telah dihasilkan dan setelah

diidentifikasi ternyata menghasilkan produk vanillin, 1-(4-Hydroxy-3-

Methoxyphenyl) -2- propanon dan syringaaldehyd.


DAVIS, et al., (1987) mengadakan penelitian dari ikatan β-Arylether pada

substansi model lignin di dalam asam asetat. Ikatan β-Arylether phenolik lebih

cepat terputuskan dari pada ikatan ether bukan phenolik. Mekanisme pemutusan

rantai β- Aryleter dapat dilihat pada Gambar 2-2. (YASUDA dan ITO, 1987 ).

Gambar 2-1. Mekanisme Pembentukan Dari Vanilloyketon Dari Guajaclglycerin= β- ether Melalui Rekasi Acetolyse (WEYGAND, et al., 1961)


Gambar 2-2. Reaksi Kimia Dari Bentuk β-0-4 Phenolik dan Bukan Phenolik Didalam Asam asetat (90% asam asetat, 180˚C) (YASUDA danITO, 1987).

Struktur phenolik Arylpropana atau ter-eterisasi Aylpropana dari lignin

pada medium asam akan terbentuk konjugasi posisi α dalam bentuk struktur

Chinonmethida, yang mana model reaksinya dapat dilihat pada gambar 2-3.

(GIERER, 1985).


Struktur kimia dari organosolv lignin telah diteliti kembali beberapa ahli

seperti SCHÜTZ, 1941a, 1941b; BRAUN dan BUCHANAN, 1945; LANGE dan

, 1980). Hasil penelitian tersebut melitputi berat molekul dan struktur elemen

kimia yang berbeda-beda. Secara umum, dari hasil penelitian tersebut dapat

disimpulkan bahwa berat molekul ligninnya rendah dan gugusan phenolnya

tinggi.

Gambar 2-3. Stabilisasi Struktur Chinonmethil Melalui Proses Adisi Enolisasi

atau Nukleosasi (GIERER, 1985)

Acetylisasi

ROTH (1984) dan TSCHIRNER (1984) menemukan pada proses pulping

dari substansi model lignin kayu Buche di dalam 95% asam asetat dan 2 – 5%

Ethylenklorhydrin dengan alat spektrum 13C-NMR, tidak didapatkan ikatan α

yang kokoh karena Acetil-nya lebih kuat. Pada perubahan model substansi lignin

dengan 90% asam asetat tanpa katalysator akan mengalami acetilisasi secara

lambat (TSCHIRNER, 1984). Pada Tabel 2-7 ditunjukkan persentase jumlah

gugus acetil yang larut di dalam lignin asam asetat dari beberapa katalisator.

Beberapa katalisator seperti asam asetat klorida, magnesium klorida dan

asam klorida dapat digunakan, walaupun tujuannya belum untuk mendapatkan

pulp tetapi mengarah ke struktur lignin.


Tabel 2-7. Prosentase Gugusan Asetyl Dari Lignin Asam asetat

Katalysator CH3COOH

(%)

Gugusan

Acetyl (%)/

Berat Lignin

Sumber

Cl-CH2 -COOH 80 3,4 SCHÜTZ, 1941a

Cl-CH2 –COOH 85 7,7 SCHÜTZ, 1941a

MgCl2 85 9,4 - 11,6 BRAUNS, et al., 1945

MgCl2 100 10,2

FREUDENBERG, et al.,

1942

HCl 100 14,5 - 17,8 BELL, et al., 1950

2.2.1.5.2. Reaksi Holoselulosa

Rantai selulosa dan hemiselulosa dapat terputuskan ikatan glukosidiknya

pada medium asam melalui pemutusan hidrolitik. Mekanisme reaksi kimia secara

hydrolisa asam disajikan pada Gambar 2-4 (FENGEL dan WEGENER, 1984).

Melalui reaksi kimia secara hydrolisa akan terjadi penurunan derajat polimerisasi

selulosa. Dengan penurunan derajat polimerisasi selulosa, maka sifat kekuatan

kertas juga akan mengalami penurunan, khususnya kekuatan lipat (RYDHOLM,

1965). Selain itu, juga terjadi reaksi yang lain seperti perubahan bentuk selulosa

dan hemiselulosa menjadi gula sederhana. Sebagai contoh, xilan kurang begitu

stabil jika dibandingkan selulosa, hal ini disebabkan atom C-5 pada pentosa

mengandung gugusan hydroxyl dan heksosa yang juga bisa berubah menjadi

hydroxymethyl (SZETLI, 1976).

PAULY, (1934), DUFF, (1957) dan MALM, et al., (1966) menemukan

bahwa selulosa hampir-hampir tidak rusak kalau bereaksi dengan asam asetat,

melainkan hanya sedikit saja yang terlarut. Sebagai contoh, pada pulp putih yang

dimasak selama 40 jam dengan 85 % asam asetat dan 0,3 % asam sulfat, kurang

lebih hanya sekitar 2% pulp tersebut yang larut. Reaksi kimia hemiselulosa


tergantung struktur dasar gulanya. Ikatan glukosidik antara galaktosa, arabinosa,

xylan akan lebih mudah terputuskan rantainya dari polimer glukosa dan mannosa.

Asam 4-0-Methylglukorono pada ikatan sampingnya relatif lebih stabil jika

dibandingkan ikatan xylosa (ROY dan TIMELL, 1968). Pada proses pulping

ASAM, glukomannan lebih stabil jika dibandingkan xylan. Selulosa relatif lebih

stabil daripada hemiselulosa, namun secara perlahan-lahan rantai selulosa juga

dapat terputuskan. Kelarutan hemiselulosa yang lebih besar ini disebabkan

struktur hemiselulosa yang bersifat amorphus (IMMERGUT, 1975).

Gambar 2-4. Mekanisme Reaksi Hydrosa Asam Pada Ikatan Glukosidik(FENGEL dan WEGENER, 1983).

Reaksi Pada Gugusan Hydroxyl

Melalui reaksi hydratasi pentosan akan berubah bentuk menjadi furfural.

Selain itu heksosa akan berubah bentuk menjadi furfural. Selain itu heksosa akan

berubah bentuk menjadi Hydroxymethylfurfural, asam Lavulin, serta asam

formiat. Disamping produk tersebut diatas, juga terbentuk produk lain/ produk

kondensasi (SZEJTLI, 1976). Pembentukan produk ini sangat dipengaruhi oleh

beberapa faktor/ketentuan reaksi, khususnya aktifitas proton, temperatur,

katalisator dan konsentrasi larutan (PAULY, 1943). Pada reaksi kimia ini bukan


saja karbohidrat yang mengalami asetilisasi, akan tetapi lignin juga mengalami hal

serupa. DUFF (1957) telah mengadakan penelitian dengan cara memberikan

perlakuan selulosa dengan 50% asam asetat selama 24 jam pada temperatur

100˚C. Dari hasil reaksi ini diperoleh persentase gugusan asetil 0,8%. Reaksi

asetilisasi karbohidrat tergantung dari konsentrasi asam asetat, (Tabel 2-8).

Tabel 2-8. Rendemen Monoasetat Dari Monomer Gula Yang Berbeda SetelahPerlakuan Pemasakan Pada Temperatur 100˚C Selama 24 Jam Didalam Asam asetat (DUFF,1957).

Konsentrasi 20

(%)

40

(%)

60

(%)

80

(%)

90

(%)

100

(%)

Acetylglukosa (%) 17,8 38,0 50,4 91 172 172

Acetylgalaktosa (%) 6,7 13,8 26,4 61 - 94

Acetylxylosa (%) 4,5 14,5 28,0 64 - 180

AIKEN (1843), BLETZINGER (1943), DUFF (1957), HERDLE dan GRIGS

(1965), FAHMI dan EL-KALYOUBI (1970) mengadakan penelitian persial

asetilisasi pulp di dalam asam asetat. Dalam hal ini dapat di simpulkan, bahwa

sifat kekuatan kertas dari pulp tersebut akan lebih baik 2 - 6% dari pada pulp yang

tidak mengalami asetilisasi. Sifat kekuatan kertas akan menurun secara drastis,

apabila prosentase gugusan asetil lebih besar dari 10% (Tabel 2-9).

Tabel 2-9. Sifat Kekuatan Kertas Dari Pulp Yang Telah MengalamiAsetilisasi (AIKEN, 1943).

Prosentase Kekuatan tarik Kekuatan jebol

Faktor Tear

Gugus Asetil LLb/ Sq in/ 100Lb

LLb/

Sq in/ 100Lb

(%) a b a b a b

0,00 11,09 41,91 32,7 155,7 2,482 0,988

2,61 12,16 41,95 37,8 173,9 2,821 0,989

4,05 11,80 44,87 43,5 173,9 3,007 1,000


6,75 11,33 51,69 33,0 169,3 3,624 1,089

7,95 8,94 51,67 23,8 161,9 2,101 1,038

12,98 5,60 42,20 13,7 148,6 1,395 1,168

15,37 4,89 30,57 13,3 95,8 1,137 1,165

18,97 4,50 16,23 9,8 35,2 0,971 0,907

23,60 - - 0,0 7,3 0,586 0,269

Keterangan :a. Pulp tidak diputihkan

b. Pulp diputihkan

2.2.1.5.3. Reaksi Dengan Zat Ekstraktif

Reaksi kimia yang terjadi, khususnya zat ekstraktif sudah dikenal, bahwa

asam asetat merupakan pelarut yang sangat baik untuk melarutkan zat ekstraktif

bentuk phenolik dan alipatik. SCHÜTZ dan KNACKSTEDT (1942) telah

menemukan pada proses pulping asam asetat dan 0,25 asam klorida sebagai

katalisator dari kayu Buche. Hasil penelitiannya menunjukkan, bahwa sebagian

kandungan mineral dari kayu mengalami reaksi netralisasi. Reaksi netralisasi

dapat ditemukan dalam bentuk ion klorida dengna kayu dan membentuk kation

mineral/ logam. Kation anorganik mengalami reaksi asosiasi dalam bentuk ikatan

organik atau anion anorganik radikal bebas. Reaksi kimia yang terjadi dengan

ikatan asam tersebut secara umum ditunjukkan pada model reaksi sebagai berikut

(SPRINGER dan HARRIS, 1985). Kapasitas reaksi netralisasi dan nilai pks

asam terisolisasi, yang mana efek netralisasi akan meningkat apabila nilai asiditas

dan nilai pks juga lebih besar.

Kayu – COO- – M+ + H+ Kayu – COO-H+ – M+

C

H3

C

O

O

H


2.3 Pemutihan Pulp

2.3.1 Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon

2.3.1.1 Struktur Dan Sifat Gas Ozon

Molekul gas ozon dapat membentuk 4 mesomer struktur batas (gambar 2-5)

Gambar 2-5. Struktur Molekul Gas Ozon (SINGH, 1985)

Karakter dipo dari struktur ozon memungkinkan membentuk suatu

molekul ozon sebagai elektrophil dan juga sebagai nukleophil.

Oksidasi potensial yang dihasilkan sebesar 2,07 V pada medium asam dan 3,03 V

pada medium Flor. Gas ozon dapat mengoksidasi semua ikatan rangkap pada

semua gugusan aliphatik dan aromatik. Gas ozon merupakan gas yang tidak stabil

dan dapat berubah secara perlahan-lahan pada temperatur ruangan dan tekanan

atmosphere (Gambar 2-6).

Proses pemutihan pulp sangat dipengaruhi oleh konsistensi dan perubahan

larutan. Sebagai contoh, kelarutan gas ozon didalam air kurang lebih 1 g/ l

sedangkan di dalam tetraklor metana sebesar 6,75 g/ l (CRIEGEE, 1975).

Perbandingan kelarutan gas ozon di dalam asam asetat asam propionat

dicantumkan pada tabel 2-10.


Tabel 2-10. Kelarutan Gas Ozon Dan Asam propionat (ALEKSANDROU, etal., 1981)

Konsentrasi Asam asetat Asam propionat

(mol %) L1 L1

100 1,83 1,95

95 1,56

90 1,28

80 0,89

60 0,56

50 0,32

30 0,24

0 0,20 0,26

KeteranganL1) = Koefisien aswald adalah volume absorpsi gas ozon dibagi volume aborsi

cairan.

Selektivitas gas ozon akan lebih tinggi apabila dilarutkan di dalam asam

asetat, jika dibandingkan dengan air. Reaksi gas ozon dengan air akan membentuk

radikal OH˚, sehingga di dalam asam asetat terjadi tekanan (PAN, et al., 1981;

NIKI, et al., 1983; NIMZ et al., 1989). Reaksi gas ozon dengan asam asetat lebih

efektif membentuk radikal sehingga gugusan karbonyl pada rantai selulosa akan

lebih stabil (WALLING dan TALIAWI, 1973). Sehingga, kelarutan gas ozon di

dalam asam asetat 10 kali lebih besar jika dibandingkan dengan kelarutan di

dalam air (WARTENBERG dan PODJASKI, 1925). PAN, et al., (1987)

menjelaskan bahwa kerusakan gas ozon di dalam larutan terjadi melalui

penambahan asam asetat. Dengan penambahan asam asetat (10 ppm) saja, dalam

waktu satu jam akan meningkatkan konsentrasi gas ozon dua kali lipat jika

dibandingkan di dalam air (WALTER dan SCHERMAN, 1976).


a.

b. O3 + HOH 2HOo + O2

O3 + H2O2 HO0 + HOO0 + O2

O3 + HOO0 2O2 + HO0

O3 + HO0 O2 + HOO0

Gambar 2-6. a). Reaksi Ionisasi dan Oksidasi Radikal Pada Pemutihan Pulpb). Reaksi Redok Dengan Intisasi Ozon dan Propagasi Dari

Reaksi Radikal (GRATZL, 1987).

Keuntungan pemutihan pulp dengan gas ozon di dalm air (SOTELAND,1984):

a. Batas pemutih yang baik

b. Waktu reaksi pendek

c. Temperatur pemutihan rendah, dan tanpa tekanan

d. Tidak terjadi pencemaran lingkungan

Kerugian pemutihan dengan gas ozon :a. Kerusakan karbohydrat di dalam pelarut air relatif lebih besar, akan

tetapi dapat diatasi dengan pelarut Asam asetat.b. Biaya produksi untuk pembuatan generator ozon relatif mahal.c. Kulit dan sisa kayu yang tidak termasak menyebabkan derajat putih

kertas menurun.

H-

, R+,

Me

HO+, HOO-,

O2, H2O2 Me


2.3.1.2 Ketentuan Pemutihan dan Hasil Penelitian

Gas ozon sebenarnya sudah sering digunakan sebagai bahan pemutih pulp,

khususnya untuk pemutihan pendahuluan. Berdasarkan hal tersebut, saat sekarang

telah dipersiapkan beberapa pilot proyek seperti di Kanada, Amerika Serikat,

Norwegia, Perancis, Finlandia, Jerman dan Austria (LIEBERGOTT dan VAN

LIERROF, 1978, 1981; SING, 1981; LINDQUITS dan MARKLUND, 1992;

PATT, et al., 19841, 1984b). Pemutihan pulp dengan gas ozon sebenarnya

memberikan hasil yang baik, akan tetapi untuk skala industri belum dapat

direalisasikan. Dalam hal ini, faktor kendalanya adalah biaya pembuatan generator

gas ozon cukup mahal dan belum bisa terealisasi pada skala besar. Beberapa

penelitian dari kelompok peneliti juga telah dilakukan secara intensif. Faktor

yang penting didalam pemutihan pulp dengan gas ozon antara lain konsentrasi gas

ozon, bilangan kappa awal, temperatur, konsistensi dan pH (OSAWA dan

SCHRŰCH, 1963; LIEBERGOTT, et al., 1978, 1981, 1989; SOTELAND,

1971,1974,1977, 1984; ROTHENBERG, ROBENSON dan

JONHSONBAUGH, 1975; ALLISON, 1985; LORAS dan SOTELAN, 1982;

LINDQUIST, et al., dan ECKERT, 1984; BLOMBERG dan

WARTIOVAARA, 1986, LINDHOLM, 1987a, 1987b, 1988; PERKINS dan

SCHLEINKOFER, 1988; BERG, 1989; NIMZ, et al., 1989 dan GRANZOW,

1990).

Pengaruh Konsistensi

Pemutihan pulp dengan gas ozon yang paling optimal adalah pada

konsistensi antara 30 – 40 %. Sehubungan dengan hal ini, terdapat hasil

penelitian, tentang nilai optimalnya seperti tercantum pada tabel 2-11. Konsistensi

antara 30 – 50 % adalah paling ideal, karena pulp akan dapat dipisahkan menjadi

serat-serat yang teruarai. Namun demikian, pada konsistensi yang lebih rendah,

sebenarnya gas ozon juga dapat menembus dinding sel serat, akan tetapi tidak

optimal. Pada nilai konsistensi yang lebih besar dari 50 % juga tidak baik, karena

proses difusinya akan terganggu (LINDHOLM, 1987a). Publikasi tentang


masalah pemutihan pulp dengan gas ozon pada medium asam asetat hanya sedikit

yang tersedia, namun ada beberapa peneliti yang membahasnya antara lain

NIMZ, et al., (1989), BERG (1989) dan GRANZOW (1990). Pemutihan ini

dapat berjalan dengan baik, apabila konsistensi pulpnya cukup tinggi. Namun

demikian, hasil penelitian tersebut belum mendapatkan nilai yang optimal. Selain

asam asetat yang dipergunakan sebagai medium, telah diteliti pula bahan organik

yang lain, seperti Aseton pada pemutihan pulp dengan gas ozon (RAPSON,

1956).

Tabel 2-11. Konsistensi Yang Optimal Pada Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon

Konsistensi Sumber

Kurang lebih 35 KORDSACHIA, 1984

30 - 40 LINDHOLM, 1987a

> 30 PATT, et al., 1988

35 HAMMAN, 1989

35 - 40 BERG, 1989 dan GRANZOW, 1990

Pengaruh pH

Pemutihan pulp dengan gas ozon yang paling baik adalah pada suasana

asam dengan pH 2 - 3, sedangkan untuk pH yang > 4 kurang efektif lagi

(LINDHOLM, 1987b). Pemutihan pulp dengan gas ozon yang paling efektif

yaitu dengan cara memberi perlakuan pulp dalam suasana asam seperti asam

formiat, asam sulfat, dan sulfur dioksida (KASSEBI, et aI., 1982; PATT, et al.,

1984a; LACHENAL dan BOKSTRÖM, 1985; LINDHOLM, 1987a).

MBACHU dan MANLEY (1981) menje1askan bahwa pemutihan pulp dengan

gas ozon pada medium asam asetat (45%), asam formiat (45%) atau asam sulfat

(pH = 2) akan lebih selektif jika dibandingkan di dalam medium air dengan pH 5 -

6. BERG (1989) telah mengadakan penelitian proses pulping dengan metoda

Acetosolv dari kayu Kiefer dengan nilai bilangan kappa awal 22,2, konsistensi


30%, temperatur 20˚C, konsistensi asam asetat sebagai medium 93% dan

konsentrasi gas ozon 1,9% yang menghasilkan nilai bilangan kappa 4,2 dan

derajat putih kertas 30% ISO. Penelitian yang lain untuk pulp kraft dengan nilai

bilangan kappa 28,8 konsistensi 47%, temperatur 22˚C, pH 5 - 6 hanya

memperoleh penurunan bilangan kappa dari 28,8 menjadi 16,5 dan derajat putih

kertas meningkat dari 25,4% ISO menjadi 34,6% ISO. Dengan perubahan pH 2

akan dihasilkan bilangan kappa 11,0 dan derajat putih kertas 41,0% ISO.

sedangkan di dalam medium asam asetat pH 2 akan didapat bilangan kappa 8,9

dan derajat putih kertas 43,1% ISO.

Pengaruh Temperatur

Temperatur sangat menentukan pada pemutihan pulp dengan gas ozon.

Pada temperatur yang tinggi akan didapat hasil pemutihan pulp yang kurang

memuaskan, karena akan terjadi perubahan struktur molekul gas ozon dan sebagai

akibatnya proses delignifikasi lignin akan terganggu. Selain itu, akan terjadi

kerusakan selulosa cukup besar (PATT, et al., 1988). Hasil yang paling optimal

dari pemutihan pulp dapat diperoleh pada temperatur antara 20 – 25˚C

(LIEBERGOTT dan VAN LIEROP, 1987; SINGH, 1982; KORDSACHIA,

1984, ALLISON, 1985 dan NIMZ, et al,, 1989).

Pengaruh Konsentrasi Gas Ozon

Konsentrasi gas ozon juga sangat berpengaruh di dalam proses pemutihan

pulp. semakin besar konsentrasi gas ozon, maka bilangan kappa, rendemen dan

nilai derajat polimerisasi selulosa akan menurun, tetapi nilai derajat putih kertas

makin tinggi (KORDSACHIA, 1984, PATT, et al., 1988; HAMMANN, 1989;

BERG, 1989; NIMZ, et al., 1990). Pengaruh konsentrasi gas ozon terhadap

penurunan bilangan kappa dari pulp Acetosolv (kayu Buche dan Kiefer ) dapat

dilihat pada Gambar 2-6a.

Derajat delignifikasi lignin bukan hanya dipengaruhi oleh konsentrasi gas

ozon, akan tetapi juga dipengaruhi oleh nilai billangan kappa awal dan metoda

proses pulpingnya. Pemutihan dengan menggunakan gas ini juga bisa dilakukan


pada pemutihan yang kedua, setelah pemutihan dengan gas oksigen pada medium

alkali (ROTHENBERG, et al., 1975; GUPTA dan ECKERT , 1984; STEVEN

dan SINGH, 1984; LINDHOLM, 1988). Pada pulp ASAM dapat dicapai derajat

putih kertas sampai 84,5% ISO dan derajat polimerisasi selulosa 336 B dengan

konsentrasi gas ozon 1%. Konsentrasi gas ozon yang lebih besar dari 1% untuk

pulp asam hasilnya tidak baik, karena akan terjadi kerusakan selulosa yang cukup

drastis sehingga penambahan nilai derajat putih kertasnya tidak besar (PATT, et

al.,1988). Sebaliknya pada pulp AcetosoLv kayu Buche dan Kiefer, pemberian

konsentrasi gas ozon yang lebih besar dari 1% tidak merusak selulosa (BERG,

1985; NIMZ, et al., 1989 dan GRANZOW, 1990).

Gambar 2-6a. Perubahan Nilai Bilangan Kappa Pada Pemutihan Pulp

Dengan Gas Ozon (BERG, 1989 dan GRANZOW, 1990)


2.3.1.3 Reaksi Kimia Gas Ozon Dengan Lignin Dan Karbohidrat

Beberapa hasil penelitian tentang reaksi kimia antara gas ozon dengan

lignin dan karbohidrat telah dipublikasikan. Hasil-hasil penelitian tersebut telah

dihimpun dan diringkas secara keseluruhan khususnya tentang model reaksi

tersebut oleh SOTELAND (1971, KANEKO, et al., (1973), SINGH, (1981),

GIERER (1986) dan GRATZL (1987).

Reaksi Kimia Dengan Lignin

Reaksi kimia yang terjadi antara gas ozon dengan lignin adalah perubahan

bentuk ikatan rangkap pada rantai aromatik dan olifin. Ikatan antara elektron pada

rantai lignin dapat mengalami subtitusi seperti kerusakan gugusan Alkoksi, dan

Alkil, yang mana ikatan rangkap pada rantai lignin lebih mudah diputuskan

rantainya. Model reaksi kimia antara lignin dengan gas ozon dapat dilihat pada

Gambar 2 - 7 dan 2 - 8 (GIERER, 1986).

1, 2, 3 Trioxalena dapat diputuskan rantainya secara hydrolitik dalam

bentuk epoxida atau dapat mengalami reagiritasi menurut mekanisme CRIEGEE

di bawah rekombinasi menjadi ozianida (1, 2 ,4 Trioxalane). Reaksi yang terakhir

dari gugus carbonyl dan carboksil menghasilkan fragmen-fragmen. BALAUSEK,

et al., (198l) KANEKO, et al., (1983) dan GIERER (1986) menjelaskan ikatan β-

Arylether dapat terputuskan ikatan Alkyl-AklyI atau A1kyl-Ether serta reaksi

oksidasi gugusan aldehyd. Reaksi yang mungkin terjadi pada bagian Aryl yaitu

reaksi hidrolisa pada ikatan β-0-4 seperti tercantum pada gambar 2-7 bagian 1b

dan 2a. Selain reaksi tersebut, pada gugusan OH ether phenolik dapat mengalami

demetilisasi.


Gambar 2-7. Reaksi Gas Ozon Dengan Struktur Aromatik Lignin (GIERER,1986)

Gambar 2-8. Reaksi Gas Ozon Dengan Struktur Aliphatik Lignin (GIERER,1986)


Reaksi Kimia Antara Gas Ozon Dengan Karbohidrat

Selain reaksi kimia antara lignin dengan gas ozon pada proses pemutihan

pulp, juga terjadi reaksi kimia antara gas ozon dengan karbohidrat (dalam bentuk

selulosa dan hemiselulosa). Reaksi kimia yang terjadi adalah mekanisme reaksi

ionik dan radikal (PAN, et al., 1981; GODSAY dan PEARCE, 1984;

ERIKSSON dan GIERER, 1985). KATAI dan SCHUERCH (1966) dan PAN,

et al., (1981) telah menemukan model glukosida, yaitu ikatan glukosidik pada fase

permulaan pernutihan yang mengalami reaksi ionisasi yang mengakibatkan

terjadinya pemutusan rantai. Kerusakan ozon di temukan pada atom oksigen asetal

atau pada ikatan C-H atau Cl. Reaksi ini biasanya terjadi setelah reaksi yang

kedua (Gambar 2-9). Selain reaksi ionik pada karbohidrat, maka terjadi pula

reaksi secara radikal pada rantai-rantai karbohidrat. Pemutusan ikatan glukosidik

terjadi secara langsung dengan gas ozon melalui fungsi asetal dan autoksidasi

melalui tingkatan reaksi yang kedua secara radikalis (KORDSCHIA, 1984). Pada

reaksi pembentukan dinyatakan bahwa produksi ozonisasi tidak stabil. Dengan

peningkatan reaksi akan terjadi kerusakan secara drastis pada hemiselulosa dan

selu1osa dari pulp melalui radikal hidroksil pada ikatan C-H polisakarida (PAN,

et a1., 1981). Dari reaksi kimia ini diperoleh produksi radikal sampingan, yaitu

terjadinya reaksi antara rantai di bawah pengaruh gas oksigen. Hasil reaksi

oksidasi ini membentuk struktur Hydroperoxid-, Karbonil-, Karboksil- dan Lakton

(KATAI dan SCHUERCH, 1966).

Untuk mengatasi kerusakan selulosa dan hemiselulosa sebenarnya dapat

diberi tambahan bahan aditif. Beberapa bahan kimia yang dapat digunakan antara

lain pemakaian asam organik pada konsentrasi tinggi di dalam pemutihan pulp

dengan gas ozon (KAMISHIMA, et aI., 1982, 1984). MBACHU dan MANLEY

(1981) telah menemukan bahwa asam asetat merupakan salah satu bahan kimia

yang dapat menekan kerusakan selulosa dan menambah selektivitas pada

pemutihan pulp dengan menggunakan gas ozon.


Gambar 2-9. Reaksi Ionik Antara Gas Ozon Dengan Karbohidrat (PAN et al.,

1981).

2.3.2 Pemutihan Pulp Dengan Gas Nirogen dioxida

HEUSER, et al., (1944) dan CLARKE (1944) telah mengadakan

penelitian delignifikasi dari pulp dengan gas ozon Nitrogen dioksida pada

temperatur 90˚ C dan waktu reaksi yang berbeda-beda. Selanjutnya, Pulp tersebut

diputihkan dengan Natrium hidroksida dan hypoklorida. Pemutihan pulp dengan

gas Nitrogen dioksida telah diteliti secara intensif di Swedia oleh YETHON sejak

tahun 1978 dan SAMUELSON, et. a1, sejak tahun 1982.

Arabinose

binose


2.3.2.1 Struktur Dan Sifat Gas Nitrogen dioxida

Gas Nitrogen dioksida terdiri atas dimer dan dinitrogen tetraoksida dalam keadaan

setimbang.

2NO2 N2O4 (berbentuk gas ) ∆H = - 57,2 kj/Mol

2NO2 N2O4 (berbentuk cairan) ∆H = + 85,9 kj/Mol

Struktur kimia Nitrogen dioksida dapat dituliskan menjadi 4 bentuk struktur

resonansi, sedangkan dinitrogentetraoksida dapat dituliskan dalam bentuk Planer

(ULRICHS, 1981).

Gambar 2-10. Model Struktur Dari Gas Nitrogen dioxida Dari

Dinitrogentetraoxida.

Nitrogen dioksida dapat membentuk asam nitrat di dalam air dan bentuk

ikatan yang lain, seperti asam nitrit dan nitrogen monooksida, seperti ditunjukkan

dalam sistematika dibawah ini.

2NO2 + H2O HNO3 + HNO2

HNO3 HNO3 + 2NO + H2O

2NO + O2 2NO2

Gas Nitrogen dioksida dapat mengalami oksidasi pada temperatur 100˚C

dan menjadi Nitrogen oksida. Dari Nitrogen dioksida dapat digunakan sebagai

bahan pemutih dan mampu memutuskan rantai lignin (BRINK, 1978). Radikal


NO2 bersifat elektrophile kuat Ion- Nitronium (NO2+), yang mana ion ini dapat

memutuskan rantai lignin.

2HNO3 H2NO3+ + NO3

-

2H2NO3+ H2O + NO2

+

2NO + 3HNO3 NO2+ + NO+ + H3O+ + 3NO2

-

2.3.2.2 Ketentuan Pemutihan Pulp Dengan Nitrogen dioxida dan

Hasil Penelitian.

Pemutihan pulp dengan gas Nitrogen dioksida sebagai bahan pengikat atau

penghancur lignin telah lama dikenal, namun penelitian yang mendalam tentang

hal tersebut masih sedikit sekali. Pertimbangan pemakaian gas Nitrogen dioksida

sebagai bahan pemutih adalah harganya relatif murah dan sangat efisien

(CLARKE, 1944). Faktor yang penting di dalam pemutihan pulp dengan gas

Nitrogen dioxida antara lain adalah bilangan kappa awal, temperatur, konsistensi

dan waktu reaksi (KORDSACHIA, 1984). Pemutihan pulp dengan gas Nitrogen

dioksida dari pulp Acetosolv kayu Kiefer di dalam media asam asetat 93% telah

dilakukan oleh BERG (1989). Hasil yang diperoleh adalah diketahuinya ketentuan

pemutihan seperti tercantum pada Tabel 2-12.

Tabel 2-12. Ketentuan Pemutihan Pulp Acetosolv Dengan Gas Nitrogendioxida Dari Jenis Kayu Kiefer (BERG, 1989).


Hasil Pemutihan

Sejak tahun 1944, CLARKE telah merintis yaitu pemanfaatan gas

Nitrogen dioksida sebagai bahan delignifikasi lignin dari pulp. Penggunaan gas

Nitrogen dioksida mempunyai keuntungan yaitu harganya lebih murah jika

dibandingkan klor, namun secara teknik industri masih sulit diterapkan. Hal ini

disebabkan sifat gas Nitrogen dioksida pada temperatur di atas nol derajat

berbentuk uap. SAMUELSON dan kelompok kerjanya sejak tahun 1982 telah

menerbitkan lebih dari 30 publikasi. pemutihan dengan gas Nitrogen dioxida

dapat diterapkan pada fase kedua setelah pemutihan dengan oksigen pada media

alkali. Tujuan pemutihan dengan gas Nitrogen dioksida bukan delignifikasi tetapi

modifikasi kimia lignin. KORDSACHIA (1984) telah mengadakan penelitian

pulp dengan gas Nitrogen dioksida dari pulp sulfat kayu daun jarum. Dari hasil

penelitian tersebut diperoleh penurunan bilangan kappa dari 31 menjadi 6,

rendemennya menurun menjadi 93% dan perubahan nilai viskositasnya tidak

terlalu besar. Namun penelitian pemutihan pulp dengan gas Nitrogen dioksida di

dalam medium asam asetat belum banyak. Dari dasar ini, BERG (1989) nencoba

pemutihan pulp dengan menggunakan gas Nitrogen dioksida pada medium asam

asetat, dan dengan pertimbangan ekonomis proses pulpingnya juga menggunakan

asam asetat. Dari hasil penelitian tersebut dapat dibedakan konsentrasi gas

Nitrogen dioksida dan faktor lainnya dari pulp Acetosolv kayu Kiefer. Nilai

bilangan kappa akan menurun jika konsentrasi gas Nitrogen dioksida

ditingkatkan. Pada konsentrasi gas Nitrogen dioksida antara 6 – 8% tidak

menunjukkan perbedaan yang besar terhadap penurunan bilangan kappa. Sifat

kekuatan kertas pada nilai derajat giling 30˚SR diperoleh kekuatan tarik yang

berkisar antara 8,790 – 9,370 km, kekuatan jebol berkisar antara 61,6 – 69,6 m2

dan kekuatan sobek 60,6 - 77,5 cN.


2.3.2.3 Reaksi Kimia Antara Gas Nitrogen dioxida Dengan Lignin

dan Karbohidrat.

Reaksi Dengan Lignin

Reaksi kimia antara lignin dengan gas Nitrogen dioksida secara detil telah

diteliti, dimana model reaksi kimia tersebut diketahui sangat komplek

(KORDSACHIA, 1984). Reaksi kimia yang terjadi antara lain adalah reaksi

substitusi dan oksidasi. Reaksi yang terjadi adalah nitrasi pada lingkaran aromatik

melalui kerusakan secara radikal dan ionik. Tipe model reaksi radikalis gas

Nitrogen dioksida adalah ion Nitronium dan Nitrosonium (Gambar 2-11).

Pada reaksi substitusi ditemukan pemutusan bentuk eter guaiacyl atom C-6

dan pada struktur phenolik atom C-5 dan C-1 ikatan samping. Pada atom C-2 dan

C-6 dari bentuk syringlaldehid dapat mengalami aktivasi. Ikatan samping dapat

terputus menjadi bentuk struktur Benzylalkohol dan gugus hydroksil bebas atau

eter mengalami oksidasi menjadi gugusan aldehid. Atom C-3 dimasuki gugusan

nitro atau hidroksil dan atom C-4 dapat mengalami pemutusan hidrolitik atau

oksidasi menjadi struktur ortho dan pera-chinon, seperti yang tercantum pada

Gambar 2-12 (KORDSACHIA, 1984).

Gambar 2-11a.Nitrasi Lingkaran Aromatik (KORDSACHIA, 1984)


Gambar 2-11b. Pemutusan Rantai Samping Melalui Ion Nitronium(KORDSACHIA, 1984)

Gambar 2-11c. Reaksi Metilisasi Melalui Ion Nitronium (KORDSACHIA,1984)

Gambar 2-11d. Reaksi Nitrasi Melalui Radikal NO2˚ (KORDSACHIA, 1984)


Gambar 2-12. Reaksi Oksidasi Dari Struktur Lignin Melalui Ion Nitronium(KORDSACHIA, 1984).

Reaksi Dengan Karbohidrat

Gas Nitrogen dioksida juga seperti Nitrogen dioksida/air yang mempunyai

kemampuan untuk memutuskan gugusan hirolxil pada rantai selulosa. Reaksi

kimia antara gas Nitrogen dioksida dengan karbohidrat tergantung gugusan

holoselulosa, temperatur, waktu reaksi, pH, kristalitas, konfigurasi selulosa dan

konformasi selulosa (ANDERSSON dan SAMUELSON, 1983, 1985;

SAMUELSON, et al., 1985). Gugusan a1kohol sekunder pada karbohidrat dapat

mengalami oksidasi dan membentuk model ikatan 2,3 Dialdehid, 2,3 Dikarboxil

dan 2,3 Diketon (NEVELL, 1985). Molekul selulosa yang reaktif adalah gugusan

alkohol primer dan sekunder pada ikatan anhidroglukosa.

Pada Ikatan β-glukosidik, oksigen asetat dan daerah rantai terakhir bentuk

aldehid dapat terputus rantainya. Reaksi yang terjadi antara gugusan OH primer

dan gas Nitrogen dioksida adalah reaksi oksidasi (YACKEL dan KEYON, 1942;

MC GEE, et al., 1947, 1948; MAURER dan REIFF, 1943). Melalui reaksi


oksidasi ini, gugusan methylol dapat berubah bentuk menjadi gugusan karboksil

dan selanjutnya dapat membentuk ikatan polisakarida, yang merupakan rantai

asam anhidroglukuron (GOEL, 1967). Bagian yang lain yaitu gugusan alkohol

sekunder juga dapat mengalami oksidasi (ASSARSSON dan THEANDER,

1964). Reaksi selanjutnya adalah reaksi oksidasi reduksi gugusan akhir dan

membentuk asam aldon serta pemutusan ikatan glukosidik pada temperatur di atas

60˚C dan konsentrasi gas Nitrogen dioksida yang tinggi (GATZL, 1987).

Gambar 2-13. Reaksi Oksidasi Pada Ikatan Anhydro Glukosa (NEVELL, 1985)

2.3.3 Pemutihan Dengan Asam Peressig

2.3.3.1 Struktur dan Sifat Asam Peressig

Asam peressig di dalam sistem reaksi bolak balik dapat membentuk asam

asetat dan hidrogen peroksida dalam suasana asam. Pembuatan asam peressig

dapat dilakukan secara langsung, yaitu dengan cara mereaksikan asam asetat dan

hidrogen peroksida yang diberi tambahan asam sulfat pekat (SWERN, 1970).


Di dalam media asam asetat akan terbentuk asam peressig, hidrogen peroksida

dan ion Hydroxonium (HO+) (JOHNSON, 1980 dan GIERER, 1986). Hal yang

lain adalah adanya dugaan bahwa asam peressig juga dapat membentuk ion

asetonium (CH3CO+) dalam jumlah kecil, dimana ion tersebut sangat berpengaruh

di dalam proses oksidasi (LAI dan SARKANEN, 1968). Pada medium netral

(CH3CO-) dan alkali, asam peressig dapat membentuk Anion-peroksiacetat

(GIERER, 1986). Di dalam kondisi basa kuat akan mengalami perubahan dengan

cepat dan kehilangan oksigen aktif. Perubahan tersebut tergantung beberapa faktor

yang antara lain adalah pH, temperatur, kadar ion logam dan konsentrasi asam

peressig. pada temperatur 13˚C asam peressig murni atau asam peressig pekat

relatif stabil, akan tetapi jika dipanaskan akan mudah rneledak (SWERN, 1970).

2.3.3.2 Ketentuan Pemutihan dan Hasil penelitian

Asam peressig digunakan bukan hanya untuk pemutihan pulp, melainkan

juga digunakan di dalam proses pulping. Pemutihan pulp dengan asam peressig

dapat dilakukan untuk semua jenis pulp, yang artinya pulp dapat dihasilkan dari

metoda yang berbeda. Sebagai contoh, pulp TMP, sulfat, sulfit, Acetosolv dan

Lain sebagainya (Tabel 2-13).

Tabel 2-13. Ketentuan Pemutihan Pulp Dengan Asam peressig

Bahan Yang

Diteliti

pH Awal Temperatur

(⁰C)

Waktu

(Jam)

Sumber

Kayu Asam Lemah 70 4 POLJAK, 1984

Kayu Netral 70 2 LEOPOLD, 1961

TMP 7,5 70 2 STEVENS et al., 1966

TMP 7,5 40 2 WAYMAN et al., 1965

TMP 7,5 26 2 MC. DONOUG, 1972

Pulp Kraft 4,0 90 1 OKUBO et al., 1977

Pulp Sulfit 4,0 90 0,5-1 OKUBO et al., 1977

Pulp Acetosolv Asam 70 2-6 BERG, 1989

Pulp Acetosolv Asam 70 6 GRANZOW, 1990


Tujuan pemutihan pulp dengan asam peressig adalah delignifikasi dan

peningkatan nilai derajat putih kertas pada media asam atau netral sampai alkali

lemah/ basa lemah. Banyak publikasi yang membahas pemutihan pulp dengan

asam peressig, namun tidak diperoleh ketentuan yang tetap mengenai pH dan

waktu reaksi yang optimal. Berdasarkan hal tersebut di atas, maka BAILAY dan

DANCE (1966) mengadakan penelitian berbagai faktor yang mempengaruhi

pemutihan pulp terhadap pulp yang dihasilkan. Hal serupa juga dilakukan oleh

RAPSON pada tahun sebelumnya yaitu, pada tahun 1965. Dari hasil penelitian

tersebut diperoleh nilai optimal untuk sementara yaitu konsistensi 3 – 6 %,

temperatur 50 - 85˚ C, dan pH dibawah 3.

Dari ketentuan tersebut di atas, maka penurunan bilangan kappanya relatif

besar dan terjadi penurunan nilai viskositas. Kenaikan pH dari 3 menjadi 4 - 9

hanya sedikit menurunkan bilangan kappa dan nilai viskositas se1ulosa.

TANIGUCHI dan OGIYAMA (1971) dan ABAU-STATE, et a1., (1987)

menjelaskan bahwa kenaikan pH akan merusak rantai selulosa dan sebagai

akibatnya akan terjadi penurunan nilai viskositas selulosa. CHRISTIANSEN, et

a1., (1966) mengadakan penelitian pemutihan pulp dengan menggunakan asam

peressig pada media netral dan pemutihan tingkat akhir dengan tujuan untuk

meningkatkan derajat putih kertas. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa

derajat putih kertasnya sangat tinggi namun selulosanya mengalami kerusakan

cukup besar. KONO dan KONDO (1965) meneliti pemutihan pulp sulfat dengan

menggunakan asam peressig konsentrasi tinggi (> 45%). Dalam waktu beberapa

menit, telah diperoleh kenaikan derajat putih yang cukup tinggi, rendemen

pulpnya mengalami penurunan sebesar 4 – 5% dan sifat kekuatan kertasnya masih

cukup baik. Walaupun hasilnya relatif baik, namun bila ditinjau dari segi

ekonomis masih terlalu mahal.

OKUBO, et al., (1974, 1975) mengadakan penelitian pemutihan pulp

sulfat dengan menggunakan asam peressig (26%), konsistensi 33%, pH 4,

temperatur 90̊ C dan waktu pemutihan 10 - 60 menit. Dengan ketentuan tersebut,

di peroleh derajat putih kertas di atas 90% ISO dan rendemen pulp berkisar antara

93 – 96%. Penelitian lainnnya adalah pemutihan pulp sulfat dan sulfit dengan


kombinasi antara klordioksida (D) dan asam peressig (Pa) (ROYMAULIK,

1971). Penelitian serupa dari pulp sulfat yaitu kombinasi antara hidrogen

peroksida (p), asam peressig (Pa) dan klordioksida. Dengan 5 (lima) tingkatan

kombinasi juga dipero1eh derajat putih kertas yang cukup tinggi (RAPSON dan

ANDERSON, 1985). HEBELL dan KRÜGER (1972); KRÜGER, et al.,

(1980) dan PAPPIUS, et aI., (1986) mengadakan penelitian pemutihan pulp bebas

klor. Pemutihan tersebut dilakukan pada media air dan konsistensi sedang dengan

kombinasi hidrogen peroksida (p) pada media a1ka1i dan asam peressig pada

media asam serta temperatur 40 - 90˚C. Kombinasi pemutihan yang dianggap

memberikan hasil paling optimal adalah P-Pa-P-Pa-P. Selain itu, penelitian yang

lain adalah pemutihan pulp Acetosolv pada fase pertama dengan asam peressig,

namun hasil yang dicapai pada metoda ini belum optimal (NIMZ dan CASTEN,

1984). Bedasarkan hasil penelitian sebelumnya, penelitian dilanjutkan dengan

tujuan untuk mencari nilai optimal pemutihan dengan asam peressig (BERG,

1989 dan GRANZOW, 1990). Faktor yang diteliti di dalam pemutihan ini antara

lain adalah pengaruh konsentrasi asam peressig, waktu, temperatur, konsistensi

dan pH. Hasil penelitian tersebut menyimpulkan beberapa hal sebagai berikut

(BERG, 1989 dan GRANZOW, 1990):

a. Makin tinggi konsentrasi asam peressig, maka makin rendah sisa lignin di

dalam pulp dan derajat putih kertasnya makin meningkat.

b. Sisa lignin, rendemen dan derajat polimerisasi selulosa semakin menurun

apabila waktu pemutihan semakin lama, dan sebaliknya derajat putih kertas

makin meningkat.

c. Dengan kenaikan konsistensi dari 4% menjadi 17% maka sisa lignin dalam

pulp makin berkurang, akan tetapi konsistensi di atas 20% akan terjadi

sebaliknya. Derajat polimerisasi selulosa dan rendemennya juga mengalami

kenaikan sesuai dengan konsistensinya. Derajat putih kertas yang optimal

adalah pada nilai konsistensi pulp antara 10 – 17% (khusus pulp Acetosolv

dari jenis kayu Kiefer atau Pinus sylvestris).


Kombinasi pemutihan pulp Acetosolv dengan asam peressig telah diteliti secara

rinci oleh BERG (1989). Nilai derajat putih kertas yang tinggi akan dicapai

apabila pemutihan pulp Acetosolv dikombinasikan dengan dua kali pemutihan gas

ozon, dan dilanjutkan dengan asam peressig serta tahap terakhir dengan

klordioksida. Pemutihan tahap akhir dapat dilakukan dengan asam peressig di

dalam media netral dan akan diperoleh hasil yang sangat baik sekali. Derajat putih

kertas di atas 80% ISO akan diperoleh, apabila kombinasi pemutihan menurut

ketentuan Ze-Ze-PaN (Ozon di dalam asam asetat 2 kali dan asam peressig di

dalam air). Jumlah bahan kimia yang dipakai yaitu 3% gas Ozon dan 1% asam

peressig (dihitung sebagai hidrogen peroksida).

2.3.3.3 Reaksi Kimia Antara Asam peressig Dengan Lignin dan

Karbohidrat.

Reaksi Dengan Lignin

CHANG dan ALLAN (1971), JOHNSON (1971), NIMZ dan

SCWINDT (1981) mengadakan penelitian tentang model reaksi antara asam

peressig dan lignin, baik pada substansi model lignin di dalam media asam

maupun netral. Pada pH netral dapat terjadi pemutusan rantai lignin pada gugusan

phenolik, struktur α-Carbonyl ether, β-Ary1ether, ikatan rangkap olifen dan

methylether. Produk akhir dari hasil reaksi ini diteliti lebih lanjut dan diperoleh

derivat chinon serta asam mukonik seperti tercantum pada Gambar 2-14

(ELVIDGE, et al, 1951) dan GIERER, 1986).

Perubahan rantai aromatik dapat terjadi dengan cara reaksi oksidasi, yaitu

melalui tahapan ortho chinon menjadi asam mukonik atau hidrolisa lingkaran

aromatik menjadi para-chinon dan asam hydroxy mukonik, seperti tercantum pada

Gambar 2-15 (FARRAND dan JHONSON, 1971).


Gambar 2-14. Reaksi Kimia Pada Inti Aromatik Lignin (GIEFER, 1986)

Gambar 2-15. Reaksi Kimia Derivat 4- methylbrenzcatechin Dengan AsamPeressig (FARRAND dan JOHNSON, 1971).

SAKAI dan KONDO (1966) juga mengadakan penelitian tentang

reaktivitas struktur aromatik pada perlakuan dengan asam peressig. Kereaktivan


tersebut didasarkan atas jenis dan jumlah subtitusi, dimana secara umum lignin

dari kayu daun lebar lebih mudah terputuskan rantainya dari pada lignin kayu

daun jarum (MC. DONOUGH dan RAPSON, 1975; SARKANEN, et al., 1965;

ISHIKAWA, et al., 1976). Kereaktivan model lignin secara prinsip didasarkan

juga gugus sampingnya, khususnya pada atom C aromatik nomor 3, 4, dan 5

seperti tercantum pada Gambar 2-16 (JOHNSON, 1980). SAKAI dan KONDA

(1975) menjelaskan bahwa lingkaran aromatik syringyl lebih cepat terputus

rantainya jika dibandingkan struktur guajacyl. Pada peneltian Dioxanlignin dari

kayu daun jarum dan daun lebar dinyatakan bahwa inti syringyl akan lebih cepat

rusak 2,5 kali dari pada inti guajacyl. Reaksi kimia ini terjadi bukan hanya pada

inti aromatik, tetapi juga pada ikatan samping pada posisi α, β dan ∂ arylether.

Pada posisi β- Arylether akan di peroleh produk yang bermacam-macam seperti

tercantum pada Gambar 2-17 (LAWRENCE. et al., 1980; SAKAI, et al., 1972 dan

ISHIKAWA, et al., 1976).

Gambar 2-16. Reaksi Relatif Struktur Aromatik Lignin Dengan Asam peressig(JOHNSON, 1980).


Gambar 2-17. Reaksi Kimia Pada Struktur β-Arylether Dengan Asam peressig(LAWRENCE, et al., 1980).

Reaksi Kimia Dengan Karbohidrat

Asam peressig merupakan bahan kimia yang sangat selektif untuk

melarutkan lignin dari dalam kayu (POLJAK, 1948 dan POPPIUS, et al., 1986).

Pada temperatur 100˚C, asam peressig telah dapat merusak struktur jaringan

anatomi kayu Fichte/spruce dan telah terjadi proses pulping. Dari penelitian ini,

sebagian lignin telah larut namun bagian karbohidratnya belum mengalami

kerusakan yang cukup berarti. Pada perlakuan tersebut, sebagian hemiselulosa

larut oleh asam peressig. Selanjutnya, dengan proses hydrolisa di dalam 2,5%

asam sulfat akan memperoleh kurang lebih 10,3% pentosan. Proses pulping

dengan asam peressig akan diperoleh rendemen hemiselulosa dan selulosa yang

cukup tinggi serta sisa lignin di dalam pulp relatif rendah. Dengan penggunaan

asam peressig yang berlebih akan terjadi reaksi oksidasi polisakarida melalui

pembentukan radikal hydroxy seperti tercantum pada Gambar 2-18 (NEVELL,


1985). Dengan ketentuan pemutihan yang ekstrim, akan terjadi reaksi oksidasi

pemutusan rantai C-1 polisakarida (Gambar 2-19). Polisakarida tidak mengalami

kerusakan yang cukup berarti pada pH netral, sehingga asam peressig dapat

digunakan di dalam analisa kimia untuk memperoleh holoselulosa (LEOPOLD,

1961). HATAKEYAMA, et al., (1967, 1968) dan NEIMO, et al, (1965)

mengadakan penelitian reaksi mekanisme antara asam peressig dengan mono dan

polisakarida. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa xylan dan mannan lebih

mudah terputus jika dibandingkan dengan selulosa. Heksosa dapat mengalami

oksidasi pada gugusan alkohol primer, yang selanjutnya akan terjadi kerusakan

oksidatif pada atom C2 dan C3 pada molekul glukosa.

Gambar 2-18. Oksidasi Rantai Anhidroglukosa (NEVELL, 1985)

Gambar 2-19. Gugusan β-Alkoksi (x) dan Pemutusan Rantai di dalam IkatanAnhidroglukosa Karbonil (NEVEL, 1985).


BAB III

HASIL PENELITIAN DAN DISKUSI

3.1 Pengaruh Konsistensi Asam Klorida dan Waktu Pemasakan

Seperti diperlihatkan dalam Tabel 3-1 dan Gambar 3-1, penurunan bilangan

kappa, rendemen dan sisa kayu yang tidak termasak sangat dipengaruhi oleh

waktu pemasakan dan konsentrasi asam klorida dengan variabel tetap konsentrasi

asam asetat 93% dan temperatur 110˚C. Pada konsentrasi asam klorida antara 0,12

– 0,17% (berdasarkan volume larutan), akan terjadi penurunan bilangan kappa

hingga mencapai nilai optimal. Pada konsentrasi di atas 0,2% terjadi kenaikan

bilangan kappa (sisa lignin), yang disebakan oleh terjadinya reaksi kondensasi dan

rekombinasi antara gugusan lignin yang sudah terlarut. Pada konsentrasi asam

klorida 0,12% dan waktu pemasakan 6 jam, ternyata nilai bilangan kappa masih di

atas 35. Penyebab tingginya nilai bilangan kappa adalah chip kayu yang belum

termasak secara sempurna, sehingga lamela tengah belum terurai semuanya,

karena lamela tengah mengandung sebagian besar lignin. Pada konsentrasi asam

klorida 0,17%, didapatkan nilai bilangan kappa 25. Selanjutnya, untuk konsentrasi

asam klorida antara 0,15 – 0,17% dan waktu pemasakan 3 - 6 jam di peroleh

kisaran bilangan kappa antara 24 - 30. Dengan kenaikkan konsentrasi asam

klorida, terjadi peningkatan bilangan kappa hingga di atas 40%. Rendemen dan

sisa kayu yang tidak termasak dipengaruhi oleh perbedaan waktu pemasakan dan

konsentrasi asam klorida. Secara khusus, pada konsentrasi asam klorida yang

rendah, nilai rendemen sangat dipengaruhi oleh waktu pemasakan. Pada

konsentrasi asam klorida 0,12 – 0,14% larutan dan waktu pemasakan antara 3 - 4

jam, di peroleh nilai rendemen total antara 55 – 59%. Sedangkan untuk waktu

pemasakan 5 - 6 jam, di peroleh rendemen yang berkisar antara 53 – 55%. Dengan

kenaikkan konsentrasi asam klorida menjadi 0,15 – 0,16%, diperoleh rendemen

pulp yang berkisar antara 50 – 53%. Pada konsentrasi asam klorida 0,17%, dan

waktu pemasakan 1 - 8 jam, diperoleh rendemen antara 60 – 48,5%.


Tabel 3-1. Pengaruh Konsentrasi Asam Klorida dan Waktu PemasakanTerhadap Perubahan Bilangan Kappa, Sisa Kayu Yang TidakTermasak Dan Rendemen Total (dengan variabel tetap konsentrasiasam asetat 93%, temperatur 110ºC dan rasio 1 : 6).

No. Waktu HCl Bilangan Sisa Kayu Rendemen Total

(jam) (%) Kappa (%) (%)

A1 3 0,12 47,7 15,0 58,7

A2 4 0,12 45,0 6,0 55,5

A3 5 0,12 40,1 2,6 54,8

A4 6 0,12 35,6 2,0 54,0

A5 3 0,14 44,8 12,0 57,9

A6 4 0,14 38,0 3,0 54,7

A7 5 0,14 36,0 0,2 53,1

A8 6 0,14 30,6 0,1 53,4

A9 3 0,15 40,3 9,8 54,6

A10 4 0,15 36,2 2,2 53,3

A11 5 0,15 29,8 0,1 51,5

A12 6 0,15 26,8 0,0 51,5

A13 3 0,16 35,4 8,3 53,4

A14 4 0,16 33,2 0,9 52,5

A15 5 0,16 30,9 0,0 51,4

A16 6 0,16 25,5 0,0 50,4

A17 1 0,17 51,7 24,0 60,1

A18 2 0,17 43,2 11,8 55,1

A19 3 0,17 33,4 6,0 53,4

A20 4 0,17 28,0 0,9 52,8

A21 5 0,17 25,4 0,0 50,6

A22 6 0,17 24,2 0,0 50,0

A23 8 0,17 29,7 0,0 48,0

A24 3 0,20 44,1 0,4 50,5

A25 5 0,20 56,5 0,4 48,5


Gambar 3-1. Pengaruh Konsentrasi Asam klorida dan Waktu PemasakanTerhadap Perubahan Bilangan Kappa, Sisa Kayu Yang TidakTermasak dan Rendemen Total (dengan Variabel tetap konsentrasiasam asetat 93 %, temperatur 110º C dan rasio 1 : 6).


Hubungan antara bilangan kappa dan rendemen total di peroleh hubungan

positif. Hubungan ini hanya berlaku pada konsentrasi asam klorida 0,12 - 0,17%.

Hubungan antara bilangan kappa (X) dengan rendemen total (Y) diperoleh suatu

persamaan regresi linier y= 43,10 + 0,31x dengan nilai r = 0,95 (Gambar 3-2).

Untuk konsentrasi asam klorida 0,20% (berdasarkan volume larutan) diperoleh

hubungan negatif antara bilangan kappa dengan rendemen total. HaI ini berarti

bahwa terjadi kerusakan selulosa cukup besar, sehingga terbentuk monomer

glukosa atau gula-gula sederhana larut dalam air (Tabel 1).

Gambar 3-2. Korelasi Antara Bilangan Kappa Dengan Rendemen Total PadaProses Pulping Acetosolv Dengan Katalisator Asam Klorida (93%Asam asetat, rasio 1 : 6, dan Temperatur 110ºC).


Sifat Kekuatan Kertas

Hubungan antara derajat giling dan waktu giling.

Seperti diperlihatkan pada Gambar 3-3, nilai derajat giling sete1ah proses

pulping relatif tinggi. Dengan penggilingan pulp acetosolv untuk waktu beberapa

menit saja, telah di peroleh derajat giling yang cukup tinggi, jika dibandingkan

pulp Sulfat (memerlukan waktu ± 2 jam untuk memperoleh nilai derajat giling 40

- 50ºSR). Hubungan antara waktu giling (x dalam menit) dan derajat giling (y

dalam ºSR) pada pulp Acetosolv menunjukan hubungan yang positif. Persamaan

regresi linier tersebut adalah y = 18,05 + 2,23 x, dengan nilai Koefisien regresi (r)

= 0,97.

Gambar 3-3. Perubahan Nilai Rata-Rata Derajat Giling Pada Pulp AcetosolvKayu Fichte dengan Katalisator Asam Klorida (dari 200 pengujianderajat giling).


Sifat Kekuatan Kertas

Sifat kekuatan kertas dari 25 macam pulp yang diperoleh dari berbagai

macam ketentuan proses pulping diperoleh nilai derajat giling yang berkisar

antara 20 – 52ºSR dan waktu giling antara 0 – 15 menit. Untuk kisaran derajat

giling tersebut, diperoleh nilai kekuatan tarik yang berkisar antara 9,300 – 12,200

km, kekuatan jebol antara 50 - 70 m2 dan kekuatan sobek antara 70 - 56 cN.

Secara umum dapat disimpulkan bahwa makin tinggi nilai derajat giling, kekuatan

tarik dan kekuatan jebol akan meningkat, akan tetapi sifat kekuatan sobeknya

makin menurun. Sifat kekuatan kertas yang paling baik diperoleh pada kertas hasil

proses pulping Acetosolv dengan ketentuan konsentrasi asam asetat 93%,

konsentrasi asam klorida 0,17% (berdasarkan volume larutan), rasio antara kayu :

larutan (1 : 7), waktu pemasakkan 5 jam dan temperatur pemasakkan 110ºC. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa nilai optimal bilangan kappa adalah 19 dan

rendemen total 50%. Sifat kekuatan kertasnya di dapat kisaran nilai derajat giling

antara 20 – 64 ºSR, kekuatan tarik 9,480 – 12,600 km, kekuatan jebol antara 53 -

78 m2 dan kekuatan sobek antara 70 - 61 cN. Untuk melihat secara jelas hasil

penelitian tersebut data-data penelitian diringkas pada Tabel 3-2 dan Gambar 3-4.

Tabel 3-2. Sifat Kekuatan Kertas Pada Nilai Derajat Giling Yang Berbeda

Waktu Derajat Kekuatan Kekuatan Kekuatan

Giling Giling Tarik Jebol Sobek

(menit) (⁰SR) (km) (m2) (cN)

Nilai Rata-Rata

0 20 9,340 49,7 71,9

2,5 24 10,490 59,9 65,3

5 30 11,190 64,9 59,5

10 43 11,670 68,1 58,0

15 52 12,200 69,5 55,6


Nilai Optimal

0 20 9,480 53,2 70,0

2,5 29 11,110 69,6 63,0

5 38 11,770 73,7 60,0

10 54 12,500 75,2 60,2

15 64 12,600 78,3 60,8


Gambar 3-4. Nilai Rata-rata Sifat Kekuatan Kertas Yang Didasarkan PadaPerubahan Derajat Giling (dengan katalisator HCl)

Tabel 3-3 menunjukkan sifat kekuatan kertas dengan perbedaan

konsentrasi asam klorida dan waktu pemasakan. Nilai derajat giling di interpolasi

menjadi 30 ºSR dan nilai sifat kekuatan kertasnya juga di interpolasi berdasarkan

nilai derajat giling. Nilai sifat kekuatan kertas yang paling baik ditunjukkan pada

konsentrasi asam klorida yang berkisar antara 0,14 – 0,17% berdasarkan volume

(0,84 - 1,02% berdasarkan berat kayu). Pada konsentrasi asam klorida yang lebih

rendah dari 0,14% atau lebih besar dari 0,17% akan menyebabkan penurunan sifat

kekuatan kertas, khususnya kekuatan tarik. Pada konsentrasi asam klorida 0,12%,

sifat kekuatannya tidak baik, yang disebabkan oleh kadar hemiselulosa di dalam

pulp masih relatif besar, sehingga ikatan antar serat tidak kuat (hemiselulosa

bersifat amorphus). Pada konsentrasi asam klorida 0,20% juga menyebabkan sifat

kekuatan kertasnya tidak baik. Hal ini disebabkan oleh terjadinya reaksi

kondensasi dan kerusakan selulosa yang cukup besar, sehingga derajat

polimerisasi selulosa relatif kecil. Reaksi kondensasi menyebabkan reaksi

rekombinasi monomer lignin yang sudah terputuskan rantainya, sehingga

mempengaruhi jumlah selulosa per satuan berat. Sifat kekuatan sobek kertas tidak

mengalami perubahan yang cukup berarti pada konsentrasi asam klorida 0,15 –

0,17% dan waktu pemasakan 2 – 8 jam.


Tabel 3-3. Interpolasi Derajat Giling 30 ºSR Terhadap Sifat Kekuatan KertasDengan Variasi Konsentrasi Asam Klorida dan Waktu Pemasakan.

No. HCl Waktu Derajat Kekuatan Kekuatan Kekuatan

Giling Tarik Jebol Sobek

(%) (jam) (⁰SR) (km) (m2) (cN)

A2 0,12 4 30 11,210 60,0 57,2

A3 0,12 5 30 11,200 65,2 60,0

A4 0,12 6 30 10,900 65,0 59,6

A5 0,14 3 30 11,470 60,3 57,3

A6 0,14 4 30 11,000 60,0 60,1

A7 0,14 5 30 11,710 68,9 59,0

A8 0,14 6 30 10,560 65,5 59,9

A14 0,16 4 30 11,330 66,8 58,1

A15 0,16 5 30 11,700 65,6 62,7

A18 0,17 2 30 10,130 53,0 57,7

A19 0,17 3 30 11,000 64,0 53,4

A20 0,17 4 30 11,500 60,1 71,5

A21 0,17 5 30 11,600 69,9 61,3

A22 0,17 6 30 11,100 65,0 60,0

A23 0,17 8 30 11,580 63,0 59,5

A24 0,20 3 30 11,010 70,2 57,6

A25 0,20 5 30 10,500 61,0 51,4


Gambar 3-5. Interpolasi Derajat Giling 30 ºSR Terhadap Sifat Kekuatan Kertas

Dengan Variasi Konsentrasi Asam Klorida dan Waktu Pemasakan


3.2 Perlakuan Chip

3.2.1 Perlakuan Chip Kayu Melalui Pemasakan Asam asetat 93%.

Tujuan perlakuan chip kayu pada mulanya adalah untuk mendapatkan nilai

bilangan kappa yang rendah (< 20) dan untuk mengikat sebagian zat ekstraktif

tanpa mempengaruhi kualitas pulp, tetapi hasil penelitian terhadap pemasakan

chip dengan menggunakan asam asetat 93% ternyata tidak dapat memperoleh

bilangan kappa di bawah 20. Sebagai contoh, perlakuan pemasakan chip kayu dari

0 – 5 jam dan waktu pemasakan (proses pulping dengan katalisator HCl)

diperoleh nilai bilangan kappa yang menurun dari 27,7 menjadi 23,9. Dalam hal

ini, sebenarnya sudah terjadi penurunan bilangan kappa, namun nilai bilangan

kappa di bawah 20 tidak tercapai. Dari hasil penelitian ini, perlakuan pemasakan

chip kayu dengan menggunakan asam asetat tidak dapat memperoleh nilai

bilangan kappa di bawah 20. Sisa kayu yang tidah termasak relatif sangat kecil

dan rendemen pulp berkisar antara 50,6 – 52% (Tabel 3-4). Di dalam percobaan

ini tidak dilakukan uji kekuatan kertas, karena tujuan utama adalah memeperoleh

nilai bilangan Kappa yang rendah (< 20), sehingga memudahkan proses

pemutihan pulp.

Tabel 3-4. Pengaruh Perlakuan Chip Kayu Melalui Perlakuan Perendaman DiDalam Asam Asetat dan Pemasakan Di Dalam 93% Asam asetat.

No. Waktu Waktu Bilangan Sisa Rendemen

Perendaman Pulping Kappa Kayu Total

(jam) (jam) (%) (%)

A26 0 4 35,0 0,1 52,0

A27 1 4 34,8 0,3 52,0

A28 2 4 25,2 0,1 52,0

A29 0 5 27,7 0,1 51,3


A30 1 5 25,5 0,0 51,0

A31 2 5 24,9 0,1 50,8

A32 3 5 24,5 0,2 50,7

A33 4 5 24,9 0,1 50,6

A34 5 5 23,9 0,0 50,6

Keterangan :Konsentrasi Asam asetat : 93%Konsentrasi Asam klorida : 0,17% (berdasarkan volum larutan)Rasio (kayu : larutan) : 1 : 6Temperatur Pemasakan : 110ºC

3.2.2 Perlakuan Chip Kayu Melalui Impranasi Perendaman Di dalam

Asam asetat 93% Pada Temperatur Ruangan (20º).

Berdasarkan Percobaan perlakuan pemasakan dengan asam asetat 93% di

atas yang tidak berhasil dengan baik, maka dicoba perlakuan lainnya yaitu

impragnasi perendaman di dalam asam asetat 93% pada temperatur ruangan.

Tujuan perlakuan tersebut adalah untuk menurunkan bilangan kappa atau sisa

lignin yang ada di dalam pulp dan melarutkan sebagian zat ekstraktif secara

perlahan-lahan tanpa menurunkan kualitas pulp.

Hasil penelitian perlakuan impragnasi secara keseluruhan dapat dilihat

pada Tabel 3-5 dan Gambar 3-6. Dari hasil penelitian ini diperoleh penurunan

bilangan kappa dari 27,7 menjadi 18,4, kisaran rendemen antara 50 – 51% dan

sisa kayu yang tidak termasak antara. Nilai bilangan kappa yang rendah akan

dicapai apabila perlakuan impragnasi dalam waktu lebih 60 jam. Namun cara ini

secara teknis di dalam industri tidak menguntungkan secara ekonomis.

Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling 30ºSR menunjukkan bahwa

impragnasi dapat memperbaiki kekuatan tarik dan kekuatan jebol kertas,

walaupun kekuatan sobeknya relatif sama. Untuk menjelaskan permasalahan ini,


perlu diteliti lebih lanjut mengenai struktur molekul selulosa dan hemiselulosan,

khususnya gugusan acetyl pada hemiselulosa dan ikatan cabangnya. Dalam hal

ini, sangat memungkinkan bahwa sebagian struktur atau ikatan cabang

hemiselulosa dapat terputuskan rantainya melalui perlakuan impragnasi.

Tabel 3-5. Pengaruh Impragnasi Pendahuluan Chip Kayu Dengan 93% Asamasetat Pada Temperatur 20ºC Terhadap Perubahan Bilangan Kappa,Rendemen Total, Sisa Kayu dan Sifat Kekuatan Kertas.

No. Waktu Bilangan Sisa Rendemen Derajat Kekuatan

Impragnasi Kappa Kayu Total Giling Tarik Jebol Sobek

(jam) (%) (%) (⁰SR) (km) (m2) (cN)

A35 0 27,7 0,1 50,3 30 10,650 60,0 61,5

A36 1 26,1 0,1 50,9 30 10,980 80,9 58,6

A37 2 25,7 0,0 50,1 - - - -

A38 10 25,6 0,0 50,3 30 12,050 80,2 62,3

A39 20 25,8 0,0 50,1 - - - -

A40 30 23,7 0,0 50,2 30 11,040 83,1 58,6

A41 60 18,4 0,1 50,3 30 12,630 70,6 60,2

A42 140 19,4 0,0 50,1 30 12,440 74,4 60,1

Keterangan :Konsentrasi Asam asetat : 93%Konsentrasi Asam klorida : 0,17%Rasio (kayu : larutan) : 1 : 6Temperatur Pemasakan : 110ºCWaktu Pemasakan : 5 jam


Keterangan :HCl = 0,17%, HOAc = 93%, Rasio = 1 : 6, Waktu = 5 Jam, Temp = 110ºC

Gambar 3-6. Pengaruh Impragnasi Melalui Perendaman Di dalam Chip Kayu Didalam Asam asetat 93% Pada Temperatur 20ºC Terhadap SifatKekuatan Kertas (30ºSR).

3.2.3 Pengaruh Kadar Air Chip Kayu

Penelitian tentang pengaruh kadar air chip terhadap proses pulping

Acetosolv adalah bertujuan untuk mengetahui apakah di dalam teknik industri,

kayu segar dapat dimasak secara sempurna serta untuk mengetahui sistem

pengeringan chip yang paling cepat dan biaya paling murah. Beberapa perlakuan

yang dicoba adalah perbedaan kadar air awal chip mulai dari 157% hingga kering

tanur (0%). Kadar air tersebut diasumsikan mulai dari kadar air kayu segar

hinggga kering tanur, yaitu dengan perlakuan merendam chip kayu pada waktu

tertentu hingga kadar air yang diinginkan. Pengikatan air kembali dilakukan

dengan tiga cara yaitu ekstraksi dengan larutan Aceotrop (Butilasetat dan

Etilasetat) dan pengeringan dengan oven. Pengikatan air dengan larutan

Butilasetat dalam waktu 40 menit telah menurunkan kadar air dari 157% menjadi


0%. Secara teoritis, proses ini sangat tepat bila digunakan untuk mengeringkan

chip kayu untuk skala industri. Namun terdapat sedikit kendala bahwa di dalam

sel kayu masih tertinggal sedikit larutan Butilasetat. Larutan butilasetat pada

konsentrasi tertentu tidak mempengaruhi proses pulping Acetosolv, bahkan sangat

dianjurkan. HaI ini disebabkan butilasetat dapat bercampur dengan baik di dalam

larutan campuran antara asam asetat dan air. Keuntungan lain pada campuran

tersebut adalah dapat meningkatkan temperatur pemasakan. Pengikatan air dengan

larutan etilasetat tidak rnenunjukkan hasil yang baik, Yang disebabkan titik didih

larutan etilasetat lebih rendah jika dibandingkan dengan air. Hal ini akan

menyebabkan air dari dalam kayu tidak dapat terikat secara sempurna. Hasil

penelitian penurunan kadar air chip kayu dengan perlakuan ekstraksi butilasetat

dan etilasetat dapat dilihat ada Gambar 3-7.

Gambar 3-7. Pengambilan Air Dari Dalam Chip Melalui Proses EkstraksiDengan Butil Asetat atau Etil Asetat.

Dari hasil penelitian tersebut tidak diperoleh perbedaan yang jelas antara

bilangan kappa (27,7 – 30,5), rendemen total (50,6 – 51,4%) dan sisa chip kayu

yang tidak termasuk (0%). Selain itu, sifat kekuatan kertasnya juga tidak

menunjukkan perbedaan jelas. Pada nilai derajat giling 30ºSR diperoreh kisaran


kekuatan tarik antara 10.600 – 11.670 km, kekuatan jebol antara 59,9 - 63,8 dan

kekuatan sobek antara 59,l – 61,7 cN (Tabe1 3-6).

Tabel 3-6. Pengaruh Kadar Air Chip Kayu Terhadap Perubahan BilanganKappa, Sisa Kayu yang Tidak Termasak, Rendemen Total dan SifatKekuatan Kertas.

No. Kadar Bilangan Sisa Rendemen Derajat Kekuatan

Air Kappa Kayu Total Giling Tarik Jebol Sobek

Chip (%) (%) (⁰SR) (km) (m2) (cN)

A43 0* 30,5 0,0 51,1 30 11,670 60,7 61,7

A44 12,3** 27,7 0,0 50,6 30 10,600 59,9 61,3

A45 12,3 29,9 0,0 51,1 30 11,200 63,8 60,7

A46 93,8 28,4 0,0 51,4 30 11,580 63,3 60,0

A47 157,0 28,0 0,0 51,1 30 11,500 61,1 59,1

Keterangan :*) Chip kayu dikeringkan di dalam Oven selama 24 jam dan temperatur

105ºC.**) Chip kayu yang diletakkan di dalam ruangan konstan (temperatur 20ºC)

3.2.4 Perlakuan Chip Kayu Di dalam Butilasetat

Tabel 3-7 menunjukkan bahwa perlakuan chip kayu dengan Etilasetat

kurang ekonomis. Perlakuan di dalam etilasetat pada temperatur 20ºC selama 1 -

2 jam menghasilkan bilangan kappa antara 25 - 26. Apabila perendaman

dilakukan selama 4 jam, ternyata menaikkan bilangan kappa menjadi 59. Hal ini

disebabkan etilasetat masih terdapat di dalam chip kayu. Etilasetat ini

menyebabkan temperatur pemasakan lebih rendah dari 110ºC.

Perlakuan perendaman tersebut menunjukkan bahwa etilasetat dapat diikat

kembali melalui ekstraksi dengan larutan asam asetat pada temperatur 80ºC.

Perendaman selama 8 jam dengan butil asetat menunjukkan penurunan bilangan


kappa dari 59 menjadi 22. Namun, cara ini tidak ekonomis untuk dilakukan dalam

skala industri, karena akan menambah biaya produksi. Sifat kekuatan kertas dari

perlakuan tersebut pada nilai derajat giling 20ºSR memperoleh kekuatan tarik

kertas yang berkisar antara 9.560 – 11.700 km, kekuatan jebol kertas antara 70 –

85 m2 dan kekuatan sobek kertas antara 61 - 77 cN. Sifat kekuatan tersebut relatif

lebih baik jika dibandingkan sifat kekuatan kertas dari pulp Sulfat, atau Sulfit,

khususnya kekuatan tarik dan jebol. Proses pulping Acetosolv dilakukan seperti

biasa yaitu 93% asam asetat, HCl 0,17%, Ratio (Kayu : Larutan) = 1 : 6, waktu

pemasakan 5 jam dan temperatur 110 oC.

Tabel 3-7. Pengaruh Perlakuan Chip Kayu dengan Cara Perendaman danEkstraksi Di dalam Larutan Ethylasetat Terhadap PerubahanBilangan Kappa, Rendemen dan Kekuatan Kertas.

No.

Perlakuan

Perendaman Bilangan Rendemen Derajat Kekuatan Kekuatan Kekuatan

Etyhl

Acetat

Buthyl

Acetat Kappa Giling Tarik Jebol Sobek

(Jam) (Jam) (%) (⁰SR) (km) (m2) (cN)

A48 1 0 26,0 50,1 20 9,860 71,1 66,1

A49 2 0 25,8 50,2 20 10,670 84,9 61,2

A50 4 0 58,9 55,7 20 11,050 70,1 71,4

A51 4 2 49,6 53,9 20 10,800 71,2 72,6

A52 4 4 38,4 53,4 20 11,700 70,6 75,3

A53 4 8 22,4 52,9 20 9,500 71,8 77,2

Keterangan :Konsentrasi Asam asetat : 93%Konsentrasi Asam klorida : 0,17% (berdasarkan volume larutan)Rasio (Kayu : Larutan) : 1 : 6Waktu Pemasakan : 5 jamTemperatur Pemasakan : 110ºC


3.3 Perlakuan Terhadap Pulp

Seperti telah dijelaskan pada bab terdahulu, bahwa nilai rataan bilangan

kappa hasil dari 40 kali pemasakan dengan ketentuan yang sama didapat nilai

rata-ratanya 27,7. Untuk menurunkan nilai bilangan kappa secara ekonomis telah

dilakukan dengan berbagai cara yaitu melalui perlakuan terhadap chip kayu,

namun semua perlakuan tersebut tidak menunjukkan pertimbangan ekonomi yang

menguntungkan.

Pulp tersebut diberi perlakuan dengan beberapa metoda yang antara lain :

ekstraksi ulang, pencucian ulang dengan asam asetat dan pemasakan ulang dengan

asam asetat. Perlakuan ekstraksi ulang dengan soklet selama 2,5 – 3,5 jam hanya

menurunkan bilangan kappa sebesar 0 - 0,3. Perlakuan ini praktis tidak

berpengaruh sama sekali. Perlakuan pulp dengan sistem pencucian ulang

menggunakan 93% asam asetat panas juga tidak menurunkan bilangan kappa. Hal

ini berarti bahwa lignin yang tersisa di dalam pulp sangat sulit untuk diikat

kembali dengan asam asetat, upaya selanjutnya adalah mencoba proses pulping

ulang atau pemasakan ulang yaitu dengan asam asetat yang ditambah dengan

katalisator HCl. Akan tetapi, perlakuan ini juga tidak berhasil menurunkan

bilangan kappa.

Sifat kekuatan kertas antara kontrol dengan perlakuan ekstraksi dan

pencucian relatif tidak mengalami perubahan, akan tetapi ekstraksi 3,5 jam

menurunkan sifat kekuatan kertas. Perlakuan pemasakan ulang menyebabkan

penurunan sifat kekuatan kertas relatif tinggi, yang disebabkan oleh terjadinya

pemutusan rantai selulosa dan hemiselulosa (Gambar 3-8).

Kekuatan tarik menurun 20 – 30 %, kekuatan jebol dan sobek juga

menurun antara 20 – 30 % pada nilai derajat giling yang sama. Hal ini disebabkan

bahan kimia asam klorida sangat kuat memutuskan rantai hemiselulosa dan

selulosa.


Tabel 3-8. Pengaruh Perlakuan Ekstraksi, Pencucian dan Pemasakan Ulang Didalam Asam asetat 93% Terhadap Perubahan Bilangan Kappa danSifat Kekuatan Kertas (30ºSR)

No. Perlakuan Bilangan Kekuatan Kekuatan Kekuatan

Kappa Tarik Jebol Sobek

(km) (m2) (cN)

MA1. Kontrol : 27,7 10,630 66,3 64,3

A54. Ekstraksi 2,5 jam : 27,7 11,060 70,5 60,0

A55. Ekstraksi 3,5 jam : 27,4 9,980 67,1 53,8

A56. Pencucian ulang

dengan asam asetat

panas : 27,6 10,490 61,0 61,4

A57. Pemasakan ulang

dengan asen asetat +

0,1% HCl, Rasio 1 : 20,

1 jam : 28,0 8,040 43,1 42,1

A58. Pemasakan ulang

dengan asen asetat +

0,15% HCl, Rasio 1 :

20, 1 jam : 26,4 8,180 44,5 40,0


Gambar 3-8. Pengaruh Perlakuan Pulp Di dalam 93% Asam asetat TerhadapPerubahan Sifat Kekuatan Kertas (Ekstraksi, Sistem Pencucian danPemasakan Ulang Dengan Asam Asetat + HCl)

3.3.1 Sistem Pencucian Pulp Dengan Pelarut Yang Berbeda

Dengan tidak diperolehnya penurunan bilangan kappa, maka penelitian

selanjutnya adalah mencoba sistem pencucian pulp dengan pelarut yang berbeda.

Pelarut yang digunakan tersebut antara lain adalah air, campuran antara asam

asetat dengan air, campuran antara asam asetat dengan air dilanjutkan dengan

campuran antara asam asetat + butilasetat + air, asam asetat + air dan dilanjutkan

dengan asam asetat + etilasetat + air seperti tercantum pada Tabel 3-9.


Dari perlakuan tersebut, hasil yang paling jelek adalah perlakuan dengan

pencucian air setelah proses pulping selesai, menghasilkan bilangan kappa 61,5.

Hal ini disebabkan lignin yang sudah terlarut di dalam asam asetat terikat kembali

oleh pulp. Untuk perlakuan lainnya, diperoleh bilangan kappa hingga 22,3 namun

secara ekonomis tidak menguntungkan, khususnya campuran antara asam asetat,

air dan butilasetat serta campuran antara asam asetat, air dan ethylasetat. Sifat

kekuatan kertas secara keseluruhan tidak diuji dan untuk lebih jelasnya dapat

dilihat pada lampiran Tabel 7-5 Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling

30ºSR diperoleh kekuatan tarik 10,650 – 11,600 km, kekuatan jebol 66 - 70 m2

dan kekuatan sobek 62 - 70 cN.

Tabel 3-9. Pengaruh Sistem Pencucian Pulp dan Proses Pulping Acetosolv JenisKayu Fichte Terhadap Perubahan Bilangan Kappa.

No. Pelarut Perbandingan Metoda Bilangan

Kappa

A59 Air 100 Pencucian 61,5

A60 HOAc : Air 93 : 7 Ekstraksi 27,3

A61 HOAc : Air 93 : 7 Pencucian (panas) 25,5

A62 HOAc : Air 98 : 2 Pencucian (panas) 28,0

A63 HOAc : Air *) 93 : 7 Pencucian (panas) 27,2

A64 HOAc : Air 93 : 7 Pencucian (panas)

HOAc : BuAc : Air 30 : 60 : 10 Pencucian (dingin) 22,8

A65 HOAc : BuAc : Air 30 : 60 : 10 Pencucian (dingin) 25,7


HOAc : BuAc : Air 30 : 60 : 10 Pencucian (dingin)

HOAc : BuAc : Air 10 : 80 : 10 Pencucian (dingin) 22,3


HOAc : EtAc : Air 30 : 60 : 10 Pencucian (dingin) 22,2

A68 HOAc : EtAc : Air 30 : 60 : 10 Pencucian (dingin) 22,7

Keterangan :*) Setelah proses pulping berjalan 2,5 jam, filtrat diambildan diganti, dengan

larutan asam asetat 93% + 0,17% HCl dan volume 1 liter (sesuai denganfiltrat yang diambil).


Ketentuan Pemasakan :Konsentrasi Asam asetat : 93%Konsentrasi Asam klorida : 0,17% (berdasarkan volume larutan)Rasio (kayu : larutan) : 1 : 6Waktun Pemasakan : 5 jamTemperatur : 110ºCJumlah larutan untukmencuci pulp : 7 liter/100 gram pulp.

3.3.2 Pengaruh Temperatur Pemasakan

Untuk percobaan ini diteliti berbagai variasi temperatur pada proses

pulping terhadap perubahan bilangan kappa. Variasi temperatur yaitu antara 103 -

l09ºC dan waktu pemasakan 1 - 6 jam. Pada proses pulping ini digunakan larutan

asam asetat 93% dan katalisator asam klorida 0,17%. Selanjutnya, proses yang

digunakan adalah pulping sistem tekan tanpa memakai katalisator asam klorida

dan temperatur pemasakan 170 – 200 ºC (Tabel 3-10). Da1am proses pulping

tanpa tekanan didapat bilangan kappa berkisar antara 17 – 52. Bilangan kappa

terendah diperoleh pada temperatur 109ºC dan waktu pemasakan 6 jam.

Sedangkan proses pulping dengan tekanan memperoleh kisaran bilangan kappa 12

- 30. Temperatur pemasakan 170ºC tidak menghasilkan bilangan kappa di bawah

20. Hal ini disebabkan asam asetat belum mampu melarutkan sebagian besar

ikatan α dan β aryl ether lignin. Temperatur pemasakan 180ºC, akan

menghasilkan bilangan kappa di bawah 20 apabila waktu pemasakan dilakukan

selama 3 - 4 jam. Temperatur pemasakan 190ºC dalam waktu 1 jam telah dapat

menghasilkan bilangan kappa di bawah 15. Hal ini berarti bahwa asam asetat pada

temperatur tersebut telah mempu melarutkan sebagian besar ikatan α- dan β-

arylether lignin untuk waktu pemasakan 2 - 3 jam, sehingga akan terjadi kenaikan

bilangan kappa, yang disebabkan oleh terjadinya reaksi kondensasi. Bilangan

kappa terendah tersebut dicapai apabila proses pulping dilakukan temperatur

200ºC dan waktu pemasakan 1 jam. Jika waktu pemasakan ditambah, maka akan

terjadi kenaikan bilangan kappa, yang disebabkan oleh terjadinya reaksi

kondensasi.


Tabel 3-10. Pengaruh Temperatur dan Waktu Pemasakan Pada Proses Pulping

Acetosolv Terhadap Perubahan Bilangan Kappa *)

No. Temperatur Waktu Rasio HOAc- HCl- Bilangan

Pemasakan (kayu : larutan) kappa

(⁰C) (Jam) (%) (%)

A69 103 1 1 : 7 93 0,17 51,8

A70 103 2 1 : 7 93 0,17 41,7

A71 103 3 1 : 7 93 0,17 35,2

A72 103 4 1 : 7 93 0,17 28,9

A73 103 5 1 : 7 93 0,17 47,6

A74 103 6 1 : 7 93 0,17 46,9

A75 106 1 1 : 7 93 0,17 48,5

A76 106 2 1 : 7 93 0,17 37,0

A77 106 3 1 : 7 93 0,17 30,9

A78 106 4 1 : 7 93 0,17 23,6

A79 106 5 1 : 7 93 0,17 20,2

A80 109 1 1 : 7 93 0,17 44,7

A81 109 2 1 : 7 93 0,17 36,1

A82 109 3 1 : 7 93 0,17 27,2

A83 109 4 1 : 7 93 0,17 22,7

A84 109 5 1 : 7 93 0,17 19,3

A85 109 6 1 : 7 93 0,17 17,2

A86 170 3 1 : 7 85 0 30,2

A87 170 4 1 : 7 85 0 28,6

A88 170 5 1 : 7 85 0 28,7

A89 180 2 1 : 7 85 0 22,9

A90 180 3 1 : 7 85 0 15,5

A91 180 4 1 : 7 85 0 13,1

A92 190 1 1 : 7 85 0 14,5

A93 190 2 1 : 7 85 0 15,8

A94 190 3 1 : 7 85 0 16,9

A95 200 0,5 1 : 7 85 0 18,0

A96 200 1 1 : 7 85 0 11,9

A97 200 2 1 : 7 85 0 20,6

A98 200 3 1 : 7 85 0 28,5

*) Penelitian ini dilakukan oleh Sukaton (1989) dan Lee (1989)


Gambar 3-9a. Pengaruh Temperatur Terhadap Bilangan Kappa Pada ProsesPulping Acetosolv Dengan Katalisator HCl

Gambar 3-9b. Pengaruh Temperatur Terhadap Bilangan Kappa Pada ProsesPulping Acetosolv Dengan Sistem Tekanan dan Tanpa Katalisator.


3.3.3 Pengaruh Rasio (Perbandingan Antara Kayu Dengan Larutan)

Perbandingan antara chip kayu dengan larutan pemasak juga berpengaruh

terhadap perubahan bilangan kappa dan rendemen (Tabel 3-11). Rasio 1 : 4

menghasilkan bilangan kappa 29,0 dan rendemen 52%. Penyebab tingginya nilai

bilangan kappa adalah pada waktu proses pulping berjalan (tahapan awal),

sebagian chip kayu tidak terendam di dalam larutan asam asetat. Sebagai

akibatnya lignin lignin yang tertinggal di dalam pulp masih relatif besar.

Penyebab lainnya adalah konsentrasi asam kloridanya relatif sedikit jika

dibandingkan dengan rasio yang lebih tinggi, sehingga reaksi kimia yang terjadi

kurang sempurna. Dengan perubahan rasio dari 1 : 4 menjadi 1 : 7, ternyata

bilangan kappa dapat menurun dari 29,0 menjadi 18,8. Pada rasio 1 : 8, akan

terjadi kenaikan bilangan kappa dari nilai optimal 18,8 menjadi 19,3, walaupun

perubahan tersebut relatif tidak besar. Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat

giling 30ºSR menunjukkan kekuatan tarik relatif yang seragam, berkisar antara

11410 - 11720 km, kekuatan jebol antara 60 - 70 m2, kekuatan sobek antara 63 -

65 cN dan derajat putih kertas antara 6,6 – 7,7% ISO. Untuk melihat perubahan

sifat kekuatan kertas yang didasarkan pada nilai derajat giling, secara lengkap

dapat dilihat pada lampiran No 7-6. Jika kita bahas lebih lanjut dari lampiran

Tabel 7-6, sifat kekuatan kertas yang paling baik adalah pada rasio 1 : 7. Rasio

tersebut cukup ideal, karena pada proses pulping, chip kayu sudah terendam sejak

awal semua di dalam asam asetat. Namun kelemahannya adalah bahwa sifat

kekuatan sobek pulp Acetosolv lebih rendah dibanding pulp ASAM dan sulfat,

dan hal ini telah menjadi ciri secara umum.


Tabel 3-11. Pengaruh Rasio Terhadap Perubahan Bilangan Kappa, Rendemendan Sifat Kekuatan Kertas (30ºSR).

No. RatioBilanganKappa

SisaKayu(%)

Rendemen(%)

KekuatanTarik(Km)

KekuatanJebol (m2)

KekuatanTarik (cN)

DerajatPutih(%

ISO)

GA1 1 : 4 29,0 0,2 52,1 11,410 60,2 63,2 6,6

GA2 1 : 5 26,8 0,1 51,7 11,670 67,5 64,0 6,8

GA3 1 : 6 25,3 0,0 50,6 11,720 63,0 64,8 7,0

GA4 1 : 7 18,8 0,0 50,0 11,180 70,0 63,2 7,7

GA5 1 : 8 19,3 0,0 48,2 - - - -

Keterangan :Konsentrasi Asam asetat : 93%Konsentrasi Asam klorida : 0,17% (berdasarkan volume larutan)Waktu Pemasakan : 5 jam

3.4 Pengaruh Katalisator Pada Proses Pulping Acetosolv

Proses pulping Acetosolv menggunakan asam klorida sebagai katalisator.

selain itu klorethanol juga dapat digunakan sebagai katalisator (NIMZ, et al.,

1986). BERG (1989) mencoba di dalam proses asam jodida dan Aluminium

bromida, dimana katalisator tersebut dapat digunakan di dalam proses pulping

Acetosolv. Berdasarkan hal tersebut, dicoba 13 (tiga belas) jenis bahan kimia

sebagai katalisator seperti tercantum pada tabel 3-12. Dari 13 jenis bahan kimia

tersebut ditemukan 2 jenis bahan kimia yang memberikan hasil positif atau dapat

digunakan sebagai katalisator. Dua jenis bahan kimia tersebut adalah Aluminium

Klorida dan Asam Bromida.

Penelitian pendahuluan ini dengan menggunakan ketentuan proses pulping

yang seragam yaitu konsentrasi asam asetat 93%, konsentrasi katalisator 0,48 mol,

rasio antara kayu : larutan = 1 : 6, waktu pemasakan 5 jam dan temperatur

pemasakan 110ºC. Dari ketiga kelas katalisator tersebut selanjutnya diadakan

optimalisasi proses pulping. Optimalisasi proses pulping yang diteliti tersebut


hanya hanya katalisator aluminium klorida dan asam bromida. Hal ini disebabkan

kedua jenis bahan kimia tersebut memberikan hasil yang positif.

Tabel 3-12. Pengaruh Katalisator Terhadap Delignifikasi Kayu Fichte (Spruce)Pada Proses Pulping Acetosolv.

No. Katalisator Delignifikasi

1 NaCl Negative

2 BaCl2 Negative

3 KCl Negative

4 CaCl2 Negative

5 NH4Cl Negative

6 (NH4)2S Negative

7 Na2SO3 Negative

8 FeCl3 Bilangan Kappa 108

9 H2SO4 Negative

10 HNO3 Negative

11 Al2(SO4)3 Negative

12 AlCl3 Positif

13 HBr Positif

3.4.1 Aluminium Klorida Sebagai Katalisator

Dengan kenaikan konsentrasi aluminiurn klorida, maka terjadi penurunan

rendemen, sisa kayu yang tidak termasak dan sisa lignin dalam pulp seperti

tercantum pada tabel 3-13, Gambar 3-10a dan 3-10b. Setiap konsentrasi

aluminium klorida dan waktu akan mempunyai nilai optimal untuk mendapatkan

sisa lignin yang terkecil di dalam pulp. Kenaikkan konsentrasi aluminium klorida

antara 0,225 - 0,40% (1,6 - 2,8% berdasarkan berat kayu) dan waktu pemasakan


antara 2 jam lebih menghasilkan bilangan kappa dibawah 20, sisa kayu yang tidak

termasak menurun dari 7,5% menjadi 0,1% dan rendemen total menurun dari 63%

menjadi 50%.

Konsentrasi di bawah 0,225% (antara 0,113 – 0,200%) tidak diperoleh

bilangan kappa di bawah 20, dimana kisaran bilangan kappa menurun dari 69 -

33,2, sisa kayu yang tidak termasak menurun dari 10% menjadi 0,4% dan

rendemen total menurun dari 66,8% menjadi 55%. Nilai bilangan kappa yang

lebih besar dari 30 tersebut disebabkan katalisator aluminium klorida tidak

mampu melarutkan sebagian besar lignin. Hal ini berarti katalisator aluminium

klorida telah habis bereaksi dengan lignin, sementara ikatan polimer belum

terlarut keseluruhan.

Pada konsentrasi aluninium klorida di atas 0,45% juga tidak baik pada

proses pulping, hal ini disebabkan terjadinya reaksi kondensasi. Hal ini dapat

dilihat pada konsentrasi 0,45% dan waktu pemasakan 4 jam yang menghasilkan

bilangan kappa 20. Akan tetapi, untuk waktu pemasakan 5 jam, bilangan kappa

meningkat menjadi 30,1.

Pada konsentrasi 0,6 – 1,2% Aluminium Klorida dan waktu pemasakan

0,5 – 2 jam akan menaikkan bilangan kappa di atas 20. Sisa kayu yang tidak

termasuk antara 5 – 15%, rendemen total 58 – 60,4%. Sebaliknya, sifat kekuatan

kertasnya menurun secara drastis (kekuatan tarik antara 4300 – 4500 m2),

kekuatan jebol 24 – 25,6 m2, dan kekuatan sobek lebih baik jika dibandingkan

perlakuan yang lain.


Tabel 3-13. Pengaruh Waktu Pemasakan dan Konsentrasi Aluminium KloridaTerhadap Perubahan Bilangan Kappa, Sisa Kayu Kertas TidakTermasak, Rendemen Total, Sifat Kekuatan Kertas dan DerajatPutih Kertas (Konsentrasi Asam Asetat 93%, Temperatur 110ºC).

No. WP. Rasio. AlCl3. Bk. Sk. Rend. Dg. KT. KJ. Ks. D.P.K

(jam) (%) (%) (%) (⁰SR) (km) (m2) (cN) (%ISO)

B1 5 1 : 6 0,113 69,5 10,0 66,8 13 2,850 15,0 83,3 15,8

B2 6 1 : 6 0,113 65,2 7,0 65,2 13 3,080 18,4 83,4 15,4

B3 7 1 : 6 0,113 60,9 4,0 64,2 13 3,700 20,4 83,4 14,8B4 9 1 : 6 0,113 53,2 2,0 62,2 15 4,000 25,0 83,0 13,3

B5 5 1 : 7 0,150 35,8 4,0 58,6 30 11,090 69,1 65,6 18,5

B6 5 1 : 6 0,170 44,8 5,0 60,0 15 4,600 26,3 84,0 15,8

B7 6 1 : 6 0,170 44,2 3,0 58,6 15 4,400 25,7 83,8 15,3B8 7 1 : 6 0,170 43,1 2,0 57,0 15 4,510 25,4 84,0 14,0

B9 9 1 : 6 0,170 41,2 1,0 55,0 15 4,500 25,6 83,9 13,0

B10 5 1 : 7 0,200 33,2 0,4 54,7 29 11,010 68,8 65,1 17,5

B11 2 1 : 6 0,225 58,0 7,5 63,0 17 8,000 45,7 73,7 16,2B12 3 1 : 6 0,225 48,1 2,0 59,3 16 8,020 45,7 72,4 15,8

B13 3 1 : 7 0,225 41,0 0,8 55,3 18 9,000 51,4 74,0 16,7

B14 4 1 : 6 0,225 40,0 0,11 53,9 14 5,620 32,5 81,5 14,7

B15 5 1 : 6 0,225 30,5 0,1 54,0 19 9,100 32,4 73,0 13,3B16 6 1 : 6 0,225 32,0 0,1 51,0 19 9.000 51,3 73,0 14,8

B17 7 1 : 6 0,225 62,9 0,1 50,0 19 9,010 50,8 72,4 15,0

B18 5 1 : 7 0,250 26,5 0,1 53,8 30 11,180 73,6 64,5 14,8

B19 1 1 : 7 0,300 59,0 10,5 61,9 17 4,680 25,9 77,8 14,1B20 2 1 : 7 0,300 49,2 4,0 60,0 17 4,750 27,4 76,6 15,0

B21 3 1 : 7 0,300 35,2 0,8 58,2 17 6,900 35,3 78,3 13,4

B22 4 1 : 7 0,300 28,2 0,1 54,6 17 7,770 45,0 80,2 12,3

B23 5 1 : 7 0,300 19,1 0,1 54,7 30 12,170 69,5 66,2 12,4B24 6 1 : 7 0,300 30,9 0,1 49,2 - - - - 10,6

B25 7 1 : 7 0,300 63,3 0,1 48,0 - - - - 11,0

B26 5 1 : 7 0,350 19,7 0,1 52,4 30 11,620 73,3 64,0 10,5

B27 5 1 : 7 0,400 17,8 0,1 51,6 30 11,000 72,4 72,3 9,7B28 2 1 : 7 0,450 40,0 2,5 57,1 - - - - -

B29 4 1 : 7 0,450 20,0 0,8 53,0 - - - - -

B30 5 1 : 7 0,450 30,1 0,1 51,9 30 10,610 70,5 70,8 8,0

B31 2 1 : 6 0,600 50,4 11,2 60,4 15 4,500 26,7 80,4 15,3B32 2 1 : 6 0,800 37,8 5,4 58,4 15 4,350 25,6 81,2 13,9

B33 0,5 1 : 6 1,200 58,0 15,0 60,1 13 4,300 24,3 84,3 13,0

Keterangan :Wp : Waktu Pemasakan DPk : Derajat Putih KertasBk : Bilangan Kappa KT : Kekuatan TarikRatio : Perbandingan Chip : Larutan KS : Kekuatan SobekSk : Sisa Kayu (%) DP : Derajat Putih Kertas

(% ISO)Rend : Rendemen (%) KT : Kekuatan TarikDg : Derajat Giling (oSR)


Gambar 3-10a. Pengaruh Konsentrasi Aluminium Klorida dan Waktu PemasakanTerhadap Perubahan Bilangan Kappa.

Gambar 3-10b. Pengaruh Konsentrasi Aluminium Klorida dan Waktu PemasakanTerhadap Perubahan Rendemen Total, Sisa Kayu Yang TidakTermasak dan Derajat Putih Kertas.


Gambar 3-11. Pengaruh Konsentrasi Aluminium Klorida Pada Waktu Pemasakan

1 jam Terhadap Perubahan Sifat Kekuatan Kertas (30ºC).


Pengaruh Ukuran Chip Kayu

Di dalam industri pulp, chip kayu yang digunakan di dalam proses pulping

ukurannya sangat bervariasi. Dimensi chip kayu sangat berpengaruh pada proses

pulping, khususnya untuk impragnasi, sisa kayu yang tidak termasak dan

rendemen. Dari dasar tersebut di atas dicoba penelitian dengan membedakan

dimensi chip kayu yang berasal dari industri dan dibandingkan chip kayu yang

dibuat secara laboratorium.

Tabel 3-14 menunjukkan hasil penelitian dengan perbedaan ukuran chip

kayu terhadap bilangan kappa, rendemen, sisa kayu dan sifat kekuatan kertas.

Ukuran chip kayu 30 x 2 x 1 mm3 sampai 30 x 12 x 5 mm3 tidak menunjukkan

perbedaan bilangan kappa (dengan kisaran bilangan kappa 21,5 – 23,7 ) dan sisa

kayu yang tidak termasak sebesar 0,1%. Ukuran chip kayu yang besar

menunjukkan peningkatan rendemen total dari 51,l% menjadi 53,6%. Sedangkan

chip yang dibuat secara laboratorium menunjukkan bilangan kappa 19,1, sisa kayu

yang tidak termasak 0,1 % dan rendemen total 53,7.

Rendahnya bilangan kappa ini, disebabkan chip yang dibuat secara

laboratorium lebih bersih, khususnya kulit kayu dan kotoran sehingga tidak terjadi

reaksi kimia antara bahan kimia dengan non kayu. Sifat kekuatan kertas pada nilai

derajat giling 30ºSR diperoleh kisaran kekuatan tarik kertas antara 9,900 – 12,170

km, kekuatan jebol 58,7 – 69,5 m2 dan kekuatan sobek 53,9 – 77,1 cN. Kekuatan

kertas akan meningkat apabila ukuran dimensi chip makin besar. Untuk ukuran

chip yang lebih kecil, terdapat permukaan kayu yang lebih luas, sehingga secara

otomatis akan berpengaruh pada luasan penampung permukaan kayu atau dengan

kata lain banyak serat yang terpotong. Lebih jelasnya sifat kekuatan kertas dapat

dilihat pada Gambar 3-12 dan lampiran pada Tabel 7-8.


Tabel 3-14. Pengaruh Ukuran Chip Kayu Terhadap Perubahan Bilangan Kappa,Sisa Kayu Yang Tidak Termasak, Rendemen Total dan SifatKekuatan Kertas Pada Nilai Derajat Giling 30ºSR.

No. Ukuran Chip Bilangan Sisa Rendemen Kekuatan Kekuatan Kekuatan

(pxlxt mm3) Kappa Kayu Total Tarik Jebol Sobek(%) (%) (km) (m2) (cN)

Chip Dari Industri :

B34 30x2x1 21,5 0,1 51,1 9,900 58,7 53,9B35 30x5x2 23,7 0,1 51,8 10,760 61,1 70,0B36 30x8x4 23,3 0,1 52,6 11,420 67,0 76,0B37 30x12x5 23,0 0,1 53,6 11,090 66,5 77,1

Chip Dari Laboratorium :

B23 30x25x5 19,1 0,1 53,7 12,170 69,5 66,2

Keterangan :Konsentrasi Aluminium klorida : 0,30%, (berdasarkan volume pelarut)Konsentrasi Asam asetat : 93%Rasio (kayu : larutan) : 1 : 7Waktu Pemasakan : 5 jamTemperatur Pemasakan : 110ºC


Gambar 3-12. Pengaruh Ukuran Chip Kayu (panjang x lebar x tinggi dalamsatuan mm3) Pada Proses Pulping Acetosolv Dengan 0,30%Aluminium Klorida Sebagai Katalisator Terhadap Sifat KekuatanKertas.


3.4.2 Asam Bromida Sebagai Katalisator

Pada bab sebelumnya telah dijelaskan, bahwa asam klorida dan aluminium

klorida telah diketahui sebagai katalisator yang dapat menghasilkan bilangan

kappa di bawah 20. Katalisator tersebut dipertimbangkan, tetapi tidak efisien,

karena waktu pemasakannya adalah 5 jam. Waktu pemasakan ini dapat

diperpendek, dengan cara memakai katalisator asam bromida, seperti

diperlihatkan pada Tabel 3-1 dan Gambar 3-13.

Kenaikan konsentrasi asam bromida akan menurunkan sisa lignin dari

dalam pulp, rendemen serta sisa kayu yang tidak termasak. Konsentrasi asam

bromida 0,28% dan waktu pemasakan 1 - 6 jam menghasilkan bilangan kappa

yang berkisar antara 40 - 20 dan rendemen total 70 – 52%, tetapi sisa kayu yang

tidak termasak masih cukup tinggi yaitu berkisar antara 8 – 41,4%. Konsentrasi

asam bromida 0,38% dan waktu pemasakan 1 - 6 jam mendapat kisaran bilangan

kappa antara 25,7 – 14,1%, sisa kayu yang tidak termasak antara 0,1 – 18,3% dan

rendemen total antara 48 – 60%. Derajat putih kertas relatif kecil yaitu berkisar

antara 8 – 14% ISO. Pada konsentrasi yang sama, perbedaan perlakuan proses

pulping yang menggunakan magnit putar didapat kisaran bilangan kappa antara 24

– 13, sisa kayu yang tidak termasak 10,1 – 0,0% dan rendemen total antara 56 –

45 % dan derajat putih kertas antara 8 – 12% ISO. Pada konsentrasi asam bromida

antara 0,48 - 0,58%, diperoleh bilangan kappa yang > 15, dengan kisaran 19 – 75,

sisa kayu yang tidak termasak antara 13 – 0%, rendemen antara 57 – 41% dan

derajat putih kertas antara 4 – 11% ISO. Rendemen yang kecil ini disebabkan

pulp yang dihasilkan rusak dan berubah menjadi monomer gula-gula sederhana

atau glukosa.


Tabel 3-15. Pengaruh Waktu Pemasakan dan Konsentrasi Asam bromidaTerhadap Perubahan Bilangan Kappa, Sisa Kayu yang TidakTermasak, Rendemen Total dan Derajat Putih Kertas.

No. Waktu HBr Bilangan

Kappa

Sisa

Kayu

Rendemen

Total

Derajat Putih

Kertas

(jam) (%) (%) (%) (% ISO)

C1 1,0 0,28 40,2 41,4 69,8 14,7

C2 2,0 0,28 32,2 28,5 62,9 13,6

C3 3,0 0,28 22,3 16,3 59,3 9,8

C4 4,0 0,28 21,3 9,8 52,3 8,1

C5 5,0 0,28 21,0 9,7 52,1 8,0

C6 6,0 0,28 20,8 8,0 52,0 7,8

C7 1,0 0,38 25,7 18,3 60,0 14,2

C8 2,0 0,38 21,2 8,0 56,0 13,4

C9 3,0 0,38 20,3 0,6 53,1 11,9

C10 3,5 0,38 17,7 0,5 50,1 10,8

C11 4,0 0,38 16,0 0,2 48,5 9,7

C12 5,0 0,38 14,1 0,1 48,4 8,4

C13 6,0 0,38 15,6 0,1 48,0 8,2

C14* 1,0 0,38 24,3 10,1 56,2 11,5

C15* 1,5 0,38 23,0 8,3 55,2 10,0

C16* 2,0 0,38 19,5 3,7 51,5 9,7

C17* 2,5 0,38 17,9 0,8 50,7 8,4

C18* 3,0 0,38 15,2 0,7 49,5 8,2

C19* 3,5 0,38 13,8 0,1 46,9 11,5

C20* 4,0 0,38 13,0 0,0 45,6 10,0

C21* 5,0 0,38 13,0 0,0 45,2 9,9

C22 1,0 0,48 25,0 12,9 56,9 9,2

C23 2,0 0,48 20,9 6,2 51,9 8,6

C24 3,0 0,48 19,1 0,4 51,0 8,8

C25 4,0 0,48 24,8 0,2 48,0 8,4

C26 5,0 0,48 40,8 0,1 47,1 8,1

C27 6,0 0,48 50,9 0,1 45,2 9,6

C28 1,0 0,58 24,5 7,8 53,8 8,5

C29 2,0 0,58 24,2 1,6 50,2 7,6

C30 3,0 0,58 38,2 0,2 48,1 6,2

C31 4,0 0,58 55,0 0,1 45,0 5,7

C32 5,0 0,58 64,4 0,1 43,0 5,0

C33 6,0 0,58 75,1 0,0 41,1 4,3

Keterangan :*) Proses pulping dengan bantuan Magnit putar

Ketentuan Pemasakan :- Konsentrasi Asam asetat : 93%- Rasio (kayu : larutan) : 1 : 7- Temperatur Pemasakan : 110ºC


Gambar 3-13a. Pengaruh Konsentrasi Asam Bromida dan Waktu PemasakanTerhadap Perubahan Bilangan Kappa dan Derajat Putih Kertas (%ISO).


Gambar 3-13b. Pengaruh Konsentrasi Asam Bromida dan Waktu PemasakanTerhadap Perubahan Rendemen Total, dan Sisa Kayu YangTidak Termasak.


Sifat kekuatan kertas untuk nilai optimal diperoleh pada konsentrasi asam

bromida 0,38 %, dengan variasi waktu pemasakan 1 – 6 jam. Pada nilai interpolasi

derajat giling 30ºSR diperoleh kekuatan tarik yang berkisar antara 10,670 –

11,850 km, kekuatan jebol 61,2 - 68 m2 dan kekuatan sobek 60,8 - 71 cN (Tabel

3-16 dan Gambar 3-14 ). Nilai sifat kekuatan kertas yang paling baik pada

konsentrasi 0,38 % dengan waktu pemasakan 3 - 4 jam. Sifat-sifat kekuatan kertas

ini secara rinci dapat dilihat pada Tabel Lampiran 7-9.

Tabel 3-16. Pengaruh Waktu Pemasakan Proses Pulping Acetosolv DenganKonsentrasi Asam bromida 0,38% Terhadap Sifat Kekuatan Kertas(30ºSR).

No. Waktu HBr KekuatanTarik

KekuatanJebol

KekuatanSobek

(Jam) (%) (km) (m2) (cN)

C7 1,0 0,38 10,670 61,2 61,1C8 2,0 0,38 10,890 63,8 60,8C9 3,0 0,38 11,650 69,2 70,1C10 3,5 0,38 11,580 68,1 68,5C11 4,0 0,38 11,850 65,3 70,8C12 5,0 0,38 11,500 64,3 70,3C13 6,0 0,38 11,200 60,2 68,5C14 3,0 0,48 9,230 52,9 58,2


Gambar 3-14. Pengaruh Waktu Pemasakan Proses Pulping Acetosolv DenganKonsentrasi Asam bromida 0,38% Terhadap Sifat KekuatanKertas (30ºSR)


3.5 Perbandingan Kualitas Pulp Yang Lain Dengan Pulp

Acetosolv.

3.5.1 Perbandingan Dengan Metoda Pulping Yang Lain.

Proses pulping ASAM (A1ka1i Sulfit ditambah Methanol dan Antraqinon)

sangat memungkinkan penurunan kadar lignin, apabila waktu pemasakan

ditambah dan konsentrasi bahan kimia dinaikkan. Dengan proses pulping ASAM

diperoleh bilangan kappa antara 23 - 25, Rendemen 52 – 56% kekuatan tarik

kurang lebih 10,000 km, dan kekuatan sobek 90 - 100 cN (PATT, et aI, 1989 ).

Sedangkan untuk pulp sulfat dan sulfit diperoleh bilangan kappa 31, rendemen

48%, kekuatan tarik 9,000 – 9,500 km, kekuatan sobek 80 - 112 cN. Selanjutnya,

dengan proses pulping Acetosolv diperoleh bilangan kappa antara 18 - 20, bahkan

pada proses pulping sistem tekan dapat diperoleh bilangan kappa 9,8, namun

rendemen pulpnya relatif kecil yaitu 44%. Sifat kekuatan tarik kertasnya relatif

sama dengan proses pulping ASAM, namun sifat kekuatan sobeknya relatif lebih

rendah, jika dibandingkan pulp ASAM dan sulfat (Tabel 3-17).

Tabel 3-17. Perbandingan Proses Pulping Acetosolv Dengan Proses Yang Laindari Kayu Fichte Pada Derajat Giling (20ºSR).

No. Pulping Bilangan Rendemen Kekuatan SumberKappa Tarik Jebol

(%) (m) (cN)a. ASAM I 23,0 52,0 10,000 100 PATT. Et al. (1989)b. ASAM II 25,0 56,0 9,990 90 PATT. Et al. (1989)c. Sulfat 31,2 48,6 9,000 112 KORDSACHIA et al.

(1988)d. Sulfit 31,5 - 9,500 80 WANG (1982)

Pulp Acetosolv :

GA 4. HCl 18,8 50,0 9,500 70B23. AlCl3 19,1 53,7 11,270 72C9. HBr 20,3 53,1 10,550 78DA43. Sistem Tekan 9,8 44,0 10,000 70


3.5.2 Proses Pulping Acetosolv Dari Jenis Kayu Yang Berasal Dari Daerah

Tropika.

Delignifikasi proses pulping acetosolv dari kayu daun lebar hasilkan

bilangan kappa yang lebih tinggi dibandingkan pulp jenis kayu spruce dan Pinus

sylvestris (NIMZ, et al., 1989). Secara umum kayu daun lebar dari daerah tropis

sulit untuk dimasak, karena berat jenis dan faktor lainnya yang belum diketahui

secara pasti.

Proses pulping Acetosolv untuk jenis kayu dari hutan primer seperti kapur

dan meranti merah menghasilkan bilangan kappa di atas 100, sisa kayu yang tidak

termasak 17 – 20% dan rendemen total 66 – 67%. Penyebab tingginya bilangan

kappa adalah persentase katalisatornya yang relatif kecil, sehingga sebagian besar

katalisator tersebut bereaksi dengan mineral dari kayu dan zat ekstraktif tertentu.

Hal ini terbukti bahwa pada jenis kayu perupuk dan simpur diperoleh bilangan

kappa yang lebih rendah, yang berkisar antara 36 - 52, sedangkan sisa kayu yang

tidak termasak berkisar antara 0,1 – 3,7% serta rendemen total berkisar antara 54

– 55%. sisa lignin di dalam pulp yang tinggi menyebabkan sifat kekuatan kertas

yang tidak baik (Tabe1 3-18).

Proses pulping Acetosolv untuk jenis kayu hutan sekunder seperti mahang

dan puspa menghasilkan kisaran bilangan kappa antara 50 - 52, sisa kayu yang

tidak termasak di bawah l% dan rendemen total pulp 55%. Nilai bilangan kappa

ini dapat diturunkan melalui optimalisasi proses pulping. Sifat kekuatan kertas

pada nilai derajat giling 30ºSR diperoleh kekuatan tarik 7,100 – 9,100 km, namun

kekuatan sobek dan jebolnya relatif kurang baik jika dibandingkan pulp dari kayu

daun jarum. HaI ini cukup jelas, karena struktur anatomi serat, khususnya serat

kayu daun jarum panjang jika dibandingkan serta kayu daun lebar. Diameter serat

kayu daun jarum lebih kecil jika dibandingkan serta kayu daun lebar. Sifat

anatomi tersebut menyebabkan ikatan antar dan inter serat kayu daun lebar tidak

sebaik kayu daun jarum. Untuk jenis kayu dari Hutan Tanaman industri dapat

dikaitkan bahwa secara keseluruhan lebih baik jika dibandingkan kayu yang

berasal dari hutan primer dan hutan sekunder, kecuali untuk kayu karet.


Kayu yang berasal dari Hutan Tanaman Industri terdiri atas Akasia,

Albizia, Eucalyptus dan Karet, Bilangan kappa dari keempat jenis kayu tersebut

berkisar antara 37 - 50, sedangkan sisa yang tidak termasak antara 0,2 – 1,5% dan

rendemen total pulp 50 – 56%. Bilangan kappa tersebut pada dasarnya dapat

diturunkan, apabila optimalisasi proses pulping diteliti secara rinci. Penelitian

terhadap kayu yang berasal dari daerah tropis tidak dilakukan secara rinci,

khususnya untuk optimalisasi proses pulping. Sifat kekuatan kertas juga relatif

lebih baik jika dibandingkan kayu yang berasal dari hutan primer, kecuali kayu

karet (Tabel 3-18). Sifat kekuatan kertas secara keseluruhan dapat dilihat pada

lampiran Tabel 7-10.

Tabel 3-10. Perbandingan Proses Pulping Acetosolv Antara Kayu Spruce danKayu Yang Berasal Dari Daerah tropis.

No. Jenis AlCl3 Bilangan Sisa Rendemen Derajat KekuatanKappa Kayu Total Giling Tarik Jebol Sobek

(%) (%) (%) (⁰SR) (km) (m2) (cN)

B18. Spruce 0,25 26,5 0,1 53,8 30 11,180 73,7 64,8

Hutan Primer

T2. Kapur 0,25 120 20,5 67,4 30 3,200 14,3 43,5T3. M. Merah 0,25 118 17,2 66,0 30 3,400 15,3 46,6T4. Perupuk 0,25 51,7 3,7 54,8 30 5,820 28,6 66,3T5. Simpur 0,25 36,0 0,1 54,5 30 4,500 19,0 60,0

Hutan Sekunder

T6. Mahang 0,25 50,2 0,2 55,0 30 9,140 36,0 49,0T7. Puspa 0,25 52,3 1,0 55,4 30 7,120 25,4 40,3

Hutan Tanaman Industri

T8. Akasia 0,25 48,7 1,5 54,0 30 8,000 43,6 50,0T9. Albizia 0,25 37,8 0,6 56,0 30 7,580 35,5 60,0T10. Eucalyptus 0,25 40,0 1,1 55,0 30 8,050 37,9 68,4T11. Karet 0,25 50,2 0,2 50,0 30 3,800 17,7 27,7

Keterangan :Konsentrasi Asam asetat : 93%Rasio (kayu : larutan) : 1 : 7Waktu Pemasakan : 4 jamTemperatur : 110ºC


3.5.3 Perbedaan Proses Pulping Acetosolv Sistem Tanpa Tekan dan

Tekanan.

Proses pulping Acetosolvs tanpa tekanan (pada tekanan atmosphere) harus

dibantu dengan katalisator. Proses pulping Acetosolv pada temperatur tinggi (170

– 200ºC) dapat dilakukan tanpa memakai katalisator (DE HAAS dan LANG,

1971). proses pulping Acetosolv dengan tekanan dapat dilakukan dengan

mengunakan autoklap glass (DA1 - DAl4 ). Namun ada kekhawatiran bahwa

autoklap metal akan rusak bila terkena pengaruh asam asetat. Hasil penelitian

proses pulping Acetosolv dengan autoklap glas menghasilkan kisaran bilangan

kappa antara 17 - 40, rendemen total antara 50 – 69% dan sisa kayu yang tidak

termasak antara 0,1 – 16%. Sisa kayu yang tidak termasak dalam jumlah yang

cukup tinggi ini disebabkan autoklap glas tidak berputar, sehingga proses

pulpingnya tidak berjalan secara sempurna. sifat kekuatan kertas pada nilai derajat

giling antara 18 – 20ºSR, diperoleh kekuatan tarik yang berkisar antara 10,000 –

12,000 km, kekuatan jebol antara 44 - 80 m2, kekuatan sobek antara 67 - 95 cN

dan derajat putih kertas antara 11 – 15% ISO.

Proses pulping Acetosolv sistem tekan dengan degester putar relatif lebih

baik jika dibandingkan autoklap glas. Faktor yang sangat berpengaruh di dalam

proses pulping sistem tekan adalah temperatur, konsentrasi asam asetat dan waktu

pemasakan. Temperatur pemasakan 170ºC dan waktu pemasakan 3 - 5 jam serta

konsentrasi asam asetat 75 – 90%, menghasilkan bilangan kappa antara 28 – 36,

sisa kayu 0% dan rendemen total 46 – 52%. Sifat kekuatan kertas pada nilai

derajat giling 20ºSR, diperoleh kekuatan tarik antara 7,800 – 8,700 km, kekuatan

jebol antara 55 - 60 m2 dan kekuatan sobek antara 55 - 60 cN, serta derajat putih

kertas di bawah 15 % ISO. Konsentrasi asam asetat 75 – 90 %, waktu pemasakan

2 - 4 jam, dan temperatur pemasakan 180 ºC menghasilkan kisaran bilangan kappa

antara 13 - 47, rendemen total pulp antara 42 - 49% dan tanpa sisa kayu. Sifat

kekuatan kertas yang diperoleh pada derajat giling antara l8 – 24ºSR adalah

kekuatan tarik 8,000 – 10,151 km, kekuatan jebot antara 35 – 48 m2 , kekuatan

sobek antara 36 – 66 cN dan derajat putih kertas antara 14 – 20% ISO. Pada


temperatur pemasakan 190ºC, waktu pemasakan 1 - 4 jam dan konsentrasi asam

asetat 75 – 90% diperoleh bilangan kappa antara 14 – 26, rendemen pulp antara 42

– 52% dan tanpa sisa kayu. Sifat kekuatan kertas yang diperoleh pada nilai derajat

giling 19 - 24ºSR adalah kekuatan tarik antara 8,000 – 10,200 km, kekuatan jebol

antara 33 - 50 m2, kekuatan sobek antara 35 - 61 cN dan derajat putih kertas antara

15 – 20% ISO. Temperatur pemasakan 200ºC, konsentrasi asam asetat 85% dan

waktu pemasakan 1 jam sudah dapat menghasilkan bilangan kappa 11,9 dan

rendemen 44%. Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling antara 20 – 30ºSR

diperoleh kisaran kekuatan tarik antara 9,980 – 11,500 km, kekuatan jebol antara

51 - 70 m2 dan kekuatan sobek berkisar antara 62 - 70 cN (Tabel 3-19).


Tabel 3-19. Proses Pulping Acetosolv Dari Jenis Kayu Spruce Dengan SistemTekan Di Dalam Autoklap Glas dan Autoklap Berputar *)

No. Waktu HOAc Rasio Temp BK Sisa Rendemen DG Kekuatan Derajat

Kayu Tarik Jebol Sobek Putih

Kertas

(jam) (%) (⁰C) (%) (%) (%) (⁰SR) (km) (m2) (cN) (% ISO)DA1 4 75 1 : 8 190 40,7 9,3 51,9 18 10,000 65,6 67,3 13,0DA2 4 80 1 : 8 190 27,2 7,9 51,1 19 10,340 66,6 73,8 13,0DA3 1 80 1 : 6 200 44,1 0,1 53,1 17 11,220 69,2 75,8 13,1DA4 1 85 1 : 6 190 23,8 13,8 56,0 18 11,760 68,4 81,7 13,9DA5 2 85 1 : 7 190 20,1 12,8 57,4 18 12,000 78,8 85,1 14,5DA6 3 85 1 : 7 190 19,3 6,8 53,8 19 11,800 70,0 78,9 14,2DA7 4 85 1 : 7 200 17,8 2,6 53,4 19 11,600 75,7 82,4 13,9DA8 0,5 85 1 : 8 200 22,2 13,7 56,2 18 11,360 80,0 72,9 14,0DA9 1 85 1 : 8 200 18,5 12,1 56,9 19 10,990 72,3 80,5 15,0DA10 2 85 1 : 8 200 20,6 5,5 53,7 20 10,460 69,5 82,7 13,2DA11 3 85 1 : 8 200 30,4 4,7 50,3 19 11,000 70,0 72,7 11,2DA12 1 93 1 : 6 200 25,0 16,1 68,2 14 7,070 44,1 94,7 12,3DA13 2 93 1 : 6 190 20,5 5,5 53,7 20 10,460 69,5 82,7 12,6DA14 4 93 1 : 8 170 19,3 5,2 54,5 19 11,880 72,2 93,3 12,0DA15* 3 85 1 : 7 170 30,2 0 48,9DA16* 4 75 1 : 7 170 40,2 0 47,2 20 8,700 41,2 60,2 13,4DA17* 4 80 1 : 7 170 29,7 0 46,1 20 7,870 38,5 57,9 15,6DA18* 4 85 1 : 7 170 28,6 0 48,9 20 8,760 48,8 55,7 15,5DA19* 4 90 1 : 7 180 36,2 0 52,4 20 8,230 40,6 59,1 14,3DA20* 5 85 1 : 7 180 28,7 0 49,4DA21* 2 75 1 : 7 180 46,6 0 43,8 19 8,030 35,7 52,9 14,2DA22* 2 80 1 : 7 180 23,7 0 43,3 20 9,210 43,2 49,1 18,7DA23* 2 85 1 : 7 180 22,9 0 48,3 20 10,510 47,9 65,6 17,2DA24* 2 90 1 : 7 180 22,8 0 48,6 20 9,500 43,9 63,3 17,3DA25* 3 75 1 : 7 180 27,1 0 42,6 18 9,020 43,9 52,0 16,9DA26* 3 80 1 : 7 180 14,3 0 43,6 20 8,780 47,1 48,1 19,7DA27* 3 85 1 : 7 180 15,5 0 46,0 22 9,030 41,7 48,7 19,8DA28* 3 90 1 : 7 180 18,5 0 48,2 20 9,230 44,1 56,1 16,6DA29* 4 80 1 : 7 180 18,9 0 42,4 24 7,280 30,6 36,4 17,0DA30* 4 85 1 : 7 180 13,1 0 45,1 21 8,390 33,7 40,0 17,2DA31* 4 90 1 : 7 180 16,3 0 47,5 19 8,350 36,2 54,1 16,1DA32* 1 75 1 : 7 190 25,3 0 43,9 18 9,560 47,6 58,1 18,4DA33* 1 80 1 : 7 190 19,1 0 45,6 18 9,640 46,8 52,7 18,9DA34* 1 85 1 : 7 190 14,5 0 47,9 19 10,210 49,9 56,0 19,7DA35* 1 90 1 : 7 190 22,6 0 51,8 18 9,190 49,5 61,2 16,4DA36* 2 75 1 : 7 190 43,4 0 43,4 20 9,020 40,7 54,5 15,4DA37* 2 80 1 : 7 190 21,5 0 43,5 20 9,520 44,3 51,4 17,0DA38* 2 85 1 : 7 190 15,8 0 45,4 19 9,130 41,2 48,8 17,9DA39* 2 90 1 : 7 190 18,1 0 48,4 20 9,670 48,8 62,4 16,6DA40* 3 80 1 : 7 190 25,5 0 42,1 24 7,990 33,1 35,3 16,4DA41* 3 85 1 : 7 190 16,9 0 43,7 22 8,720 37,4 37,2 17,4DA42* 3 90 1 : 7 190 17,0 0 46,1 20 9,230 39,3 47,1 16,5DA43* 1 85 1 : 7 200 9,8 0 44,0 20 9,980 51,4 69,6 20,5

22 10,400 53,5 66,525 11,000 60,0 62,7


3.5.4 Proses Pulping Ekstraksi Dengan Alat Twiselmann.

Proses pulping Acetosolv dengan menggunakan alat twinselmann

bertujuan untuk mengurangi pemakaian asam asetat pada proses pencucian pulp,

dimana pada proses Acetosolv dengan cara lain memerlukan asam asetat untuk

pencucian sekitar 7 liter/100 gram pulp, yang akan menyebabkan pemborosan

pemakaian asam asetat. Proses pulping acetosolv dengan alat twinselmann dapat

berfungsi ganda yaitu proses pulping dan pencucian sekaligus, karena alat ini

hampir mirip dengan Soxlet. Beda antara twinselmann dengan soxlet adalah pada

sistem aliran pipanya. Pada alat twinselmann, bahan kimia diuapkan atau

disemprotkan dari bawah, kemudian bereaksi dengan komponen kayu.

selanjutnya, filtrat tersebut akan mengalir ke bawah secara kontinyu yang disertai

uap asam asetat dan katalisator naik ke atas twinsselman secara terus menerus.

Dari hasil penelitian dapat diketahui bahwa waktu pemasakan relatif lama dan

bilangan kappa yang masih relatif tinggi. Disamping itu, sisa kayu yang tidak

termasak juga masih tinggi, sedangkan rendemen totalnya relatif kecil. Sifat

kekuatan kertas, khususnya kekuatan tarik relatif lebih kecil jika dibandingkan

dengan menggunakan alat yang lain (sistem lainnya). Proses ini juga sulit untuk

diterapkan dalam skala industri, karena alat twinselmann tidak mungkin mampu

menampung volume kayu dalam jumlah besar. Hasil-hasil penelitian ini secara

keseluruhan dapat dilihat pada Tabel 3-20.


Tabel 3-20. Pross Pulping Acetosolv Sistem Ekstraksi Dengan AlatTwinselmenn Dari Jenis Kayu Spruce/Fichte.

No. HCl Waktu Bilangan Sisa Rendemen DG Kekuatan Derajat

Kappa Kayu Tarik Jebol Sobek Putih

Kertas

(%) (jam) (%) (%) (%) (⁰SR) (km) (m2) (cN) (% ISO)

DE1 0,10 5 47,0 8,3 51,2 38 8,580 64,1 73,0 28,8

DE2 0,13 5 40,9 7,5 50,3 35 9,970 64,6 65,0 26,5

DE3 0,17 5 37,8 2,3 50,0 37 7,590 60,2 81,0 24,0

DE4 0,17 8,5 28,9 1,2 50,1 38 7,990 60,5 78,3 23,2

Keterangan :Konsentrasi Asam asetat : 93%Rasio (kayu : larutan) : 1 : 7Temperatur Pada Tabung Bulat : 110ºCDG – Derajat Giling

3.6 Pemutihan Pulp Acetosolv

Pemutihan pulp yang telah dikenal sejak 50 tahunan yang lalu adalah

pemutihan secara konvensional. Pemutihan secara konvensional artinya

pemutihan pulp dengan memakai bahan kimia Klor (Cl2). Disamping bahan kimia

tersebut, juga digunakan Natrium hidroksida, Hypoklorida dan Klor yang

mempunyai beberapa keuntungan yaitu harganya murah dan sangat selektif dalam

melarutkan sisa lignin dari dalam pulp (PATT, et al., 1988 dan NIMZ, et al.,

1989). Namun, kelemahan dari penggunaan bahan kimia klor adalah dapat

mencemarkan lingkungan. pencemaran lingkungan ini disebabkan adanya ikatan

klor pada rantai lignin. Ikatan kroro-Lignin ini sulit untuk diputuskan rantainya

oreh mikroorganisme dan biaya untuk proses pembersihan air relatif mahal

(NIMZ, et al., 1989). Berdasarkan hal tersebut di atas, maka dicoba pemutihan

pulp tanpa memakai bahan klor dan ikatan klorida lainnya. Pemutihan pulp

Acetosolv dapat dilakukan pada media asam asetat yang bebas klor. Beberapa

bahan kimia yang dapat menggantikan klor dan ikatan klrorida lainnya adalah gas


ozon, Hidrogen peroxida , Asam peressig dan gas Nitrogen dioksida. Di dalam

penelitian ini dicoba optimalisasi pemutihan setiap bahan kimia, yang dilanjutkan

dengan kombinasi pemutihan antar bahan kimia.

3.6.1 Pemutihan Dengan Gas Nitrogen dioksida.

3.6.1.1 Pengaruh Konsentrasi Gas Nitrogen dioksida

Pemutihan pulp dengan gas Nitrogen dioksida pada media air pada

konsistensi rendah dan tinggi telah banyak dikernbangkan (SAMUELSON,

1982). Namun penelitian pemutihan pulp dengan gas Nitrogen dioksida di dalam

medium asam asetat kurang dikenal (BERG, 1989). Berdasarkan hal tersebut di

atas, maka dikembangkan pemutihan pulp dengan gas Nitrogen dioksida pada

medium asam asetat yang merupakan proses pulping dan pencucian pulp dengan

asam asetat, sehingga pulp yang telah selesai langsung dapat diputihkan dengan

gas Nitrogen dioksida di dalam asam asetat.

Hasil penelitian tentang pengaruh konsentrasi gas Nitrogen dioksida

terhadap pemutihan bilangan kappa, rendemen dan derajat putih kertas dapat

dilihat pada Tabel 3-21 dan Gambar 3-15. Konsentrasi gas Nitrogen dioksida 1-

14% akan menurunkan bilangan kappa dari 27 ,7 menjadi 12, rendemen menurun

dari 100 menjadi 95% namun derajat putih kertasnya tidak mengalami perubahan.

Secara umum, gas Nitrogen dioksida kurang selektif melarutkan lignin dari dalam

pulp Delignifikasi akan lebih baik apabila temperatur pemutihan dinaikkan dan

waktu reaksi diperpanjang.

Gas Nitrogen dioksida hanya mampu melarutkan lignin 56 % (dari

bilangan kappa 27,7 menurun menjadi 12) dan rendemen pulp akan berkurang 4 –

5 %. Penurunan rendemen pulp disebabkan karena penurun lignin 2,4 %

(Bilangan kappa x faktor 0,15) dan perubahan monumer hemiselulosa menjadi

molekul pentosa dan heksosa serta pemutusan rantai selulosa pada gugus akhir

atau perubahan bentuk molekul B – D glukosa pada C2, C3, pemutusan rantai B –

D – glukosa.


Tabel 3-21. Pengaruh Konsentrasi Gas Nitrogen dioxida Terhadap BilanganKappa, Randemen dan Derajat Putih Kertas Dari Pulp SpruceAcetosolv.

No. NO2 Bilangan Rendemen Derajat PutihKappa Kertas

(%) (%) (% ISO)

MA1 Kontrol 27,7 100,0 5,5D1 1 25,6 99,8 5,5D2 2 22,2 99,8 5,6D3 3 21,6 99,6 5,6D4 4 20,2 98,0 5,7D5 5 18,6 97,5 6,1D6 6 18,6 97,6 6,2D7 7 17,2 97,5 6,2D8 8 15,9 96,4 6,2D9 10 15,0 96,0 6,5D10 12 12,0 95,8 6,8D12 14 13,0 95,4 6,7

Ketentuan Pemutihan :Temperatur : 50ºCKonsistensi : 40%Media : 93% Asam asetatWaktu Reaksi : 60 min


Gambar 3-15. Pengaruh Konsentrasi Gas Nitrogen dioksida Pada Pemutihan

Pulp Spruce Acetosolv.


Sifat kekuatan kertas pulp yang tidak diputihkan dan yang diputihkan

dengan gas Nitrogen dioksida konsentrasi 1 – 4% dapat dilihat pada Tabel 3-22

dan Gambar 3-16, sedangkan untuk hasil-hasil penelitian secara keseluruhan dapat

dilihat pada Tabel lampiran 7-11. Sifat kekuatan tarik kertas pada nilai derajat

giling antara 15 – 60ºSR adalah, bahwa pulp yang diputihkan lebih baik dari pada

pulp yang tidak diputihkan. Kekuatan jebol kertas yang diputihkan dengan gas

Nitrogen dioksida juga lebih baik dari pada pulp yanq tidak diputihkan,

Sedangkan kekuatan sobeknya pada pulp yang diputihkan menjadi sedikit lebih

rendah dibandingkan pulp yang tidak diputihkan. Secara umum dapat

disimpulkan, bahwa pemutihan pulp dengan gas Nitrogen dioksida relatif stabil

atau dengan kata lain tidak mengalami perubahan sifat kekuatan kertasnya. Hal ini

berarti bahwa struktur molekul selulosa relatif lebih stabil.

Tabel 3-22. Pengaruh Konsentrasi Gas Nitrogen dioxida Terhadap PerubahanSifat Kekuatan Kertas (30ºSR).

No. NO2 Kekuatan Kekuatan Kekuatan

Tarik Jebol Sobek

(%) (m) (m2) (cN)

MA1 0 10,630 66,3 64,3

D1 1 11,450 74,9 63,7

D2 2 11,700 77,4 60,9

D3 3 11,500 74,5 61,9

D4 4 11,550 74,9 55,3


\

Gambar 3-16. Pengaruh Konsentrasi Gas Nitrogen dioksida Terhadap Perubahan

Sifat Kekuatan Kertas.


3.6.1.2 Pengaruh Konsistensi Pulp

Pengaruh Pulp yang diputihkan dengan gas Nitrogen dioksida dapat

dilakukan pada berbagai konsistensi. Dari hasil penelitian ternyata bahwa

konsistensi sangat berpengaruh terhadap penurunan bilangan kappa. Kisaran

konsistensi yang diteliti adalah antara 0,5 – 60%. Pada konsistensi rendah sekitar

0,5 – 8%, dapat menurunkan bilangan kappa dari 27,1 menjadi 15,1 tetapi derajat

putih kertas tidak mengalami perubahan. Pada konsistensi menengah bilangan

kappa akan mengalami kenaikan kembali dari 15,1 menjadi 19,5. Hal ini

disebabkan terjadi gumpalan pulp seperti bola, yang selanjutnya menyebabkan gas

Nitrogen dioksida tidak mampu menembus pulp di bagian dalam. Kenaikan

konsistensi pulp dari 20% menjadi 40% ternyata dapat menurunkan bilangan

kappa dari 20 menjadi 15. Hal ini disebabkan tidak terjadi gumpalan pulp dan gas

Nitrogen dioxida dapat memutuskan rantai lignin secara intensif, khususnya pada

konsistensi pulp 40%. Kenaikkan konsistensi dari 40% menjadi 60%

menyebabkan peningkatan bilangan kappa kembali dari 15 menjadi 22,4. Hal ini

disebabkan pulpnya terlalu kering, sehingga gas Nitrogen dioksida hanya mampu

melarutkan lignin bagian luar saja. Derajat putih kertas tidak mengalami

peningkatan secara berarti, karena gugusan kromofrom lignin belum terlarut

secara sempurna. Hasil penelitian pengaruh konsistensi pulp terhadap perubahan

bilangan kappa dan derajat putih kertas dapat dilihat pada Tabel 3-23.

Tabel 3-23. Pengaruh Konsistensi Pulp Pada Pemutihan Dengan Gas NO2

Terhadap Perubahan Bilangan Kappa dan Derajat Putih Kertas

NO. Konsistensi Bilangan Derajat Putih Kertas(%) Kappa (% ISO)

MA1 (Kontrol) 27,7 5,5D13 0,5 21,4 5,7D14 1,25 18,9 5,7D15 2,5 18,6 5,8D16 4 16,0 5,8D17 6 15,3 5,8


D18 8 15,1 5,8D19 20 19,5 5,7D20 30 17,2 5,7D21 40 15,0 5,7D22 50 19,0 5,8D23 60 22,4 5,6

Keterangan :Konsentrasi NO2 : 2% (per berat pulp)Media : 93% (Asam asetat)Waktu pemutihan : 60 menitTemperatur : 70ºCBerat Pulp : 30 gram

3.6.1.3 Pengaruh Temperatur Pemutihan.

Di dalam pemutihan pulp dengan gas Nitrogen dioksida, ternyata

temperatur pemutihan juga sangat mempengaruhi penurunan bilangan kappa.

Dalam hal ini temperatur pemutihan dibuat bervariasi antara 20 – 90ºC.

Temperatur 20ºC adalah temperatur ruangan, dimana pada temperatur ini tidak

terjadi penurunan bilangan kappa secara berarti. Rantai lignin dapat terputuskan

apabila temperatur pemutihan di atas 30ºC, hal ini sudah terlihat penurunan

bilangan kappa atau kadar lignin di dalam pulp. Penurunan bilangan kappa yang

paling baik adalah pada temperatur antara 70 – 90ºC yang dapat menurunkan

bilangan kappa dari 27,7 menjadi 14,9 – 14,7. Derajat putih kertas dari pulp yang

diputihkan dan tidak diputihkan ternyata tidak menunjukkan perbedaan yang

besar, artinya temperatur penutihan dengan gas Nitrogen dioksida tidak

meningkatkan derajat putih kertas (Tabe1 3-24). Temperatur pemutihan di atas

90ºC tidak dapat dilakukan, karena tabung bulat yang telah diisi pulp selalu

terlepas akibat tekanan di dalam tabung lebih tinggi dari pada tekanan di luar

tabung. Sisa gas Nitrogen dioksida dari pemutihan ini juga sulit untuk dideteksi

secara titrasi, karena telah terjadi perubahan struktur gas Nitrogen dioksida

menjadi NO, NO2, N2O4, N, O2 dan bentuk lainnya.


Tabel 3-24. Pengaruh Temperatur Pemutihan Dengan Gas NO2, terhadapperubahan Bilangan Kappa dan Derajat Putih Kertas

Nr. Temperatur Bilangan Derajat Putih Kertas(⁰C) Kappa (% ISO)

MA1 (Kontrol) 27,7 5,5D24 20 27,2 5,5D25 30 26,9 5,6D26 40 23,1 5,6D27 50 22,2 5,6D28 60 19,0 5,7D29 70 15,0 5,8D30 80 14,9 5,7D31 90 14,7 5,6

Ketentuan Pemutihan :Konsentrasi NO2 : 2% (per berat pulp)Media : 93% (Asam asetat)Waktu pemutihan : 60 menitKonsistensi : 40%

Berat Pulp : 30 gram

3.6.1.4 Pengaruh Waktu Reaksi

Faktor lain yang mempengaruhi pemutihan pulp dengan gas Nitrogen

dioksida adalah waktu reaksi. Waktu reaksi atau waktu pemutihan sangat

berpengaruh terhadap penurunan bilangan kappa. Waktu reaksi berperan penting

untuk mencapai nilai optimal dari seluruh gas Nitrogen dioksida untuk

memutuskan rantai lignin hingga habis bereaksi. Waktu reaksi ini dibedakan

antara 5 - 120 menit. Dari hasil penelitian ini, terlihat untuk waktu reaksi 5 menit

saja, gas Nitrogen dioksida telah mampu menurunkan bilangan kappa dari 27,7

menjadi 24,8. Waktu reaksi yang paling optimal adalah antara 75 – 120, menit

yang menyebabkan penurunan bilangan kappa dari 27,7 menjadi 4, serta derajat

putih kertas 5,8% ISO. Sifat kekuatan kertasnya tidak diuji, sebab penelitian ini

hanya difokuskan terhadap penurunan bilangan kappa.


Tabel 3-25. Pengaruh Waktu Reaksi Pada Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogendioksida Terhadap Perubahan Bilangan Kappa dan Derajat PutihKertas.

No. Waktu Reaksi Bilangan Derajat Putih Kertas(min) Kappa (% ISO)

MA1 (Kontrol) 27,7 5,5D32 5 24,8 5,5D33 10 22,3 5,6D34 15 21,7 5,6D35 30 19,5 5,6D36 45 18,0 5,7D37 60 15,0 5,7D38 75 14,5 5,8D39 90 14,0 5,8D40 120 14,1 5,8

Ketentuan Pemutihan :Konsentrasi NO2 : 2%Media : 93%Konsistensi : 40%Temperatur : 70ºCBerat Pulp : 30 gram

3.6.1.5 Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogen Dioksida Secara

Langsung Di dalam Larutan Pemasak.

Pemutih pulp dengan gas nitrogen dioksida dilakukuan secara langsung

bersamaan dengan proses pulping secara sirkulasi. Pertama-tama dilakukan proses

pulping secara sirkulasi dan setelah selesai filtrat bekas pemasak dikeluarkan.

Selanjutnya ditambahkan asam asesat 93% sebanyak filtrat yang dikeluarkan dan

kemudian dipanaskan pada tempratur 70ºC. Setelah tempratur 70ºC

dicapai,kemudian dialiri gas nitrogen dioksida sebesar 2 % (berdasarkan perkiraan

rendemen pulp 50%). Waktu pemutihan ditetapkan selama 90 menit dan

konsistensi 7%. Dari hasil penelitian ini, diperoleh bilangan kappa dari pulp yang


diputihkan dngan gas nitrogen dioksida sebesar 37,4. hal ini berati bahwa terjadi

reaksi kondensasi yaitu lignin yang telah larut dari pulp mengikat kembali dan

bercampur didalam solusa. Secara umum dapat dikatakan bahwa proses

pemutihan secara langsung tanpa melalui penyortiran dan pencucian pulp tidak

dapat berjalan dengan baik. Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giliran yang

berada menunjukan kenaikan kekuatan tarik antara 9,190 – 10,910 Km, akan

tetapi pada nilai derajat giliran 57ºSR mengalami penurunan kembali dari 10,910

Km menjadi 10,000 Km. kekuatan jebol kertas meningkat dari 48 menjadi 62,7

m²,dan menurun lagi menjadi 52,0 M² pada nilai derajat giliran 57ºSR. Kekuatan

sobeknya berkisar antara 70,9 - 57,3cN, dimana kekuatan sobek paling baik

adalah pada nilai derajat giliran 20º. Secara umum, sifat kekuatan kertas yang

tidak di putihkan dengan gas Nitrogen dioksida di sajikan dalam Tabel 3-26.

Tabel 3-26. Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogen dioksida Secara LangsungDi dalam Larutan Pemasak Terhadap Perubahan Sifat Kekuatan

No Waktu Derajat Derajat Kekuatan Kekuatan

Giling Giling Giling Jebol Sobek

( menit ) (ºSR) (Km ) (m²) (cN)

GA 0 20 9,590 51,9 71,6

2,3 24 11,560 57,4 70,6

5 28 11,790 60,0 63,1

10 48 10,560 61,4 61,1

Pemutihan Dengan NO2

D4 1 0 20 9,190 48,0 70,9

2,5 23 10,670 57,8 62,3

5 28 10,520 63,5 60,2

10 39 10,910 62,7 58,6

15 57 10,000 52,0 57,3

Ketentuan Pemasakan :- Konsentrasi Asam Asesat : 93%- Konsentrasi Asam Klorida : 0,17%- Rasio ( kayu : larutan ) : 1 : 4


- Tempratur : 110ºC- Waktu pemasakan : 5 jam

Ketentuan pemutihan :- Konsentrasi NO2 : 2%- Konsentrasi Asam asesat : 93%- Waktu pemutihan : 90 menit- Konsistensi : 7%- Tempratur : 70ºC

3.6.2 Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Didalam Medium Asam Asesat.

3.6.2.1 Pengaruh Konsentrasi Gas Ozon

Pemutihan pulp dengan gas ozon pada media asam asesat belum begitu

dikenal dan yang umum dilakukan adalah pada pH antara 2-4 (di dalam media

asam sulfat). Faktor yang perlu diperhatikan dalam pemutihan ini adalah

konsentrasi gas ozon, konsistensi, tempratur dan pH larutan (KORDSACHIA,

1984 ; BERG, 1989 ; HAMMANN, 1989 NIMZ , et al., 1989 dan GRANZOW,

1990). Di dalam penelitian ini, Pertama-tama diteliti pengaruh konsistensi gas

ozon (0,5 - 4,0%) seperti tercantum pada tabel 3-27 dan gambar 3-16. Bilangan

kappa awal adalah 11,9, 20,2 dan 27,7 . Pada umumnya, penurunan bilangan

kappa pada tahap awal akan berkurang secara linier sampai konsentrasi gas ozon

2,25% , dan selanjutnya pada konsentrasi gas ozon di atas 2,25% hanya terjadi

penurunan bilangan kappa yang relatif kecil. Penurunan bilangan kappa tersebut

cukup baik dan dapat di katakan bahwa selektivitas gas ozon hampir sama dengan

klor murni. Gas ozon terpakai secara keseluruhan berkisar antara 92-99%, kecuali

pada pulp yang bilangan kappa awalnya sudah rendah. Dalam hal ini gas ozon

tidak lagi memutuskan rantai lignin, tetapi memutuskan rantai selulosa pada

gugus akhir, ikatan klosidik dan pembukaan rantai glukosa pada atom C 2,3 dan 6.

Hal ini dapat dilihat pada bilangan kappa yang menurun dari 11,9 menjadi 1,0

(0,15% lignin) pada konsentrasi gas ozon 1,58%.

Penurunan rendemen pulp dari berbagai variasi konsentrasi gas ozon yang

menurun antara 1 - 7%. Makin tinggi konsentarsi gas ozon, maka makin menurun

pula rendemen pulp. Hal ini dapat dimengerti, karena penurunan rendemen


tersebut sebagian besar disebabkan oleh penurunan kadar lignin dari dalam pulp,

sebagian lainnya oleh kerusakan hemiselulosa dan selulosa.

Pemutihan pulp dengan gas ozon juga menyebabkan peningkatan derajat

putih kertas, berkisar dari 17,9% ISO menjadi 69,5% ISO, untuk pulp Acetosolv

dengan bilangan kappa awal 11,9. Untuk pulp dengan bilangan kappa awal 20 –

27,7 hanya dapat peningkatan derajat putih kertas antara 36,6 – 39,2% ISO pada

konsentrasi gas ozon antara 3 – 4%.

Pemutihan pulp dengan gas ozon secara ototmatis akan menurunkan

derajat polimerisasi selulosa. Secra umum penurunan derajat polimerisasi selulosa

berkisar antara 80 - 1000. Penurunan derajat polimerisasi pada pulp Acetosolv

lebih kecil jika dibandingkan pulp yang lain hasil pemutihan dengan klor. Sifat

kekuatan kertas secara keseluruhan dapat dilihat tabel 3-27. Secara umum nilai

derajat giliran antara 20-30º SR antara pulp yang diputihkan dan tidak diputihkan

hampir seragam, bahkan kekuatan tarik dan jebolnya lebih baik dari pada pulp

yang tidak diputihkan. Untuk melihat perubahan sifat kekuatan kertas dari

berbagai nilai derajat giliran dapat dilihat pada gambar 3-17, sedangkan untuk

melihat nilai angka secara keseluruhan dapat dilihat pada lampiran tabel 7-12.

Secara umum pulp yang diputihkan mempunyai kekuatan tarik dan jebol lebih

baik dibandingkan pulp kontrol (tidak di putihkan). Sedangkan kekuatan sobeknya

relatif hampir sama.


Tabel 3-27. Pengaruh Konsentrasi Gas Ozon Terhadap Perubahan BilanganKappa, Rendemen, DP dan Sifat Kekuatan Kertas

No Ozon Bil. Rende Derajat Derajat Kekuatan DPA T Kappa Men Putih Giling Tarik Jebol Sobek

(%) (%) (% ISO) (ºSR) (km) (m²) (cN)

DA 43 - 11,9 100 17,9 22 10,390 53,3 66,2 -E1 0,5 98 5,6 97,5 31,5 20 11,510 54,8 66,2 -E2 1 91 2,5 96,4 54,7 20 11,300 56,3 62,8 -E3 1,5 76 1,0 95,7 69,3 20 10,610 56,2 60,0 -E4 2 - 0,5 93,5 69,5 20 10,610 56,2 60,0 -MA2 - - 20,2 100 14,1 30 10,600 59,5 61,3 3390E5 0,5 99,7 15,6 98,8 19,9 30 11,460 81,9 70,7 3010E6 1 99,6 11,7 97,4 23,4 30 11,600 76,0 69,1 2920E7 1,5 98,9 7,3 96,4 27,7 30 12,370 83,5 62,6 2760E8 2 98,2 3,7 94,7 31,3 30 12,100 76,4 65,4 2460E9 2,5 96,2 2,1 94,2 35,2 30 11,900 74,2 63,2 -E10 3 94,1 1,2 93,8 39,2 30 11,500 70,1 60,1 2200MA1 - - 27,7 100 5,5 30 10,310 64,7 64,3 2880E11 0,5 99,4 22,2 98,9 6,9 - - - - 2600E12 1 98,4 16,5 98,3 8,0 30 12,100 93,5 65,4 2510E13 1,25 98,5 13,5 97,0 13,5 - - - - -E14 1,5 98,3 10,5 96,4 14,5 30 12,090 93,1 63,1 -E15 1,75 98,1 8,5 96,1 15,0 30 11,900 89,9 60,0 -E16 2 98,2 5,6 95,2 20,0 30 11,740 82,1 65,6 2150E17 2,25 97,4 4,8 94,2 22,3 - - - - -E28 2,5 95,2 4,1 94,0 24,3 30 11,780 80,2 65,2 -E29 2,75 95,5 3,5 93,9 26,4 - - - - -E30 3 94 2,7 93,8 28,7 30 11,700 70,4 64,3 -E31 3,5 93 2,2 92,8 32,7 - - - - -E32 4 92 1,2 93,0 36,6 - - - - -

Keterangan :A – Awal (% Gas Ozon Per Pulp) T – Terpakai (% Gas Ozon Terpakai Dari Prosentase Awal)DP = Derajat Polimerisasi

Ketentuan Pemutihan :Media : 93% Asam asetatKonsistensi : 40%Temperatur : 20°C


Gambar 3 – 17. Pengaruh Konsentrasi Gas Ozon pada Pemutihan PulpAcetosolv – Spruce.


Gambar 3.18. Pengaruh Konsentrasi Gas Ozon Terhadap Perubahan KekuatanKertas.


3.6.2.2 Pengaruh Konsistensi Pulp Pada Pemutihan Dengan Gas

Ozon.

Faktor yang mempengaruhi pemutihan pulp dengan gas ozon selain

konsentrasi adalah konsistensi Pulp. Konsistensi pulp yang diteliti bervariasi dari

0,5 – 70%. Pada konsistensi rendah sekitar 0,5 – 2% penurunan bilangan kappa

hanya sekitar 50% (dari 20,3 menjadi 10,6). Pada konsistensi rendah hal ini

kurang efektif, karena ozon tersebut tidak kontak secara langsung dengan pulp,

melainkan gas ozon bercampur media asam asetat, sehingga reaksi pemutusan

rantai lignin berjalan dengan sangat lambat. Konsistensi pulp antara 10 – 15%

juga tidak efektif dalam melarutkan lignin. Hal ini di sebabkan terjadi gumpalan

pulp, sehingga gas ozon tidak mampu menembus seluruh lapisan pulp. Pada

konsistensi tinggi antara 23 – 70% diperoleh penurunan bilangan kappa dari 20

menjadi 2,2 pada konsistensi 41%, yang selanjutnya bilangan kappa meningkat

menjadi 5 pada konsistensi 70%. Peningkatan bilangan kappa ini disebabkan

pulpnya terlalu kering, sehingga gas ozon tidak mampu menembus dinding lamela

tengah secara keseluruhan. Efesiensi gas ozon terpakai berkisar antara 85-99% .

Efesiensi gas ozon terpakai yang terbaik adalah konsistensi antara 40-53%. Pada

konsistensi rendah rendemen pulp berkurang antara 2-7. Penurunan rendemen

pulp juga relatif kecil, yang setara dengan penurunan bilangan kappa. Penurunan

derajat polimerisasi selulosa pada konsistensi pulp antara 0,5-2% adalah relatif

kecil (berkisar antara 0–100). Sedangkan pada konsistensi antara 23–53%, terjadi

penurunan derajat polimerisasi selulosa sekitar 600-900.

Penurunan derajat polimerisasi selulosa adalah wajar, karena pada proses

pemutihan pulp selain terjadi kerusakan lignin juga terjadi kerusakan pada

selulosa. Derajat putih kertasnya secara umum juga dapat mengalami peningkatan

dari 14,1% ISO pada konsistensi 70% (Tabel 3-38 dan Gambar 3-19). Sifat

kekuatan kertas pada nilai derajat giling 25ºSR untuk pulp yang diputihkan,

khususnya kekuatan tarik dan kekuatan jebol dari berbagai konsistensi (0,5 –

53%), sedangkan kekuatan sobeknya sedikit menurun,walaupun penurunannya

tiak terlalu besar. Konsistensi pulp yang optimal terhadap sifat kekuatan kertas

adalah berkisar antara 33-46% (gambar 3-20), sedangkan untuk melihat hasil


penelitian tentang sifat kekuatan kertas secara lengkap dapat dilihat pada Tabel

lampiran 7-13.

Tabel 3-28. Pengaruh Konsistensi Pada Pemutihan Pulp Dengan Gas OzonTerhadap Perubahan Bilangan kappa, Ozon Terpakai Rendemen ,DP dan Kekuatan Kertas.

No. Konsis- Ozon Rende DPw Derajat Kekuatan

tensi Terpakai Demen Putih Tarik Jebol Sobek

(%) (%ISO) (km) (m²) (cN)

MA2 (kontrol) - 100 3380 14,1 9,730 55,4 69,5

E23 0,5 - 98 3380 15,0 10,400 55,3 65,0

E24 1 85 97,8 3300 15,8 10,200 58,3 66,5

E25 2 89,5 97,6 3280 17,0 10,210 57,4 66,2

E26 10 91,2 95,3 - - - - -

E27 15 93 94,0 - - - - -

E28 23 95,5 93,7 2420 28,1 9,230 69,7 65,5

E29 33 96,9 93,7 2460 30,0 10,160 75,3 65,4

E30 40 97,8 93 2740 30,2 10,770 76,6 63,8

E31 41 98,4 93,6 2590 33,4 10,130 69,6 65,5

E32 46 98,9 94,1 2520 33,9 10,200 70,0 62,0

E33 53 98,7 93,0 2430 30,2 10,260 70,0 65,6

E34 70 91,0 - - 28,0 8,850 53,6 65,4

Ketentuan pemutihanMedia : 93% (Asam asesat)Konsistensi : 2% (per berat pulp)Tempratur : 20ºC


Ketentuan Pemutihan :Ozon : 2%CH3COOH : 93%Temperatur : 20°C

Gambar 3 – 19a. Pengaruh Konsistensi Pada Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon.


Gambar 3 – 19b. Pengaruh Konsistensi Pada Pemutihan Pulp Dengan Gas OzonTerhadap Perubahan Kekuatan Kertas (25°SR).


3.6.2.3 Pengaruh Temperatur Pada Pemutihan Pulp Dengan Gas

Ozon

Pemutihan Pulp dengan gas ozon dari berbagai temperatur anatar 20 –

60°C dapat menurunkan bilangan kappa dari 20,2 menjadi 2,5 – 3,4. Gas Ozon

terpakai dari variasi temperatur antara 20 – 60°C berkisar antara 97,8 – 95,2%,

dimana kenaikan temperatur sedikit mempenagaruhi efisiensi gas ozon terpakai.

Makin tinggi temperatur, maka makin banyak sisa gas ozon. Rendemen pulp

berkisar antara 93 – 94%, dimana penurunan rendemen ini sangat logis, yang

disebabkan oleh sebagian besar penurunan kadar lignin dari dalam pulp.

Peningkatan derajat putih kertas berkisar dari 14,1% ISO menjadi 27,31% ISO.

Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling 25°SR diperoleh kekuatan tarik dan

kekuatan jebol yang lebih baik dibandingkan pulp yang tidak diputihkan, dengan

kisaran nilai kekuatan tarik 10,770 – 11,800 km, kekuatan jebol antara 76 - 91 m²,

sedangkan kekuatan sobeknya sedikit mengalami penurunan yaitu dengan kisaran

antara 56 -67 cN (Tabel 3 – 29 dan Tabel lampiran 7 – 14). Pemutihan pulp pada

temperatur di atas 60°C sulit dilakukan, karena tekanan di dalam tabung lebih

tinggi jika dibandingkan tekanan di luar tabung. Selain pengaruh hal tersebut,

tekanan yang tinggi juga menyebabkan pulp terbakar.


Tabel 3.29. Pengaruh Temperatur Pada Pemutihan Pulp Dengan Gas OzonTerhadap Perubahan Bilangan Kappa, Gas Ozon Terpakai,Rendemen, Derajat Putih Kertas, DP dan Sifat Kekuatan Kertas(25°SR).

Keterangan :Media : 93% (Asam asetat)Konsentrasi : 2% (Berdasarkan berat pulp)Konsistensi : 40%

No. Temperatur(°C)

OzonTerpakai

BilanganKappa

Rendemen(%) DPw

DerajatPutih (%

ISO)

Kekuatan

Tarik (Km) Jebol(m²)

Sobek(cN)

MA2 - - 20,2 100 3380 14,1 9,730 55,4 69,5

E35 20 97,8 2,7 93,0 2740 30,2 10,770 76,5 66,5

E36 30 97,5 2,6 93,0 2680 27,3 10,870 79,8 62,9

E37 40 97,8 2,7 94,0 2650 29,3 11,800 84,7 56,9

E38 50 95,5 2,5 93,3 2630 27,9 11,040 85,7 57,5

E39 60 95,2 3,4 93,0 2440 30,9 11,420 91,7 56,1


Gambar 20. Pengaruh Temperatur Pada Pemutihan Pulp Dengan Gas OzonTerhadap Perubahan Bilangan Kappa, Gas Ozon Terpakai,Rendemen, Derajat Putih Kertas, DP dan Sifat Kekuatan Kertas(25°SR)


3.6.2.4 Pengaruh Konsentrasi Asam Asetat Sebagai Media Pada

Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon.

a. Konsistensi Rendah

Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi asam asetat sebagai media, maka

faktor-faktor yang dibuat seragam adalah konsentrasi gas ozon 2%, temperatur

pemutihan 20 C dan konsistensi pulp 2%. Konsentrasi asam asetat berpengaruh

terhadap penurunan bilangan kappa, namun pada konsistensi rendah (2%) asam

asetat kurang efektif melarutkan sisa lignin dari dalam pulp. Hal ini disebabkan

gas ozon terpakai yang relatif kecil. Penurunan bilangan kappa dari 27,7 menjadi

25,9. Penurunan derajat polimerisasi selulosa relatif kecil yang berkisar antara 0-

780. Makin tinggi konsentrasi asam asetat, maka derajat polimerisasi selulosa

makin stabil atau tidak terjadi penurunan nilai DP. Sifat kekuatan kertas pada nilai

derajat giling 21 – 24ºSR, diperoleh kekuatan tarik dan kekuatan jebol pulp yang

diputihkan lebih baik dari pada pulp yang tidak diputihkan, kisaran nilai kekuatan

tarik antara 9,160 – 10,460 km, dan kekuatan jebol anatara 53 – 64 m². Kekuatan

sobeknya relatif menurun yaitu dari 80,8 menjadi 65 cN (Tabel 3-30).

Tabel 3-30. Pengaruh Konsentrasi Asam asetat pada pemutihan pulp dengan Gasozon terhadap perubahan bilangan kappa, Gas ozon terpakai, DP dansifat kekuatan.

No Asam Ozon DP Derajat KekuatanAsesat Terpakai Giling Tarik Jebol Sobek(%) (%) (°SR) (km) (m²) (cN)

MA2 2880 22 7,750 50,8 80,8E40 0 20 2100 22 9,610 53,1 64,7E41 20 26 2530 21 9,690 51,1 70,4E42 40 27 2680 21 9,870 56,6 68,0E43 60 31 2780 21 9,920 60,9 75,1E44 80 42 2820 24 10,170 60,1 71,6E45 100 93 2880 22 10,460 63,9 64,7

Ketentuan Pemutihan :Konsentrasi : 2% (Per berat pulp)Temperatur : 20ºCKonsistensi : 2%


b. Konsistensi Tinggi

Penelitian yang lain adalah perbedaan konsentrasi asam asetat sebagai

media pada konsistensi tinggi (40%). Dari hasil penelitian, diketahui bahwa

konsentrasi asam asetat sangat berpengaruh terhadap penurunan bilangan kappa.

Konsentrasi asam asesat yang paling baik berkisar antara 80 – 100%, yang dapat

menghasilkan penurunan bilangan kappa dari 26,5 menjadi 8,2 – 5,5. Pada

konsentrasi asam asesat 0% (medium air) ternyata hanya mampu menurunkan

bilangan kappa dari 26,5 menjadi 22,0. Disamping itu gas ozon terpakai juga

dipengaruhi oleh konsentrasi asam asesat, yaitu makin tinggi konsentrasi asam

asesat, makin tinggi pula gas ozon yang terpakai. Rendemen yang diperoleh

berkisar antara 94 – 97%, dimana penurunan rendemen ini setara dengan

penurunan bilangan kappa.

Derajat putih kertas dari berbagai konsentrasi asam asesat berkisar antara 25

– 27% ISO, kecuali pada konsentrasi pada asam asesat dibawah 70% (Tabel 3-31

dan gambar 3-21). Sifat kekuatan kertas setelah diputihkan dengan gas ozon

ternyata pada nilai derajat giling 30ºSR mengalami peningkatan baik kekuatan

tarik maupun jebolnya, dengan kisaran tarik antara 10,480 – 12,900 km, dan

kekuatan jebol antara 64,7 – 76,3 m². Sedangkan kekuatan sobek kertasnya sedikit

mengalami penurunan dari 64,8 cN jadi 59,8 cN. Pada konsentrasi asam asetat

70% diperoleh hasil bahwa kekuatan kertasnya menurun, jika dibandingkan pulp

yang tidak diputihkan (Tabel 3-31, gambar 3-22).


Tabel 3 -31. Pengaruh Konsentrasi Asam Asesat Pada Pemutihan Pulp DenganGas Ozon Terhadap Perubahan Bilangan Kappa, Ozon Terpakai,Derajat Putih Kertas dan Kekuatan Kertas (30ºSR).

No Asam Ozon Bilangan Rende Derajat Kekuatan

asesat Terpakai Kappa men Putih Tarik Jebol Sobek

(%) (%) (%) (%ISO) (km) (m²) (cN)

B18 - - 26,5 - 15,0 11,180 73,6 64,8

E46 0 50,0 22,0 89,9 15,5 10,480 64,7 59,8

E47 70 91,0 12,6 97,2 17,4 11,120 64,3 60,5

E48 80 96,5 8,2 96,4 24,8 12,330 77,1 64,7

E49 90 96,5 7,0 95,0 27,6 12,500 74,3 63,6

E50 96 96,5 5,8 94,0 27,3 12,000 70,3 64,2

E51 100 97,5 5,5 93,9 27,3 12,900 76,3 64,5

Ketentuan Pulp :Konsentrasi : 2% (per berat pulp)Tempratur : 20ºCKonsistensi : 40


Gambar 3 – 21. Pengaruh Konsentrasi Asam Asetat Pada Pemutihan Pulp

sdengan Gas Ozon


Gambar 3 – 22. Pengaruh Konsentrasi Asam Asetat Pada Pemutihan Pulp

Terhadap Sifat Kekuatan Kertas.


3.6.2.5 Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Dari Pulp Acetosolv

Dengan Katalisator Proses Pulping Yang Berbeda.

Hasil optimalisasi proses pulping dengan 3 (tiga) jenis katalisator yang

berbeda yaitu Asam klorida, Aluminium klorida dan Asam bromide. Dari ketiga

Katalisator tersebut, diperoleh bilangan kappa yang berbeda-beda. Untuk

katalisator asam klorida, alumunium klorida dan asam bromida bilangan kappa

masing-masing 29,0 ; 23,2 dan 20,3. Pulp tersebut selanjutnya diputihkan dengan

gas ozon pada media asam asesat 93% dan konsistensi 40% - 70%. Dari hasil

penelitian tersebut di peroleh bilangan kappa untuk katalisator asam klorida

menurun dari 29 menjadi 2,9 dengan ozon terpakai 0,95% (dari konsentrasi gas

ozon 3 % menjadi 2,85%), untuk katalisator alumunium klorida diperoleh

penurunan bilangan kappa dari 23,3 menjadi 1,2 dan gas ozon terpakai 95,3%

(dari konsentrasi gas ozon 3 % menjadi 2,86 %), untuk katalisator asam bromida

diperoleh penurunan bilangan kappa dari 20,2 menjadi 1,0 dan gas ozon terpakai

(93,3% dari konsentrasi gas ozon 3% menjadi 2,8%), pada konsistensi pulp 40%,

sedangkan pada konsistensi 70% diperoleh penurunan bilangan bilangan kappa

dari 20,2 menjadi 1,9 dan gas ozon terpakai 92%.

Kenaikan derajat putih kertas untuk 3 jenis katalisator berkisar dari 6,6 –

13% ISO menjadi 47 - 48% ISO (tabel 3-32). Sifat kekuatan kertas untuk

katalisator asam klorida pada nilai derajat giling antara 20 - 60ºSR adalah bahwa

kekuatan tarik dan sobeknya mengalami penurunan setelah diputihkan dengan gas

ozon 3%, sedangkan kekuatan jebolnya relatif stabil. Penurunan sifat kekuatan

kertas ini berarti bahwa pemutihan pulp dengan gas ozon 3% terlalu banyak,

sehingga menyebabkan kerusakan rantai selulosa dan hemiselulosa. Sifat kekuatan

kertas, untuk katalisator aluminium klorida pada nilai derajat ini 20 - 60ºSR,

diperoleh kekuatan tarik untuk kekuatan jebol yang tidak mengalami perubahan

secara drastis setelah diputihkan dengan gas ozon, akan tetapi kekuatan sobek

kertas mengalami penurunan. Sifat kekuatan kertas (katalisator asam bromida)

mengalami penurunan kekuatan tarik, sobek dan jebol. Dari ketiga jenis pulp

tersebut, dapat disimpulkan bahwa pulp acetosolv dengan katalisator alumunium


klorida relatif lebih stabil jika dibandingkan katalisator asam bronida maupun

asam klorida (gambar 3-23). Nilai-nilai kekuatan kertas (kekuatan tarik, jebol,

sobek) dari berbagai nilai derajat giling, disajikan pada lampiran tabel 7-16.

Tabel 3-32. Perbandingan Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Dari 3 Jenis PulpTerhadap Perubahan Bilangan Kappa dan Derajat Putih Kertas.

No.

Gas Ozon Bilangan Kappa

Derajat Putih

Kertas

Awal Terpakai Awal Akhir Awal Akhir

(%) (%) (% ISO) (% ISO)

E52 3 2,85 29,0 2,9 6,6 47,7

E53 3 2,86 23,2 1,2 12,2 47,4

E54 3 2,80 20,2 1,0 13,0 48,0

E55 3 2,76 20,2 1,9 13,0 47,7

Ketentuan Pemutihan :Media : 93% (Asam asetat).Konsistensi : 40% (untuk percobaan No.E52, E53, E54 dan 70%untuk

percobaan E55) (*)Temperatur : 20°CA : Sebelum diputihkanB : Setelah Diputihkan


Kat. HCl Kat. AlCl3 Kat. HBr

Keterangan :

Pulp Kontrol (Unbleached Pulp) Pemutihan dengan Gas Ozon.

Kat : Katalisator

Gambar 3 – 23. Pengaruh Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Dari 3 Jenis PulpAcetosolv Terhadap Perubahan Sifat Kekuatan Kertas(Unbleached pulp 1 kontrol adalah GA1, B23, CG lihatlampiran).


3.6.2.6 Pemutihan Pulp Dua Kali Dengan Gas Ozon

Pemutihan dengan gas ozon pada tahap pertama dilakukan pada

konsistensi menengah (10%), yang dilanjutkan dengan pemutihan kedua pada

konsistensi tinggi (40%). Metode lain yang dapat dilakukan adalah tahap pertama

dan kedua semuanya pada konsistensi tinggi (40%). Dari hasil penelitian, ternyata

pada pemutihan dengan pada gas ozon sebanyak dua kali dapat menurunkan

bilangan kappa dari 21 – 29 menjadi 0,3 – 1,4, rendemen pulp berkisar antara 91 –

92% dan derajat putih kertas meningkat dari 6,6 – 15% ISO menjadi 48 – 54%

ISO. Pemutihan pulp dengan gas ozon sebanyak dus kali memperoleh hasil yang

paling baik pada konsistensi yang paling tinggi (40%), seperti tercantum pada

tabel 3-33. Pemutihan pulp pada tahap satu dengan konsistensi 10% tidak selektif

dalam menurunkan sisa lignin dari dalam pulp, yang disebabkan oleh terjadinya

gumpalan pulp, sehingga gas ozon tidak mampu menembus seluruh lapisan serat.

Hal ini bisa dilihat pada penurunan bilangan kappa 26,5 menjadi 13,9 dan sisa gas

ozon yang masih tertinggal didalam medium asam ases

Tabel 3 – 33. Pemutihan Pulp 2 kali Dengan Gas Ozon Pada Medium Asamasetat.

No. Pemutihan Ozon Konsis Bilangan Rendemen Derajat

A B tensi Kappa Putih

(%) (%) (%) (% ISO)

GA1 (Kontrol) - - - 29,0 100,0 6,6

E56 ZE1 2,0 1,9 40 6,0 93,8 24,2

E57 ZE1 ZE ZE 1,0 0,6 40 0,5 91,2 51,4

B18 (Kontrol) - - - 26,5 100,0 15,0

E58 ZE2 2,0 1,7 10 13,9 95,2 21,0

E59 ZE2 ZE ZE 1,0 0,9 40 2,4 92,4 36,0

E60 ZE2 ZE ZE 2,0 1,4 40 1,4 91,1 48,2


C23 (Kontrol) - - - 20,9 100,0 13,0

E61 ZE4 2,0 1,94 40 4,5 95,1 34,2

E62 ZE4 ZE ZE 1,0 0,6 40 0,3 91,7 54,3

Keterangan :

- Konsentrasi Asam asesat : 93%- Temperatur : 20°C- A : Gas Ozon awal- B : Gas Ozon terpakai

Misal keterangan No E57 : ZE1 ZE ZE, artinya diputihkan gas ozon ZE1 2 % dan 2E

yang kedua 1 % dan seterusnya.

Sifat kekuatan kertas akan menurun apabila pemutihan pulp dengan gas

ozon dilakukan dilakukan sebanyak dua kali. Hal ini dapat dilihat pada nilai

derajat giling 30ºSR, yang menunjukan kekuatan tarik kertas berkisar antara 9,500

– 9,700 km, kekuatan jebol antara 61-64 m² dan kekuatan sobek antara 55-60 cN.

Sifat kekuatan kertas ini dapat dibandingkan dengan sifat kekuatan kertas dari

pulp yang tidak diputihkan pada nilai derajat giling 30ºSR yang menunujukan

kisaran kekuatan tarik antara 11,650-11,800 km, kekuatan jebol antara 69- 74 m²

dan kekuatan sobek antara 64-70 cN (tabel 3-34 dan tabel lampiran 7-6 ; 7-7)

Tabel 3.34. Sifat Kekuatan Kertas Pada Pemutihan 2 Kali Dengan Gas Ozon.

No Waktu Derajat Kekuatan Kekuatan Kekuatan


(min) (ºSR) (km) (m²) (cN)

E58 0 20 9,770 61,8 69,6

5 30 10,270 73,6 66,5

E59 0 21 8,810 54,3 67,5

5 30 9,710 62,5 60,5

E60 0 20 8,500 54,1 66,4

5 30 9,680 63,4 60,1


E61 0 20 10,500 60,4 75,4

5 30 12,100 79,4 64,3

E62 0 21 8,210 51,3 65,5

5 33 9,770 62 52,3

7,5 45 10,000 65,3 51

10 54 10,030 67,9 50,5

3.6.3 Pemutihan Pulp Dengan Asam Peressig Atau Hidrogen Peroksida.

BERG (1989) dan GRANZOW (1990) telah mengadakan penelitian

tentang pemutihan pulp, dimana tahap pemutihan yang pertama menggunakan

asam peressing atau hidrogen peroksida. Faktor-faktor yang diteliti antara lain

tempratur, konsistensi, konsistensi asam peressig atau hidrogen peroksida, waktu

pemutihan dan jenis kayu atau jenis pulp (Kiefer dan Buche). Di dalam penelitian

ini hanya diteliti pengaruh konsentrasi asam pressing atau hidrogen peroksida,

tempratur dan waktu pemutihan.

Pemutihan pulp dengan hidrogen peroksida hanya mampu menurunkan

bilangan kappa dari 23 menjadi 13,5 dan rendemen 98,3%, pada konsistensi 10%,

konsistensi hidrogen peroksida 8%, temperatur 70ºC dan waktu pemutihan 6 jam.

Pemutihan dengan asam peressig lebih selektif dari pada hidrogen peroksida. Hal

ini dapat dilihat pada penurunan bilangan kappa dari 27,7 menurun menjadi 8,5

dan 14,7 menjadi 6,4 (tabel 3-35 dan gambar 3-23). Ketentuan pemutihan dengan

asam peressig adalah pada konsistensi 10% waktu pemutihan 1-3 jam,

konsentrasi asam peressig 1-5% dan tempratur 70-85ºC. Pada konsentrasi 4%,

70ºC, selama 1 jam dan konsistensi 10% mampu menurunkan bilangan kappa dari

27,7 menjadi 17,7. Sedangkan pada temperatur 85ºC dan waktu 3 jam pada

konsentrasi asam peressig mampu menurunkan bilangan kappa dari 27,7 menjadi

9,7. Hal ini berarti bahwa temperatur dan waktu pemutihan sangat berpengaruh

terhadap penurunan bilangan kappa. Pada ketentuan yang sama juga mampu

menurunkan bilangan kappa dari 14,7 menjadi 6,4 dan rendemen pulp menurun

2%.


Tabel 3-23. Pemutihan Pulp Dengan Asam Peressig Atau Hidrogen PeroksidaDi dalam 99% Asam Asetat.

No Pemutihan Konsen Konsis Temperatur Waktu Bilangan Rendemen

trasi Tensi Kappa

(%) (%) (ºC) (jam) (%)

B35 (Kontrol ) 23 50

PE 1 10 70 6 19.7 99.1

2 10 70 6 16.5 98.7

3 10 70 6 15.7 98.7

4 10 70 6 15 98.2

6 10 70 6 13 98.7

8 10 70 6 12.5 98.3

MA1 (kontrol) 27.7

PaE 1 10 70 1 22.8

2 10 70 1 19.3

3 10 70 1 18.1

4 10 70 1 17.2

MA1 (kontrol) 27.7

PaE 1 10 85 3 16.5

2 10 85 3 14.5

3 10 85 3 12.2

4 10 85 3 9.7

5 10 85 3 8.5

DA44 (kontrol) 14.7

PaE 1 10 85 3 11.3 99.4

2 10 85 3 9.1 98.5

3 10 85 3 7.3 98.1

4 10 85 3 6.4 98,0

Ketentuan Pemutihan :

Konsistensi : 10%Berat pulp : 25 gram


Gambar 3 – 24. Pengaruh Konsentrasi Asam Peressig/Hidrogen Peroksida DanWaktu Pemutihan Perubahan Bilangan Kappa.

3.6.4 Kombinasi Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogen Dioksida Dan Gas

Ozon.

Kombinasi pemutihan pulp ini tahap pertama dilakukan dengan

menggunakan gas nitrogen dioksida, dan tahap kedua dengan gas ozon. Pulp yang

digunakan adalah pulp acetosolv dengan nilai bilangan kappa awal 27,7 dan 18,7.

Dari hasil penelitian tersebut diperoleh penurunan bilangan kappa terendah dari

27,7 menjadi 2,8 dan derajat putih kertas meningkat dari 5,5% ISO menjadi

22,8% ISO, sedangkan untuk pulp dengan nilai bilangan kappa awal 18,7

menurun menjadi 0,3 dan derajat putih kertas meningkat dari 13,9 menjadi 51,0%

ISO. Penurunan bilangan kappa dan kenaikkan derajat putih yang paling baik

diperoleh setelah pemutihan dengan gas ozon, karena gas ozon mampu

memutuskan rantai lignin berbentuk chromoform dan chininmethida.

Pemutihan pulp pada tahap pertama hanya mampu menurunkan bilangan

kappa dari 27,7 menjadi 22,4 pada konsentrasi 2% NO2 ; sedangkan pada gas

NO2 3 – 4% hanya menurunkan bilangan kappa antara 21,6 – 20,2. Derajat putih

kertas pada tahap pemutihan pertam tidak mengalami kenaikkan sama sekali.


Pemutuhan pulp dengan gas NO2 hanya mampu mereduksi lignin sampai 95%

dan mampu meningkatkan derajat putih kertas cukup tinggi.

Tabel 3-36. Pemutihan Pulp Dua kali Dengan Gas Nitrogen Dioksida DanOzon Pada Media 93% Asam Asesat Dari Pulp Acetosolv.

No Pemutihan Konsentrasi Tempe Konsis Waktu Bilangan Derajat

I II A B ratur tensi Kapa Putih

(%) (%) (°C) (%) (min) (% ISO)

MA1 Kontrol - - - - - 27,7 5,5

D2 NE - 2 - 70 40 60 22,2 5,6

F1 NE ZE 2 1,9 20 40 42 4,4 22,2

D3 NE - 3 70 40 60 21,6 5,6

F2 NE ZE 2 1,9 20 40 60 3,5 22,6

D4 NE - 4 70 40 60 20,2 5,7

F3 NE ZE 2 1,87 20 40 60 2,8 22,8

B23 Kontrol - - - - - 18,7 13,9

F4 NE - 3 - 70 40 60 - -

F5 NE ZE 2 1,9 20 40 42 2,1 37,5

F6 NE ZE 3 2,7 20 40 63 0,3 51,0

Keterangan :Media : 93% Asam asesat

Sifat kekuatan kertas sebelum dan sesudah diputihkan dapat dilihat pada

Tabel 3-37 dan Gambar 3-25. Sifat kekuatan kertasnya pada nilai derajat giling 24

– 64ºSR dapat dikatakan bahwa kekuatan tarik dan jebolnya sedikit mengalami

penurunan, namun penurunan tersebut tidak terlalu besar, kekuatan sobek kertas

secara umum mengalami relatif besar, yang disebabkan oleh daya ikat antar

selulosa mengalami penurunan.


Tabel 3-37. Sifat Kekuatan Kertas Setelah Diputihkan Dengan Gas NO2 DanOzon.

No Waktu Derajat Kekuatan Kekuatan KekuatanGiling Giling Tarik Jebol Sobek(min) (ºSR) (km) (m²) (cN)

B23 0,0 24 9,490 53,2 69,32,5 28 11,110 69,8 63,35,0 38 11,770 73,2 6010,0 54 12,050 75,3 60,215,0 64 12,600 78,3 63,9

F5 0,0 24 9,300 52,4 65,41,5 28 10,920 65,6 63,52,5 30 11.460 75,2 51,65,0 40 12.090 74,1 46,510,0 61 11.440 70,1 45,6

F6 0,0 24 9,200 50,1 63,41,5 29 9,460 54,5 60,22,5 31 10,860 67,9 51,25,0 43 11,580 69,4 49,510,0 64 11,200 63,7 45,0


Gambar 3 – 25. Sifat Kekuatan Kertas Setelah Diputihkan Dengan Gas NO2

Dan Ozon.


3.6.5 Kombinasi Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogen Dioksida, Gas Ozon

Di Dalam Asam Asetat Dan Asam Peressig Di Dalam Buthylasetat.

Seperti telah dikemukakan sebelumnya bahwa media pemutihan gas

nitrogen dioksida dan ozon di dalam asam asetat, sedangkan pemutihan dengan

asam peressig paling baik pada media netral atau butilasetat. Dari ketiga bahan

kimia ini diadakan kombinasi pemutihan antara gas nitrogen dioksida di dalam

media asam asetat (NE), gas ozon di dalam medium asam asetat (ZE) dan asam

peressig adalah NE, ZE, ZE, Pan, ZE. Dari kombinasi ini diperoleh nilai derajat

putih kertas antara 50,4 – 82,9 % ISO. Nilai derajat putih yaitu NE, ZE, ZE, Pan, ZE

(Tabel 3-38). Sifat kekuatan kertas pada kekuatan tarik yang berkisar antara

7,300 – 10,190 km, kekuatan sifat kekuatan kertas dari berbagai nilai derajat

giling disajikan pada gambar 3-26 dan tabel lampiran 7-17. Gambar 3-25 hanya

ini dapat dikatakan bahwa kombinasi pemutihan 3 bahan kimia (gas nitrogen

dioksida, gas Ozon dan asam peressig) menurunkan semua sifat kekuatan kertas

secara drastis, walaupun kertas yang dihasilkan tersebut dapat digunakan sebagai

kertas tulis.

Tabel 3-38. Kombinasi Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogen Dioksida, GasOzon Dan Asam Peressig Terhadap Kenaikan Derajat Putih Kertas.

No. PemutihanKons. Bahan

KimiaTempe

Ratur (0

C

Konsistensi(%)

WaktuPemutihan

DerajatPutih

Kertas(% ISO)

Awal(%)

Akhir(%)

G1 NE 2,0 - 70 40 60 -ZE 1,0 0,96 20 40 21 -PaN 0,5 - 70 10 60 50,4

G2 NE 3,0 - 70 40 60 -ZE 2,0 1,9 20 40 42 -PaN 1,0 - 70 10 90 55,7

G3 NE 3,0 - 70 40 60 -


ZE 2,0 1,9 20 40 42 -ZE 1,0 0,8 20 40 21 --PaN 2,0 - 70 10 90 78,4

G4 NE 2,0 - 70 40 90 -ZE 1,5 1,4 20 40 30 -PaN 2,0 - 70 10 60 -ZE 1,0 0,5 20 40 20 64,4

G5 NE 2,0 - 70 40 90 -ZE 1,5 0,4 20 40 30 -ZE 1,0 0,5 20 40 20 -PaN 2,0 - 70 10 60 -ZE 0,3 0,1 20 40 6 82,9

Tabel 3-39. Pengaruh Kombinasi Pemutihan Pulp Terhadap Perubahan SifatKekuatan Kertas (30ºSR)

No Kombinasi Kekuatan Derajat

Pemutihan Tarik Jebol Sobek Putih

(km) (m²) (cN) (%ISO)

MA1 Kontrol 10,630 66,3 64,3 5,5

G1 NEZEPaN 10,190 61,3 50,5 50,2

G2 NEZEPaN 8,820 51,0 39,9 55,7

G3 NEZEZEPaN 8,300 49,9 37,9 78,4

G4 NEZEPaNZE 7,820 48,3 41,7 64,4

G5 NEZEZEPaNZE 7,300 45,3 38,4 82,9


Gambar 3 – 26. Pengaruh Kombinasi Pemutihan Pulp Terhadap Perubahan sifatKekuatan Kertas.


3.6.6 Kombinasi Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Di Dalam Asam Asesat

(ZE) Dan Asam Peressig Di Dalam Buthylaseatat (PaN).

3.6.6.1 Pengaruh Larutan Pada Sistem Pencucian.

Dari hasil penelitian, bahwa pemutihan yang terbaik adalah dengan gas

ozon di dalam asam asetat karena dapat melarutkan sebagian besar lignin dan

pada waktu yang sama dapat meningkatkan derajat putih kertas. Pemutihan

dengan gas Nitrogen dioksida hanya menurunkan bilangan kappa kurang lebih

50%, dan tidak meingkatkan derajat putih. Untuk meningkatkan derajat putih

kertas dapat dilakukan dengan cara pemutihan pulp yang menggunakan media

asam perresig. Dalam penelitian ini, pemutihan pulp dengan kombinasi ZE pan

dapat meningkatkan derajat putih kertas dan memungkinkan pemakaian bahan

kimia yang relatif kecil.

Faktor yang mempengaruhi pemutihan pulp adalah sistem pencucian pulp

setelah pemutihan dengan asam peressig dan gas ozon. Disamping itu, faktor lain

yang berpengaruh adalah konsistensi pulp, waktu reaksi dan pH larutan (media).

Untuk menghindarkan pH asam pada pemutihan dengan asam persessig, maka

dipilih media netral yaitu butilasesat. Pemutihan tahap pertama dengan 2% gas

ozon pada pulp Acetosolv dengan katatalisator alumunium klorida dengan

bilangan kappa awal 26,5 menurun menjadi 5. Setelah selesai pemutihan dengan

gas ozon, maka pada tahap berikutnya, pulp dicuci dengan asam asetat panas

(93%). Selanjutnya, untuk menghilangkan asam asetat yang masih tertinggal di

dalam pulp, maka dicuci dengan butilasetat sampai bebas asam (dapat dibuktikan

dengan kertas pH atau lakmus). Selanjutnya, pulp diputihkan dengan asam

peressig pada media butilasetat. Setelah selesai pemutihan dengan asam perressig,

maka pulp tersebut dicuci dengan larutan yang berbeda-beda antara lain dengan

larutan butilasetat atau air hanya didapat kenaikan derajat putih kertas 55,3 dan

55,7% ISO. Sistem pencucian yang terbaik adalah campuran butilasetat, asam

asetat akan tetapi persentase air tidak boleh melebihi 25 %. Kalau presentase air

melebihi 25%, maka akan terjadi 2 fase cairan (tabel 3-40). Sifat kekuatan kertas

setelah pemutihan dengan gas ozon dan asam peressig pada nilai derajat giling


20ºSR menghasilkan kekuatan tarik antara 9,150 – 9,660 km, kekuatan jebol

anatara 53 – 55,5 m² dan kekuatan jebol anatara 58 – 69,3 cN. Secara umum dapat

dikatakan, bahwa pulp yang diputihkan 2 kali mengalami penrunan sifat kekuatan

kertas. Penurunan ini dapat dimengerti karena pada pemutihan tersebut terjadi

juga kerusakan selulosa atau penurunan derajat polimerisasi selulosa. Namun,

kekuatan kertas tersebut masih dianggap baik untuk konsumsi kertas tulis.

Tabel 3 – 40. Pengaruh Larutan Bahan Kimia Pada Sistem Pencucian PulpTerhadap Perubahan Derajat Putih Kertas dan Sifat KekuatanKertas.

NO Campuran Derajat Kekuatan

(BuAc : HOAc : H2O) Putih Giling Tarik Jebol Sobek

(%)

(%

ISO) (ºSR)

B18 - - - 15,0 19 10,230 59,5 73,3

H1 100: 00 : 00 55,3 20 9,190 53,3 69,3

H2 0: 0:100 57,7 20 9,300 54,7 64,7

H3 60: 35: 05 59,3 20 9,150 54,6 64,5

H4 60: 30: 10 61,0 20 9,060 55,5 63,7

H5 60: 25: 15 62,2 20 9,660 54,3 58,4

H6 60: 20: 20 62,9 20 9,330 55,1 71,2

H7 60: 15: 25 55,5 20 9,200 54,7 64,3

Ketentuan pemutihan:Pemutihan Pertama : 2%Konsentrasi Gas ozon : 93% Asam asesatMedia : 40%Konsistensi : 20ºCTempratur : 42 menit / 100 g pulp

Pemutihan Kedua :Konsentrasi Asam peressig : 2%Media : ButilacetatKonsistensi : 10%Tempratur : 70ºCWaktu Reaksi : 90 menit


3.6.6.2 Pengaruh Pemberian Natrium Karbonat Pada Pemutihan

Pulp Dengan Asam Peressig Di Dalam Media Butilasetat

Pemutihan pulp dengan asam peressig di dalam butilasetat memperoleh

pH larutan < 7, dapat dilakukan dengan pemberian natrium karbonat sampai 10%

(berdasarkan berat pulp kering tanur). Setelah selesai pemutihan, maka pulp

tersebut dicuci dengan campuran antara butilasetat (60%), asam asetat (25%) dan

air (15%). Hasil penelitian menunjukan,bahwa penambahan Natrium karbonat (<

8%) dapat meningkatkan derajat putih kertas sampai 60% ISO. Derajat putih

kertas meningkat antara 80 – 81,5% ISO, apabila waktu pemutihan dilakukan

selama 120 – 180 menit.

Pada konsentrasi Natrium karbonat di atas 10% akan menyebabkan

penurunan derajat putih kertas (sebesar 52% ISO), sifat kekuatan kertasnya pada

nilai derajat giling 20ºSR masih relatif stabil, khususnya kekuatan tarik dan

kekuatan jebol, namun kekuatan sobek mengalami penurunan (Tabel 3-41). Sifat

kekuatan kertas secara keseluruhan pada nilai derajat giling antara 19 – 60ºSR.

Sifat kekuatan tarik kertasnya secara umum tidak mengalami penurunan yang

berarti, namun kekuatan jebol dan sobeknya mengalami penurunan relatif besar.

Tabel 3 – 41. Pengaruh Pemberian Natrium Karbonat Pada Pemutihan PulpDengan Asam Peressig Di dalam Asam Asetat Terhadap PerubahanDerajat Putih Kertas Dan Sifat Kekuatan Kertas.

NO Na2CO3 Derajat Kekuatan

Putih Giling Tarik Jebol Sobek

(% ISO) (ºSR) (km) (m2) (cN)

B18 (Kontrol) 15,0 19 10,230 59,5 73,3

H8 0 59,3 20 9,810 56,7 70,3

H9 2 59,0 20 9,880 53,0 63,1

H10 4 60,1 20 9,690 55,7 74,2

H11 6 60,0 20 10,060 53,6 79,4

H46 6* 80,5 25 11,290 56,3 60,0


31 11,300 61,9 61,9

40 10,880 72,9 54,5

55 10,530 66,7 50,8

H47 6** 81,5 24 11,170 56,7 56,4

31 11,210 60,2 54,8

40 10,890 67,0 52,1

55 9,720 60,9 51,2

H12 8 60,4 20 10,660 54,4 72,5

H13 10 52,0 20 9,900 53,3 76,5

Ketentuan pemutihan :Tahap I dengan Gas ozon 2% ( lihat Tabel. 3-40)No.H46 dan H47 dengan 3% Ozon

Pemutihan Kedua :Konsentrasi Asam peressig : 2% berdasarkan berat pulpMedia : ButilacetatKonsistensi : 10% pada Tempratur 70ºCWaktu Reaksi : 90 menit, * 120 menit dan ** 180 menit


Gambar 3 – 27. Sifat Kekuatan Kertas Pada Pemutihan Ze PaN DenganTambahan Natrium Karbonat.


3.6.6.3 Pengaruh Pemberian Asam Asetat Pada Pemutihan Pulp

Dengan Asam Peressig Di dalam Buthylasetat.

Pemutihan pulp Acetosolv pada tahap pertama adalah dengan gas ozon.

Selanjutnya pada tahap kedua dengan asam persessig pada medium butilasetat.

Namun dari segi teknik pemutihan dengan media butilasetat memerlukan

perlakuan khusus, karena proses pulping dan pemutihan dilakukan dengan

menggunakan gas ozon pada media asam asetat. Untuk merubah dari media asam

asetat menjadi butilasetat berarti memerlukan perlakuan pencucian sampai bebas

asam. Berdasarkan hal tersebut, dicoba pemutihan dengan asam peressig pada

medium butilasetat dan campuran antara butilasetat dan asam asetat. Setelah

selesai pemutihan, pulp tersebut dicuci dengan campuran butilasetat (60%), asam

asetat (25%) dan air (15%). Hasil penelitian yang diperoleh paling baik adalah

pemutihan pulp di dalam butilasetat yang menghasilkan derajat putih kertas 79,4%

ISO. Penambahan Asam asetat 10%, menurunkan derajat putih kertas dari 79,4

menjadi 69,8% ISO, sedangkan pemutihan asam peressig di dalam media asam

asetat 100% menurunkan derajat putih kertas dari 79,4 menjadi 51,4% ISO. Sifat

kekuatan paling baik yang diperoleh adalah pada media butilasetat. Pada nilai

derajat giling 30 ºSR diperoleh kekuatan tarik 11.200 km, kekuatan jebol 58,4 m²

dan kekuatan sobek 51,9 cN. Penambahan asam asetat 10% menyebabkan

kekuatan tarik menurun menjadi 10.030 km, kekuatan jebol 58,3 m² dan kekuatan

sobek 48,6 cN. Kekuatan kertas pada media asam asetat (100%) menghasilkan

kekuatan tarik 10,000 km, kekuatan jebol 59,1 m² dan kekuatan sobek 50,2% cN

(Tabel 3-42)


Tabel 3-42. Pemutihan Pulp Dengan Asam pereeig Di dalam Bothylasetat danDiberi Penambahan Asam asetat.

NO Kons. Rendemen Derajat Waktu Derajat Kekuatan Trans-

HOAc (%) Putih Giling Giling Tarik Jebol Sobek paransi

(%) ISO (min) ( º SR ) ( Km ) (m²) ( cN) (%)

H44 0 92,0 79,4 4 30 11,200 70,8 58,4 51,9

H48a 10 91,3 69,8 4 30 10,030 58,3 48,6 61,7

H48b 100 92,0 51,4 4 30 10,000 59,1 50,2 50,2

Ketentuan Pemutihan :Pemutihan tahap pertama : Pemutihan Tahap Kedua :Konsentarsi ozon : 3% Asam peressig : 2%Media : 93% HOAc Media : BuAcTemperatur : 20ºC Temperatur : 90ºCKonsistensi : 40% Konsistensi : 10%Waktu Pemutihan : 60 menit Waktu Pemutihan : 120 menit

3.6.6.4 Pengaruh Konsentrasi Gas Ozon dan Asam Peressig

Konsentrasi gas ozon bervariasi antara 2,0% - 2,5% dan asam peressig

antara 0,5% - 5%. Konsentrasi gas ozon antara 2,0 – 2,5% adalah ideal untuk

melarutkan sisa lignin dari dalam pulp. Derajat putih kertas pada pemutihan gas

ozon 2% dan asam peressig 0,5 – 1% hanya diperoleh antara 45,2 – 58,8% ISO,

sedangkan pada konsentrasi gas ozon 2,5% dan asam peressig 1% diperoleh

derajat putih kertas 68,7% ISO, sedangkan pada konsentrasi gas ozon 2,5%

menghasilkan derajat putih kertas 75,8% ISO. Ketransparanan kertas dari dua

kombinasi tersebur berkisar antara 61 – 75,3%. Sifat kekuatan kertas pada nilai

derajat giling antara 20 – 22ºSR diperoleh kekuatan tarik antara 10,500 – 11,550

km, kekuatan jebol antara 59 – 65 m2, kekuatan sobek antara 61 – 73 cN, dan

kekuatan lipat antara 840 – 2690 m. Kekuatan tarik dan jebol kertas secara umum

tidak mengalami perubahan, sedangkan kekuatan secara drastis, jika konsentrasi

gas ozon 2,5% dan konsentrasi asam peressig 5% (Tabel 3-34). Peningkatan nilai

derajat putih dapat dicapai secara ekonomis dengan hasil yang memuaskan


apabila temperatur dinaikkan dan waktu pemutihan diperpanjang. Peningkatan

nilai derajat putih kertas tersebut dapat dilihat pada sub bab berikut.

Tabel 3-43. Pengaruh Konsentrasi Gas Ozon dan Asam peressig TerhadapPerubahan Derajat Putih Kertas, Ketransfaran dan Sifat KekuatanKertas.

NO Ze PaN Derajat Trans Derajat Kekuatan

Putih faran Giling Tarik Jebol Sobek Lipat

(%) (%) (% ISO) (%) (ºSR) (km) (m²) (cN) (M)

B18 (Kontrol) 15,0 99,0 19 10,230 59,5 73,3

H14 2,0 0,5 45,2 75,3 22 10,490 60,0 65,6 2690

H15 2,0 1,0 58,8 71,2 22 10,970 61,8 69,1 2580

H16 2,0 1,5 60,0 69,9 21 10,660 62,5 68,9 2480

H17 2,0 2,0 63,5 71,1 20 11,500 65,0 71,1 1740

H18 2,0 3,0 66,4 69,3 21 10,660 64,4 69,3 1210

H19 2,0 4,0 69,0 72,0 21 11,450 62,8 72,9 1050

H20 2,0 5,0 70,9 71,3 22 10,700 59,1 71,3 1400

H21 2,5 1,0 68,7 64,7 22 11,550 65,8 63,5 1560

H22 2,5 2,0 72,5 64,3 22 10,810 63,8 61,1 1540

H23 2,5 3,0 73,7 66,6 20 11,200 62,4 64,1 1480

H24 2,5 4,0 75,2 63,2 21 11,020 63,2 65,9 1940

H25 2,5 5,0 75,8 61,1 22 10,700 64,0 61,9 840

Ketentuan Pemutihan :Pemutihan tahap Pertama : Pemutihan Tahap Kedua :Konsentrasi Ozon : 2 – 2,5% Kons. Asam peressig : 0,5 – 5%Media : 93% HOAc Media : BuAcKonsistensi : 40% Konsistensi : 10%Temperatut : 20ºC Temperatur : 70ºCWaktu reaksi : 40 – 50 min Waktu Reaksi : 2 h


3.6.6.5 Perubahan Temperatur Pemutihan Pulp dengan Asam

Peressig Pada Medium Butilasetat

Pemutihan pulp dengan asam peressig pada medium butilasetat dapat

meningkatkan derajat putih kertas, apabila temperatur pemutihan diubah menjadi

antara 50 – 90ºC. Dari hasil penelitian, bahwa temperatur pemutihan 50ºC hanya

dimenghasilkan nilai derajat puith kertas 74,0% ISO, sedangkan pada temperature

90 ºC menghasilkan derajat putih kertas 82,9% ISO (pada konsentrasi gas ozon

3% dan asam peressig 3%). Pada konsentrasi gas ozon 2% dan asam peressig 3%

diperoleh nilai derajat putih kertas 80,7% ISO. Nilai ketransparanan kertas

berkisar antara 57 – 65%, dan dapat dikatakan bahwa makin tinggi derajat putih

kertas, maka makin menurun nilai ketransparanan kertas. Sifat kekuatan kertas

pada nilai derajat giling 19 – 26ºSR di peroleh kekuatan tarik yang berkisar

antara 10,500 – 11,600 km, kekuatan jebol antara 57 – 70 m² dan kekuatan sobek

antar 57 – 71 cN. Secara umum dapat dinyatakan bahwa sifat kekuatan kertas

antara pulp yang diputihkan dan yang tidak diputihkan relatif stabil (Tabel 3-44).

Tabel 3-44. Pengaruh Temperatur Pada Pemutihan Pulp Tahap Kedua DenganButilasetat Terhadap Perubahan Derajat Putih Kertas, Transparansidan Kekuatan Kertas.

NO Temp PaN Waktu Derajat Trans Derajat Kekuatan

Putih faransi Giling Tarik Jebol Sobek

(ºC) (%) (h) (% ISO) (%) (ºSR) (km) (m²) (cN)

B18 Kontrol 15,0 99,0 19 10,230 59,5 73,3

H26 50 3 3 74,0 65,1 23 11,280 61,9 65,1

H27 60 3 3 76,4 60,1 24 11,580 61,3 60,5

H28 70 3 3 78,4 63,3 20 10,700 60,4 69,5

H29 80 3 3 80,0 57,6 24 11,540 60,7 61,7

H30 90 3 3 82,9 58,3 23 10,500 57,2 57,1

H31 90 2 2 79,0 65,2 20 11,130 59,0 70,2

25 11,140 70,0 59,2

H32 90 2 2 80,7 63,8 20 10,500 58,6 70,8

26 10,880 66,7 59,1


Pemutihan Pertama : Pemutihan Kedua :Kons. Ozon : 2,5% Kons. Asam peressig : 2 – 3%Media : 93% Asam asetat Media : BuAcKonsistentensi : 40% Konsistensi : 10%Waktu : 50 menit Waktu : 2 – 3 jam

3.6.6.6 Pengaruh Waktu Reaksi Pada Pemutihan Pulp Dengan Asam

Peressig Di dalam Medium Butilasetat.

Waktu reaksi pemutihan ternyata pada pemutihan sangat berpengaruh

terhadap kenaikan nilai derajat putih kertas. Makin lama waktu reaksi, maka

makin meningkat nilai derajat putih kertas. Untuk waktu pemutihan selama 1 jam

dengan faktor lainnya diatur konstan, diperoleh nilai derajat putih kertas 70,9%,

sedangkan waktu pemutihan 5 jam menghasilkan nilai derajat putih kertas 80%

ISO.

Ketransparanan kertas sedikit mengalami penurunan, apabila waktu reaksi

diperpanjang, yaitu menurun dari 63,7 menjadi 59%. Sifat kekuatan kertas pada

nilai derajat giling 20 – 24 ºSR diperoleh kekuatan tarik berkisar anatara 10,660 –

11,350 km. Kekuatan tarik ini sedikit mengalami penurunan, apabila waktu reaksi

diperpanjang hingga 5 jam, namun penurunan tersebut tidak terlalu besar.

Kekuatan jebol kertas relatif stabil yaitu berkisar antara 60 – 64 m². Kekuatan

sobek kertas mengalami penurunan antara kertas yang tidak diputihkan dan yang

diputihkan. Penurunan kekuatan sobek kertas adalah wajar, karena sifat fisika

selulosa dan hemiselulosa setelah pemutihan juga berubah, khususnya derajat

polimerisasi selulosa. Kekuatan lipat kertas berkisar antara 0,900 – 1,800 km,

sehingga lipat yang tidak baik apabila waktu pemutihan 4 – 5 jam, sehingga

menyebabkan ikatan antar serat menjadi rapuh (Tabel 3-45).


Tabel 3-45. Pengaruh Waktu Reaksi Pada Pemutihan Pulp Fase Kedua DenganAsam Peressig Terhadap Perubahan derajat Putih Kertas dan SifatKekuatan Kertas.

No. Waktu D e r a j a t Kekuatan Trans- Kekuatan

putih Giling Tarik Jebol Sobek faransi lipat

( jam ) ( % ISO ) ( ºSR ) ( km ) ( m²) (cN) (%) ( Kali )

B18 ( kontrol ) 15,0 19 10,230 59,5 73,3 95,0

H33 1 70,9 21 11,350 62,7 63,4 63,7 1550

H34 2 75,9 22 10,810 63,8 61,1 63,3 1540

H35 3 78,4 20 10,700 60,4 69,5 63,6 1800

H36 4 78,7 24 10,660 60,0 68,1 60,9 1040

H37 5 80,0 24 10,780 60,1 60,6 59,0 900

Kekuatan Pemutihan :Pemutihan pertama :Konsentrasi Ozon : 2,5% (berdasarkan berat pulp)Media : 93% Asam asetatTemperatur : 20ºCKonsistensi : 40%Waktu Reaksi : 52 min/100 g (pulp kering tanur)

Pemutihan Kedua :Konsentrasi Asam peressig : 3% (berdasarkan berat pulp)Media : ButilacetatTemperatur : 70ºCKonsistensi : 10%

3.6.6.7 Pengaruh Konsistensi Pulp Pada Pemutihan Dengan Asam

Peressig Di dalam Medium Butilasetat.

Konsistensi pulp yang diteliti berkisar antara 6 – 20%. Pertimbangan

penentuan konsistensi > 6% adalah untuk mengurangi pemakaian Butilasetat dan

efektivitas asam peressig didalam melarutkan sisa lignin, khususnya gugusan

khromoform. Selanjutnya, pertimbangan penentuan konssistensi di bawah 20%

adalah untuk menghindari terjadinya reaksi kimia antara asam peressig denan pulp


yang tidak merata. Dari hasil penelitian diketahui bahwa pada konsistensi 8 – 16%

tidak menunjukkan perbedaan hasil nilai derajat putih kertas.

Pada konsistensi 6% diperoleh derajat putih kertas 77,8% ISO. Hal ini

disebebkan masih terdapat asam perssig yang tersisa di dalam larutan Butilasetat

sebagai media. Demikian pula pada konsistensi 20% menyebabkan reaksi kimia

yang tidak seragam antara asam peressig dengan gugusan khromoform lignin,

sehingga menyebabkan derajat putih kertas menurun dari 78,7% ISO menjadi

78,0% ISO. Nilai ketransparanan kertas berkisar antara 60,7 – 65,1 % dan tidak

menunjukkan perbedaan yang jelas. Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling

20 – 23ºSR dapat dikatakan bahwa kekuatan tarik dan jebol kertasnya relatif

stabil. Kekuatan tarik berkisar antara 10,300 – 11,300 km dan kekuatan jebol

antara 66 – 69 m². Kekuatan sobek kertas sedikit mengalami penurunan dari

73,3cN menjadi 60 – 65 cN. Sedangkan kekuatan lipat mengalami penurunan dari

1200 m menjadi 900 m, apabila konsistensi 12 – 20% (Tabel 3-46).

Tabel 3-46. Pengaruh Konsistensi Pada Pemutihan Pulp Dengan Asam PeressigTerhadap Perubahan Derajat Putih Kertas dan Sifat Kekuatan Kertas.

No Konsis Derajat Kekuatan Trans- Kekuatan

tensi Putih Giling Tarik Jebol Sobek paransi Lipat

(%) (% ISO ) (º SR ) ( km ) (m² ) ( cN) (%) ( m)

B18 ( kontrol ) 15,0 19 10,230 59,5 73,3 95,0

H38 6 77,8 21 10,330 60,4 67,2 61,1 1220

H39 8 78,5 22 11,060 65,8 69,0 60,7 1110

H40 10 78,4 20 10,700 60,4 69,5 63,6 1180

H41 12 78,8 22 11,270 59,6 66,2 63,5 880

H42 16 78,7 23 10,970 61,7 66,1 63,3 990

H43 20 78,0 22 10,300 66,4 66,4 65,1 900

Ketentuan Pemutihan :Pemutihan Pertama :Konsentrasi Ozon : 2,5% berdasarkan berat pulpMedia : 93% Asam asetatKonsistensi : 40%Temperatur : 20ºC


Waktu Reaksi : 52 min/100 g (pulp kering tanur)

Pemutihan Kedua :Konsentrasi Asam peressig : 3% berdasarkan berat pulpMedia : ButylasetatTemperatur : 70ºCWaktu reaksi : 3 jam

3.6.6.8 Nilai Optimal Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon dan Asam

Peressig.

Dari hasil penelitian pemutihan pulp dengan gas ozon dan asam peressig

dari berbagai faktor, maka di peroleh nilai optimal. Pemutihan pada tahap pertama

harus menggunakan gas ozon pada konsentrasi 3% (untuk pulp dengan bilangan

kappa awal antara 25-30), media asam asesat 93%, tempratur 20ºC dan

konsistensi pulp 40%. Pada kondisi tersebut, sebagian besar sisa lignin dari dalam

pulp dapat ter-reduksi dan sifat kekuatan kertasnya relatif stabil.

Pemutihan pada fase kedua adalah menggunakan asam peressig dengan

konsentrasi 2% yang secara ekonomis dapat dipertanggung jawabkan, waktu

reaksi 2 -3 jam, media 100% butilasetat, temperatur 90ºC dan konsistensi 10%.

Dengan ketentuan tersebut di atas diperoleh nilai derajat putih kertas antara 79 –

81,7% ISO, rendemen 91,9 – 92,3% dan nilai ketransparan kertas antara 50,5-

51,9%. Sifat kekuatan kertas pada niali derajat giling 30º SR diperoleh kekuatan

tarik 10,000 – 11,200 km, kekuatan jebol 68,9-70,8 m² dan kekuatan sobek ±

58,3 cN ( tabel 3- 47 ).

Untuk mengetahui sifat kekuatan kertas dari kisaran derajat giling 20 – 60

ºSR dapat dilihat pada gambar 3-27. Secara umum kekuatan kertas antara pulp

yang diputihkan dan yang tidak diputihkan mengalami penurunan, khususnya

pada pemutihan dengan asam peressig salama 3 jam. Namun secara komersial,

kekuatan kertas tersebut masih memenuhi standar pengujian internasional.

Sebaliknya, penurunan sifat kekuatan kertas yang paling besar adalah penurunan

kekuatan sobek kertas pada nilai derajat giling diatas 30 ºSR. Untuk melihat hasil

penelitian secara keseluruhan dapat dilihat pada tabel lampiran 7-1


Tabel 3-47. Nilai Optimal Pemutihan Pulp.

NO

Pemu

- Konsen- Waktu Bk Rende- Derajat Dg Kt Kj Ks Trans-

Tihan trasi men Putih paransi

(%) (min) (%)

(%

ISO) (ºSR) (m) (m²) (cN) (%)

B18 Kontrol 26,5 15,0 30 11.180 73,6 64,8 95,0

ZE 3 64 1,2 94,0 47,4 30 12.070 72,4 62,4 92,0

H44 PaN 2 120 92,3 79,0 30 11.200 70,8 58,4 51,9

H45 PaN 2 180 91,9 81,7 30 10.010 68,9 58,3 50,5

Ketentuan Pemutihan :Pemutihan Pertama : Pemutihan Kedua :Media : 93% Asam asesat Media : BuAcTempratur : 20ºC Temperatur : 90ºCKonsistensi : 40% Konsistensi : 10%Bk : Bilangan kappaDg : Derajat GilingKt : Kekuatan TarikKj : Kekuatan JebolKs : Kekuatan Sobek


Gambar 3 – 28. Sifat Kekuatan Kertas Setelah Pemutihan ZE PaN.


3.6.7 Tiga Kombinasi Pemutihan Antara Gas Ozon Dengan Asam peressig

(ZE ZE PaN)

Pemutihan pulp dengan 3 (tiga) kombinasi yaitu dua kali dilakukan

dengan gas ozon dan satu kali menggunakan asam peressig. Medium pemutihan

gas ozon adalah asam asetat, pemutihan dengan asam peressig menggunakan

media Butilasetat. Derajat putih kertas paling baik diperoleh dari hasil pemutihan

dengan gas ozon sebanyak dua kali pada konsistensi 40%, yang dilanjutkan

dengan asam peressig pada konsisitensi 10%. Nilai derajat putih kertasnya adalah

83,3% ISO, rendemen pulp 88,5% dan ketransparanan pulp 48,4% (Tabel 3-48).

Tabel 3-48. Pemutihan Gas Ozon Dua Kali dan Pemutihan Terakhir DenganAsam Peressig Di dalam Butilasetat.

NO Pemuti- Konsen- Tempe- Konsis Waktu Bilangan Derajat Rendemen

Han Trasi Ratur tensi Kappa Putih

( A - T) (ºC) (%) (Menit) (% ISO) (%)

B18 Kontrol 26,5 15,0 53,8

H49 ZE 2 1,7 20 10 42 13,9 21,0 95,2

ZE 1 0,9 20 40 21 2,4 36,0 92,4

PaN 3 - 70 10 120 - 75,2 89,4

H50 ZE 2 1,7 20 10 42 13,9 21,0 95,2

ZE 2 1,4 20 40 42 1,4 48,3 91,1

PaN 3 70 10 120 - 78,6 88,0

H51 ZE 2 1,9 20 40 42 5,4 35,2 95,1

ZE 1 0,6 20 40 21 0,3 56,1 91,9

PaN 3 - 70 10 120 - 83,3 88,5

Keterangan :A: Awal, T: Terpakai


Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling 30ºSR diperoleh kekuatan

tarik antara 8,750 – 10,600 km, kekuatan jebol antara 48 – 66 m² dan kekuatan

sobek 50 – 57,6 cN (Tabel 3-49). Kekuatan kertas secara keseluruhan dari

berbagai nilai derajat giling (20 – 60ºSR) adalah bahwa kekuatan tarik setelah

pemutihan pulp 3 kali sedikit mengalami penurunan khusunya pada nilai derajat

giling 20 – 40ºSR, kekuatan jebol kertas juga mengalami penurunan, khususnya

pemutihan pulp dengan gas ozon 2 kali pada konsistensi tinggi (40%), kekuatan

sobek kertas mengalami penurunan relatif besar dengan kisaran nilai antara 45 –

60 cN (Gambar 3-29)

Tabel 3-49. Sifat Kekuatan Kertas pada Nilai Derajat Giling 30ºSR setelahpemutihan ZE ZE PaN.

NO Kekuatan Kekuatan Kekuatan Ketransparanan

Tarik Jebol Sobek

(km) (m²) (cN) (%)

B18 (Kontrol) 11,180 59,5 73,3

H49 10,600 65,9 57,6 55,9

H50 8,750 48,1 50,0 54,8

H51 9,760 56,5 53,5 48,4


Gambar 3 – 29. Sifat kekuatan kertas setelah pemutihan ZE ZE PaN.

Keterangan :

ZE ZE PaN (2,1,3%) artinya pemutihanTerhadap pertama den gas ozon (ZE) : 2 %Terhadap kedua dengan gas ozon (ZE) : 1 %Terhadap ketiga dengan asam peressig (PaN) : 3 %


3.6.8 Tiga Kombinasi Pemutihan Antara Gas Ozon, Asam Peressig dan

Borol (ZE PaN ER)

Dari hasil pengujian kekuatan kertas pada kombinasi pemutihan yang

dilakukan dua kali dengan gas ozon dan peressig ternyata sangat rendah,

khususnya kekuatan sobek. Berdsarkan hal tersebut di atas, maka dicari alternatif

lain. Tujuan kombinasi pemutihan ini adalah untuk meningkatkan nilai derajat

putih kertas, rendemen dan sifat kekuatan kertas. Dari hasil penelitian diketahui

bahwa kombinasi pemutihan antara gas ozon, asam peressig dan borol yang paling

baik adalah (12 % Na BH4 di dalam 40 % larutan NaOH).

Pemutihan tahap ketiga dengan larutan borol 0,1 – 0,3% dapat

meningkatkan derajat putih kertas 79,0% ISO menjadi menjadi 86% ISO. Larutan

Borol ternyata mampu meningkatkan derajat putih kertas cukup besar hanya

mengakibatkan dan penurunan rendemen 1 – 1,5% (Tabel 3-50).

Tabel 3-50. Pemutihan Pulp Dengan Borol Pada Tahap Terakhir DenganKombinasi (ZEPaNER).

NONaBH

4 NaOH Tempe- Waktu Konsis- Bilangan Derajat Rende-

ratur tensi Kappa Putih men

(%) (%) (ºc) (min) (%) (% ISO) (%)

B18 (Pulp tidak diputihkan) 26,5 15,0

H44 ZEPaN (Kontrol) - 79,0 92,3

H52 0,1 80 90 10 - 83,0 91,5

H53 0,2 80 90 10 - 84,7 89,5

H54 0,3 80 90 10 - 83,7 91,4

H45 ZEPaN - 81,7 91,7

H55 0,1 2,5 80 90 10 - 86,0 90,6


Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling antara 20 – 60 ºSR,

diperoleh bahwa kekuatan tarik kertas mengalami penurunan relatif besar,

disebabkan oleh pengaruh larutan alkali. Larutan alkali tersebut dapat

memutuskan gugusan cabang hemiselulosa, misalnya gugusan cabang

hamiselulosa, misalnya gugusan acetil dan hidroksil. Rantai linier pada selulosa

dan hemiselulosa juga dapat terputuskan. Reaksi tersebut, akan menyebabkan

daya tarik antar serat menurun. Kekuatan jebol yang relatif stabil apabila apabila

konsentrasi larutan borol 0,1 %, akan tetapi pada konsentrasi larutan Boro 0,3%

menyebabkan penurunan kekuatan jebol relatif besar, khususnya pada nilai derajat

giling 30 – 40 ºSR. kekuatan sobek pada nilai derajat giling ± 20 ºSR relatif stabil,

akan tetapi pada nilai derajat giling antara 30 – 40 ºSR mengalami penurunan

relatif besar ( tabel 3 -51 dan gambar 3- 30).

Tabel 3- 51. Pemutihan Pulp Dengan Kombinasi ZEPaNER TerhadapSifat Kekuatan Kertas 30 ºSR.

No Kekuatan Kekuatan Ketransparanan

Tarik Sobek

(Km) (cN)

B18(kontrol) 11,180 59,5

H52 9,800 73,6 60,7

H53 7,270 58,4 61,5

H54 9,150 63,2 61,2

H55 9,700 70,5 62,3


Gambar 3 – 30. Sifat Kekuatan Kertas Setelah Diputihkan ZEPaNER.


3.6.9 Tiga Kombinasi Pemutihan Antara Aasam Peressig, Gas Ozon Di

dalam Asam Asesat dan Asam Peressig Di dalam Butilasetat ( PaN ZE

PaN ).

Pemutihan tahap pertama dengan butilasetat dapat menurunkan bilangan

kappa antara 50 – 70, akan tetapi kenaikan derajat putih kertas hanya relatif kecil.

Pemutihan tahap kedua dengan gas ozon dapat menurunkan bilangan kappa dari

12,2 menjadi 0,5 dan kenaikkan derajat putih kertas dari 17,6% ISO menjadi

62,7%. Penurunan derajat putih kertas sampai 2 tahap pemutihan menurun

menjadi 94,8%. Pemutihan tahap ketiga adalah dengan asam peressig di dalam

larutan Butilasetat. Derajat putih kertas dengan 3 kombinasi sebesar 80% ISO dan

rendemen pulp 94,3% (Tabel 3-52).

Tabel 3-52.Kombinasi pemutihan pulp PaEZEPaN (Konsentrasi Asam asetat 98 %)

NO Pemutihan Konsentrasi Tempe

ratur

Waktu Konsis

tensi

Bal.

Kappa

Rende

men

Derajat

Putih

A T

(%) (%) (ºC) (min) (%) (%) (% ISO)

B18 (Kontrol) 26,5 53,8 15,0

H56 PaE 2 85 120 10 12,9 98,1 17,6

ZE 2,5 2,3 20 50 40 0,5 94,8 62,7

PaN 1 86 60 10 - 94,3 80,0

Keterangan :A : AwalT : Terpakai


Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling 30ºSR pada pemutihan

dengan peressig tidak mengalami perubahan (Tabel 3-53). Namun bila melihat

sifat kekuatan kertas secara keseluruhan pada nilai derajat giling 20 – 60ºSR

ternyata mengalami penurunan. Pada kombinasi pemutihan antara asam peressig

dan gas ozon pada nilai derajat giling antara 20 – 60ºSR, mengalami penurunan

secara drastic. Kombinasi pemutihan 3 (tiga) kali yaitu asam peressig pada nilai

derajat giling 20 – 60 ºSR, sifat kekuatan kertas mengalami penurunan, khususnya

kekuatan kertas (Gambar 3-31).

Tabel 3-53. Pemutihan Pulp Dengan Kombinasi PaEZEPaN Terhadap PerubahanSifat Kekuatan Kertas (30ºSR).

NO Pemutihan Kekuatan Kekuatan Kekuatan Ketrans

Tarik Jebol Sobek faranan

(km) (m²) (cN) (%)

B18 (Kontrol) 11,150 68,9 64,3 -

H56 PaE 12,500 70,5 70,0 -

ZE 9,400 45,8 51,5 55,5

PaN 9,810 50,5 45,0 50,0


Gambar 3 – 31. Sifat Kekuatan Kertas Setelah Pemutihan Pulp DenganKombinasi PaEZEPaN.


3.6.10 Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon dan Asam Peressig Di dalam

Medium Asam Acetat ( ZE PaE ZE PaE)

Pemutihan pulp Acetosolv dari proses pulping sampai pemutihan ideal

apabila menggunakan media asam asetat. Kombinasi pemutihan dilakukan dengan

gas ozon, asam peressig, gas ozon dan asam peressig yang kesemuannya pada

media asam asesat 93%. Pada pemutihan tahap pertama, gas ozon telah mampu

mereduksi bilangan kappa dari 23 menjadi 0,4 rendemen 93,4 % dan derajat putih

kertas meningkat dari 13,4% ISO menjadi 45,1% ISO. Pada pemutihan tahap

kedua yaitu asam peressig di dalam asam asetat hanya menaikkan derajat putih

kertas dari 45,1% ISO menjadi 48,1% ISO dan rendemennya sebesar 92,6 %.

Pemutihan pada tahap ketiga dengan gas ozon, menghasilkan derajat putih

kertas meningkat dari 48,1% ISO menjadi 82,8% ISO dan rendemen pulp

menurun dari 92,6 % menjadi 88,8 %. Peningkatan derajat putih kertas ini cukup

tinggi apabila pemutihan kedua tidak menggunakan gas ozon, namun

kelemahannya terjadi penurunan rendemen cukup tinggi, yang disebabkan oleh

terjadinya kerusakan rantai hemiselulosa dan selulosa. Selanjutnya, pada tahap

keempat adalah pemutihan dengan asam peressig di dalam media asam asetat.

Dari kombinasi ini diperoleh derajat putih kertas hanya meningkat 83,4% ISO

dan penurunan rendemen dari 88,8% menjadi 87,1%. Untuk meningkatkan nilai

derajat putih kertas harus mengganti media pada tahap keempat dari asam asetat

dengan media air atau butilasetat. Cara lain yang dapat dilakukan adalah ekstraksi

alkali dengan NaOH atau larutan borol (Tabel 3 -54).


Tabel 3 -54. Pemutihan Pulp Dengan Kombinasi ZEPaEZEPaE Di dalam Medium93% Asam asetat.

NO Pemutihan

Konsentrasi Temperatur

Waktu Konsis Bil. Rendemen

Derajat

A T tensi Kappa Putih(%) (%) (ºC) (min) (%) (%)

(%ISO)

B37 (Kontrol) - - - - - 23,0 53,6 13,4H57 ZE 2,9 20 20 60 40 0,4 93,4 45,1PaE - 85 85 60 10 - 92,6 48,1ZE 1 20 20 40 40 - 88,8 82,8PaE - 85 85 60 10 - 87,1 83,4

Keterangan :A : AwalT : Terpakai

Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling 30ºSR untuk tahap pertama

dengan gas ozon dan tahap kedua asam peressig tidak mengalami perubahan, bah

kan kekuatan tarik dan jebolnya lebih baik jika dibandingkan pulp yang tidak

diputihkan. Pemutihan pada tahap ketiga dan keempat yaitu dengan gas ozon dan

asam peressig mngakibatkan penurunan sifat kekuatan kertas yang relatif besar.

Ketransparanan kertas juga mengalami penurunan dari pemutihan tahap pertama

ke tahap keempat dari 52,9% menjadi 46,7% (Tabel 3-55).

Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling 20 – 60ºSR dapat dikatakan

bahwa kekuatan tarik dan jebolnya hanya mengalami penurunan relatif kecil,

sedangkan kekuatan sobek mengalami penurunan relatif besar, sedangkan

kekuatan sobek mengalami penurunan relatif besar setelah pemutihan tahap

ketiga dan keempat (Gambar 3-32).


Tabel 3-55. Kombinasi Pemutihan ZEPaEZEPaE Terhadap Sifat Kekuatan KertasPada Nilai Derajat Giling 30 ºSR.

NO Pemutihan Kekuatan Kekuatan Kekuatan Transfaransi

Tarik Jebol Sobek

(km) (m²) (cN) (%)

B35 (Kontrol) 10,730 65,1 77,0 90,2

H57 ZE 12, 220 68,9 73,1 52,9

PaE 11,070 72,5 70,3 48,6

ZE 10,500 59,0 60,4 49,0

PaE 10,000 62,1 57,0 46,7


Gambar 3 – 32. Perubahan sifat kertas setelah pemutihan ZEPaEZEPaE.


3.6.11 Pemutihan Pulp Acetosolv – Spruce Pulping Sistem Tekanan.

Penelitian ini merupakan oriensi penelitian proses pulping Acetosolv

sistem tekanan tinggi dilanjutkan salah seorang Doktoran MARTIN SCHÖNE

dari Bulan September 1991. Dari proses pulping Acetosolv sistem tekanan tinggi,

diperoleh nilai optimal sementara yaitu konsentrasi Asam asetat 87%, rasio (kayu

: larutan) 1 : 5, temperatur 185ºC dan waktu pemasakan 2 jam. Hasil penelitian

menghasilkan bilangan kappa 14,7, rendemen 48%, sisa kayu 0,1%, derajat

polimersasi selulosa 2880 dan derajat putih kertas 15,8% ISO.

Seperti telah dikemukakan pada bab terdahulu tentang pemutihan pulp

Acetosolv yang paling selektif adalah tahap pertama dengan gas ozon didalam

media asam asetat dan tahap kedua adalah asam peressig di dalam medium

Butilacetat.

Median lain yang dapat digunakan adalah asam asetat. Keuntungan pemutihan

pada tahap pertama dan kedua di dalam media asam asetat adalah pertimbangan

ekonomis, hal ini disebabakan dari proses pulping sampai pemutihan pada

medium asam asetat. Pemuthan pulp pada tahap ketiga dapat menggunakan gas

ozon pada media asam asetat atau pH 2. Dari hasil penelitian pada pulp yang

tidak diputihkan diperoleh bilangan kappa 14,7, derajat polimerisasi 2880 dan

derajat putih 15,8%. Setelah diputihkan dengan gas ozon, diperoleh penurunan

bilangan kappa dari 14,7 menjadi 1,9, rendemen 97,7%, derajat polimerisasi

selulosa menurun dari 2880 menjadi 1860 dan derajat putih kertas meningkat dari

15,8% ISO menjadi 64,1% ISO. Selanjutnya tahap kedua adalah pemutihan

dengan asam peressig pada media asam asetat hanya diperoleh derajat putih kertas

75% ISO, sedangkan pada media Butilasetat didapat derajat putih kertas 80,5%

ISO. Penurunan rendemen setelah pemutihan tahap, kedua baik pada media asam

asetat maupun butilasetat adalah sama yaitu sebesar 97% dan derajat polimerisasi

yang diperoleh berkisar antara 1270 – 1300. Pemutihan tahap ketiga adalah

dengan gas ozon pada media asam asetat yang menghasilkan nilai derajat putih

kertas 80,2% ISO, sedangkan pada media asam asetat (Ph 2) diperoleh derajat

putih 84,0% ISO. Rendemen pulpnya hampir sama yaitu sebesar 96% dan nilai


derajat polimerisasi selulosa pada pemutihan gas ozon di dalam asam asetat lebih

stabil dengan nilai 1200, sedangkan yang lain adalah PaE ZE PaE, yang mana

kombinasi ini tidak menunjukkan hasil positif, karena hanya didapat derajat putih

kertas sebesar 67,1% ISO dan derajat polimerisasi sebesar 840 (Tabel 3-56).

Tabel 3-56. Kombinasi Pemutihan ZEPaEZE, ZEPaNZ dan PaEZEPaE Dari PulpAcetosolv Spruce Sistem Tekan.

No Pemutihan Konsentrasi Tempe Konsis waktu Bil. Rende DP Derajat

A B ratur tensi kappa men putih

(%) (%) ( ºC ) (%) (menit) ( % ISO)

DA44 ( kontro11 ) - - - - 14,7 - 2880 15,8

H58a ZE 2 1,2 20 40 42 1,9 97,7 1860 64,1

H58b PaE 2 - 85 10 180 - 97,0 1300 75,0

H58c ZE 0,7 0,1 20 40 15 - 96,0 1200 80,2

H58a ZE 2 1,2 20 40 42 1,9 97,7 1320 64,1

H58d PaN 2 - 85 10 180 - 97,0 1279 80,5

H58e Z*) 0,7 0,1 20 40 15 - 96,0 1000 84,0

H58f PaE 2 - 85 10 180 9,1 98,4 1530 19,1

H58g ZE 2 1,26 20 40 42 0,8 97,2 1070 66,4

H58h PaE 1 - 80 10 120 - 97,7 840 67,1

Keterangan :A : AwalB : TerpakaiDP : Derajat Polimerisasi

Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling antara 20 – 60ºSR, diperoleh

sifat kekuatan kertas yang tidak diputihkan cukup baik yaitu nilai kekuatan tarik

bisa mencapai 12,200 km, kekuatan jebolnya 74 m² dan kekuatan sobek 98,6 cN.

Setelah pemutihan dengan Gas ozon, maka kekuatan tarik dan jebolnya sedikit

menurun, sedangkan kekuatan sobeknya relatif stabil. Pemutihan pada tahap

kedua yaitu dengan asam peressig di dalam media asam asetat atau Butilasetat,

semua kekuatan kertasnya mengalami penurunan, akan tetapi penggunaan pada

medium Butilasetat masih relatif lebih baik jika dibandingkan dengan media


asam asetat. Penurunan sifat kekuatan kertas yang terjelek adalah penurunan

kekuatan sobek, namun pulp Acetosolv sistem tekan masih relatif lebih baik jika

dibandingkan dengan pulp Acetosolv tanpa tekanan. Hal ini disebabkan pengaruh

katalisator yang bersifat asam kuat atau garam asam kuat.

Pemutihan pada tahap ketiga adalah gas ozon pada media asam asetat atau

asam sulfat (pH = 2 ). Dengan pemutihan tahap ketiga ini, sifat kekuatan

kertasnya makin menurun walaupun kekuatan kertas tersebut masih memenuhi

standar pengujian jika digunakan sebagai kertas tulis HVS. Penurunan yang cukup

besar adalah penurunan kekuatan sobek kertas, yang disebabkan oleh kerusakan

selulosa dan hemiselulosa pada media asam sulfat cukup besar, dan kemungkinan

besar terjadi reaksi hidrolisa pada ikatan glukosidik. Secara rinci hasil penelitian

ini disajikan pada Tabel 3-57 dan gambar 3-33.


Tabel 3-57 Kombinasi Pemutihan ZEPaEZ Terhadap Sifat Kekuatan Kertas

NO Pemutihan Waktu Derajat Kerapatan Kekuatan Trans

Giling Giling Kertas Tarik Jebol Sobek paranan

(min) (ºSR) (g/cm³) (km (m²) (cN) (%)

DA44 (Kontrol) 0 18 0,760 9,620 60,0 98,6

5 23 0,828 10,520 67,6 82,9

10 30 0,900 10,970 73,8 79,5

15 43 0,948 12,120 68,7 74,4

H58a ZE 0 20 0,756 9,560 60,7 87,3 69,2

5 27 0,871 10,520 65,9 80,0 58,7

10 40 0,901 11,900 72,7 73,2 53,1

15 55 0,965 11,200 69,5 65,0 50,6

H58b ZEPaE 0 20 0,753 9,940 54,4 75,1 61,8

5 32 0,871 10,730 65,2 69,2 52,0

7,5 40 0,990 9,840 65,0 68,0 46,7

10 50 0,998 9,810 64,2 63,0 43,0

H58c ZEPaEZE 0 28 0,829 8,880 54,1 74,1 59,5

3,5 32 0,935 11,610 55,2 63,1 47,7

6 50 0,970 10,480 58,5 50,7 41,2

H58d ZEPaN 0 19 0,785 9,920 53,6 77,5 63,3

5 30 0,883 11,040 61,8 64,2 50,1

7,5 38 0,974 10,850 63,5 62,2 47,8

10 50 0,974 10,720 62,8 61,3 43,1

H58e ZEPaNZ 0 22 0,830 8,110 55,0 61,5 58,7

2,5 31 0,890 9,350 57,0 59,0 50,0

5 40 0,937 10,560 59,2 57,4 44,1

7,5 55 1,042 10,740 61,2 56,5 43,9


Gambar 3 – 33. Kekuatan Kertas Dari Pulp Acetosolv Sistem Tekanan danSetelah Diputihkan


3.6.12 Pemutihan Pulp Acetosolv Dari Jenis Kayu Daun Lebar.

SIMON (1990) telah mengadakan penelitian optimalisasi proses pulping

Acetosolv untuk jenis kayu daun lebar yang tumbuh di Eropa (contoh kayu

diambil dari daerah sekitar kota hamburg – Jerman) mendapatkan bilangan kappa

di bawah 10 (lignin yang tertinggal di dalam pulp,1,5%). Salah satu keuntungan,

nilai bilangan kappa yang rendah yaitu bahwa pulp tersebut mudah sekali

diputihkan (SIMON,1990). Dari hasil penelitian terhadap kayu aspe dengan nilai

bilangan kappa 5,7, setelah diputihkan dengan gas ozon 1% diperoleh bilangan

kappa 0,5 dan derajat putih kertas 75% ISO.

Untuk jenis kayu birke dengan bilangan kappa awal 10,6 setelah

diputihkan dengan gas ozon 1,5% diperoleh bilangan kappa sebesar 1,5. Untuk

jenis kayu Pappel dengan bilangan kappa awal 10,6 setelah diputihkan dengan gas

ozon 1,5% diperoleh bilangan kappa sebesar 1,5. Untuk jenis kayu Pappel dengan

bilangan bilangan kappa awal 7,7 setelah diputihkan dengan gas ozon 1%

diperoleh bilangan kappa 1,0. pemutihan pada tahap kedua dengan asam peressig

2%, media butilasetat, konsistensi 10%, temperatur 70ºC dan waktu pemutihan 1

jam, diperoleh derajat putih kertas 83% ISO ( untuk pulp Aspe), 78% ISO (untuk

pulp Birke) dan 84% ISO (untuk pulp Pappel). Sifat kekuatan kertas untuk pulp

Aspe diperoleh kekuatan tarik 6,400 km – 5,050 km, kekuatan jebol 33 -34 m² dan

kekuatan sobek 35 – 37 cN pada nilai derajat giling 29 – 49ºSR. ketransparanan

kertas yank tidak digiling sebesar 73,3%. Untuk kayu Birke pada nilai derajat

giling 25 – 40ºSR, diperoleh kekuatan tarik 7,400 – 7,530 km, kekuatan jebol 35 -

44,5 m², kekuatan sobek 33 – 35,5 cN dan nilai ketransparanan kertas yang tidak

digiling sebesar 79%. Untuk pulp Papeel dari nilai derajat giling 30 – 53ºSR

diperoleh nilai kekuatan kekuatan tarik 6,600 – 6,729 km, kekuatan jebol 30 –

38,5 m² dan kekuatan sobek 27 – 33,7 cN. Nilai ketransparanan kertas pada pulp

yang tidak digiling sebesar 73% (Tabel 3-58).


Tabel 3-58. Penelitian Pendahuluan Terhadap Pemutihan Pulp Bebas Klor DariBeberapa Jenis Kayu Daun Lebar.

Jenis Pemutihan Bil. Derajat Kekuatan Trans

Kayu Kappa Putih Giling Tarik Jebol Sobek paransi

(% ISO) (ºSR) (km) (m²) (cN) (%)

Aspe Kontrol 5,7 - 30 7,800 45,0 38,0 -

ZE 0,5 75,0 29 7,420 37,4 37,9 81,0

PaN - 83,0 29 6,420 33,0 37,4 73,3

49 5,050 43,0 35,5 61,0

Birke Kontrol 10,6 - 30 9,300 45,0 46,0

ZE 1,5 -

PaN - 78,0 25 7,419 33,1 33,1 79,0

32 7,650 43,2 32,7 70,3

40 7,530 44,5 35,5 66,4

Pappel Kontrol 7,7 - 30 7,500 55,0 45,0

ZE 1,0 -

PaN - 84,0 30 6,720 30,7 33,7 73,0

42 6,600 37,4 30,2 62,8

53 6,720 38,5 27,7 60,3

Keteentuan Pemutihan :Pemutihan Pertama :

Konsentrasi Ozon : (1 % untuk Aspe, 1,5 % untuk Birke dan 2untuk Pappel)

Medi : 93 % Asam asetatKonsistensi : 40%Temperatur : 20 ºC

Pemutihan Kedua :Konsentrasi Asam peressig : 2,0 %Media : ButilacetatKonsistensi : 10%Temperatur : 70 ºCWaktu Pemutihan : 1 jam


3.7 Penelitian Lignin

3.7.1 Isolasi Lignin Dari Filtrat Acetosolv.

Di dalam filtrat dan pencucian pulp Acetosolv dapat meghasilkan produk

utama berupa lignin, hemiselulosa, dan juga zat ekstraktif dalam persentase kacil

serta katalisator. Filtrate tersebut dapat diekstraksi dengan sistem tekanan pada

tempratur 45 – 60ºC dan tekanan 60 Kpa. Dari hasil destilasi tersebut diperoleh

kekentalan filtrate anatara 50 – 60%, selanjutnya filtrat yang kental tersebut

ditambah air sehingga lignin akan mengendap. Endapan tersebut dapat disaring

dengan menggunakan filter, dan dicuci kembali serta dikeringkan. Dari hasil

pengeringan tersebut maka, dapat diketahui barat lignin I (Tabel 3-59).

Dari hasil penilitian tersebut dapat diketahui bahwa persentase lignin I

sebesar 13,6%. Lignin II adalah lignin dari pencucian pulp dengan sistem

ekstraksi yang sama dengan lignin I. Persentase lignin II diperoleh sebesar 11,9%.

Lignin III adalah hasil dari pencucian pulp dengan air dengan volume tertentu

yang di ukur. Selanjutnya, diambil filtrat sebanyak 250 ml dengan ulangan empat

kali. Filtrat 250 ml tersebut kemudian diekstraksi dan ditentukan berat

endapannya. Dari hasil ekstraksi tersebut diperoleh nilai rataan lignin III sebesar

0,2%.

Selanjutnya selain lignin, juga dihitung kadar gula dari filtrat. Gula

tersebut berasal dari perubahan hamiselulosa yang telah terputuskan rantainya,

yang juga memungkinkan terjadi peubahan selulosa menjadi glukosa, selobiosa

atau bentuk lainnya. Persentase gula tersebut diketahui sebesar 1,2%. Namun,

penelitian yang lebih lanjut dan penelitian ini dilanjutkan oleh HABIGHORS

(1992) dalam rangka penyusunan desertasinya. Dari persentase gula tersebut di

atas di peroleh total lignin hasil dari proses pulping sampai dengan pencucian pulp

sebesar 25,7% sedangkan lignin yang tersisa di dalam pulp diketahui sebesar

3,3%. Jumlah seluruh lignin yang diperoleh adalah sebesar 29%.


Dari hasil analisa lignin kayu Fichte dengan metoda klason diperoleh

persentase lignin sebesar 29,3%, sehingga terdapat perbedaan sebesar 0,3%.

Perbedaan persentase lignin ini diduga karena pengaruh pengambilan sampel

penelitian yang dilakukan secara acak. (Tabel 3 – 59).

Tabel 3 - 59. Rendemen Lignin Pada Proses Pulping Acetosolv Dari JenisKayu Spruce.

Rendemen (berdasarkan berat kayu O.D) : Persentase

Lignin Didalam pulp : 3,3

Lignin I (di dalam Filtrat pemasakan) : 13,6

Lignin II (pencucian dengan Asam asetat) : 11,9

Lignin III (pencucian dengan air : 0,2

Gula : 1,2

3.7.2 Kelarutan Lignin Di dalam Campuran Asam asesat – Air

Untuk mendeteksi kelarutan lignin, maka dilakukan pengambilan contoh

lignin dengan berat tertentu, yang kemudian dicampur dengan pelarut asam asetat

dan air. Selanjutnya, larutan tersebut dikocok selama 7 jam dan kemudian disaring

dengan filter G4. Berat endapan yang tertinggal pada filter adalah lignin yang

tidak terlarut. Lignin yang terlarut akan mengalir melalui pori-pori dan setelah

dideteksi dengan 13C-NMR ternyata struktur lignin telah berubah menjadi

monomer alifatik dan aromatic. Struktur lignin ini juga tidak diteliti lebih lanjut

dalam penelitian ini, dan ini merupakan penelitian tersendiri yang dilanjutkan

Prof. O. FAIX (1992).

Kelarutan lignin – spruce Acetosolv tergantung kepada konsentrasi asam

asesat. Pada konsentrasi asam asetat 0% (100% di dalam air), kelarutan lignin

hanya sebesar 10%, sedangkan larutan di dalam asam asesat 50 – 70% berkisar

antara 24 – 55%. Konsentrasi asam asetat antara 80 – 95%, diperoleh kelarutan

lignin antara 90 – 100%. Kelarutan yang paling optimal adalah pada konsentrasi


asam asetat antara 90-95%, tetapi ada konsentrasi asam asetat 97%, bahwa

kelarutan lignin menurun menjadi 91% (Tabel 3 – 60).

Penelitian ini merupakan penelitian pendahuluan dalam rangka

pemanfaatan lignin sebagai bahan baku produk kimia polimer. Sehingga,

penelitian ini masih perlu dikaji labih lanjut, khususnya mengenai struktur lignin

dan produknya.

Tabel 3-60 Kelarutan Fichte Acetosolv-Lignin didalam Campuran Asam asetat-Air.

NO Kons. Asam

asetat

Kons.Air Kelarutan Lignin

(%) (%) (%)

1 0 100 10

2 50 50 24

3 70 30 55

4 80 20 90

5 85 15 98

6 90 10 100

7 93 7 100

8 95 5 100

9 97 3 91

3.7.3 Spekrum FTIR – Lignin.

Pada Gambar 3-33 ditunjukan perbandingan ketiga jenis lignin yaitu

spruce Acetosolv – Lignin, lignin terasetilisasi dan Bjorkman – Lignin (MWL).

Acetosolv lignin sedikit mengalami perubahan pada nilai spektrum 1210 – 1269

cm-1 jika dibandingkan dengan lignin MWL dan lignin terasetilisasi. Gugusan

aromatic relatif stabil pada nilai spektrum 1760 cm , sedangkan ikatan α, β, Ј -

Arylether mengalami kerusakan pada waktu proses pulping terjadi.


Penelitian selanjutnya adalah proses kontrol dengan FTIR. Penelitian ini

hanya di fokuskan pada penelitian pengaruh waktu pemasakan terhadap kelarutan

lignin dan perubahan struktur lignin. Pada gambar 3 – 34 dapat ditunjukan bahwa

makin lama waktu pemasakan, maka kadar lignin akan meningkat, akan tetapi

waktu pemasakan antara 240 – 360 menit tidak menunjukan perbedaan signal

yang jelas khususnya pada nilai signal spektrum 1292 cm. Penyerapan sinar gugus

Acetoxy aromatic terletak pada nilai signal 1760 – 1765 cm dan acetoxy alifatik

pada 1740 cm 1.

Pada nilai absorbsi signal 1630 cm 1, diperoleh nilai minimum subtraksi,

dimana hal ini di pengaruhi oleh komponen kimia kayu yang terlarut, Nilai

penyinaran yang penting adalah pada signal 1515, 1415, 1292, 1212, 1055, 1017,

dan 935 cm. Nilai tersebut merupakan bagian lignin yang terlarut selama proses

pulping berlangsung.

Nilai absorbsi 1515 cm 1 merupakan rantai lignin aromatik yang

terputuskan salama proses pulping , sedangkan nilai 1415 cm 1 merupakan

deformasi ikatan C-H. Nilai absorbsi 1292, 1212, dan 1055 cm 1merupakan signal

Acetoxy dari produk pembentukan lignin terasetilisasi, sedangkan signal yang lain

sulit untuk dideteksi, karena tidak jelas dan jenisnya sangat banyak. Penelitian ini

juga merupakan penelitian awal dan secara khusus diteliti oleh VOGEL dan

HABIGHORS (1992).


Gambar 3-34. Spektrum FTIR Dari Lignin Spruce Yang Berbeda-beda.

Gambar 3-35. Perubahan Spektroskopi FTIR Pada Poses Pulping AcetosolvSpruce.


BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1 Bahan Penelitian

Bahan penelitian adalah kayu Fichte/Spruce (Picea abies L/ karst) dan

kayu daun lebar dari daerah tropis (untuk penelitian pendahuluan). Kayu Spruce

tersebut berasal dari dinas kehutanan Trittau, Reinbek, Hamburg Jerman,

sedangkan kayu tropis berasal dari PT. ITCI – Kenangan Balikpapan, Kalimantan

Timur Indonesia. Kayu tersebut dikuliti, di potong-potong dan dibuat chip secara

laboratorium. Ukuran chip dalam standar panjang x lebar x tebal (25 - 30 mm x

15 – 25 mm x 3 – 5 mm), dengan kadar air konstan sebesar 12,3 %.

4.2 Proses Pulping Dengan Asam Asesat

Proses pulping Acetosolv dibagi menjadi 5 tahapan yaitu :

a. Impragnasi.

b. Pemanasan

c. Pemasakan

d. Pencucian denganAsam asesat.

e. Pengerjaan lanjutan pulp

a. Impragnasi

Chip kayu Spuce (seberat 50 atau 200 gram berat kering tanur)

dimasukkan ke dalam gelas bulat dengan volume 500 ml – 2000 ml dan ditambah

dengan pelarut pada rasio tertentu. Rasio antara chip kayu dengan larutan berkisar

antara 1 : 4 – 1 : 8. Impragnasi ini dapat dilakukan dengan bahan kimia asam

asetat, butilasetat, etilasetat dan air. Imprognasi ini dapat dilakukan dengan

berbagai cara antara lain yaitu perendaman, pemanasan atau ekstraksi. Sebagai

contoh, perendaman dilakukan pada temperatur 20°C, atau pemanasan hanya


dengan asam asetat pada temperatur 110°C. Waktu imprognasi juga bervariasi,

dari 1 jam hingga 140 jam.

Salah satu metode yang dipergunakan adalah pengaruh kadar air. Untuk

perlakuan ini, pertama-tama chip kayu direndam di dalam air, sehingga diperoleh

kadar air sesuai dengan keadaan yang diinginkan. Untuk menghilangkan air dari

dalam kayu dilakukan ekstraksi dengan larutan butilasetat atau etilasetat.

Pada perlakuan pendahuluan chip, kayu dimasak dengan etilasetat tanpa

katalisator pada waktu tertentu. Untuk menghilangkan larutan sisa etilasetat,

dilakukan pencucian dengan asam asetat.

b. Pemanasan

Dalam proses pemasakan, sebanyak 50 atau 200 gram chip kayu dimasak

di dalam botol bulat volume 500 atau 2000 ml, sedangkan untuk pulping sistem

sirkulasi diambil sebanyak 1500 gram chip yang dimasukkan ke dalam alat

pulping sirkulasi, dengan rasio antara kayu dengan larutan 1 : 4 sampai 1 : 8.

Setelah chip dipanaskan hingga mencapai titik didih, selanjutnya ditambahkan

katalisator dengan konsentrasi yang telah ditentukan.

Konsentrasi asam asetat diperhitungkan berdasarkan berat air di dalam

kayu dengan cara konversi kadar air kayu. Pada proses pemanasan tersebut

dilengkapi dengan alat kondesor yang berfungsi sebagai pendingin, kemudian

dipanaskan dengan alat heating mentle. Proses pemanasan sistem sirkulasi juga

dilengkapi dengan kondesor dan sistem pemanasannya di dalam Oilbad, yaitu

dengan mengalirkan minyak panas melalui pipa kapiler. Untuk mendeteksi panas,

maka sistem tersebut dilengkapi dengan thermometer sehingga temperatur stabil.

c. Pemasakan/ Pulping

Setelah temperatur pemasakan mencapai titik didih, maka proses pulping

dihitung waktunya. Waktu pemasakan bervariasi antara 1 – 9 jam. Setelah selesai

proses pulping atau pemasakan, maka pulp dipisahkan dari filtratnya.


Proses pulping yang lain adalah sistem tekanan dengan glass Autoklap dan

degester putar. Prinsipnya adalah sama, hanya proses pulping ini tanpa memakai

katalisator. Temperatur pemasakan bervariasi antara 160 – 200°C dan waktu

pemasakan bervariasi asam asetat antara 75 – 93%.

Proses Pulping dengan Twinsselmann

Alat Twisselmann mirip dengan soxlet, tetapi pada alat twinsselmann tidak

terdapat pipa kapiler, dan bahan kimia disemprotkan langsung dari bawah. Pada

twinsselmann ini dimasukkan chip kayu dan bagian bawah diberi wallglass

sebagai penyekat agar chip/pulp tidak turun ke bawah. Pada tabung bulat diberi

batu pendidih, asam asetat dan katalisator pada volume dan konsentrasi tertentu.

Di atas alat twnsselmann dipasang pendingin/kondesor.

Ketentuan proses pulping adalah sebagai berikut :

Chip kayu = 60 gram (kering tanur)Asam asetet = 93%HC1 = 0,1 – 0,17 % (dihitung berdasarkan volume

larutan)Temperatur = 110 °CWaktu Pemasakan = 5 – 8Rasio (kayu:laruan) = 1 : 6

d. Pencucian Pulp

d.1. Pencucian Dengan Asam asetat

Setelah selesai proses pulping, selanjutnya pulp dimasukkan ke dalam

corong porselin dan ditekan agar filtratnya keluar. Kemudian dibilas dengan

asam asetat panas dan disedot agar filtratnya keluar. Pulp tersebut diambilnya

dan kemudian dimasukkan ke dalam ember dan dicampur dengan asam asetat

panas 93% dengan konsistensi ± 4%. Pulp tersebut disaring hingga sampai

warna filtratnya menjadi bening atau tidak ada lagi lignin yang terlarut.

Setelah itu, pulp dicuci dengan air hingga bebas asam asetat dan pulp tersebut

diuji untuk penelitian, baik rendemen, sisa kayu, bilangan kappa dan sifat

kekuatan kertasnya. Asam asetat yang digunakan untuk mencuci pulp ± 100

gram sebanyak 7 – 10 liter asam asetat.


d.2. Pencucian Pulp Dengan pelarut lainnya.

Pencucian pulp dapat dilakukan dengan larutan yang lain seperti

campuran antara asam asetat, Butilasetat Etilasetat dan Air. Tahap pekerjaan

lainnya adalah hampir sama dengan sistem pencucian dengan asam asetat.

e. Pengerjaan Pulp Lanjutan

Setelah pulp selesai dicuci dengan air dan telah bebas asam asetat,

selanjutnya pulp diaduk dengan kecepatan 1500 Rpm selama 2 menit ke kiri dan 2

menit ke kanan. Selanjutnya, pulp disortir dengan alat sortir 0,15 mm. Dengan

cara ini, akan diperoleh pulp dan sisa kayu yang tidak termasak, sehingga

persentase rendemen dan sisa kayu yang tidak termasak dapat di hitung. Untuk

mendapatkan keseragaman kadar air pulp, maka pulp tersebut dimasukkan ke

dalam alat sentrifugel selama ± 10 menit dan akan didapat moisture faktor ± 0,29

– 0,32. Sedangkan sisa kayu yang tidak termasak dikeringkan guna mendapatkan

berat kering tanur dan bisa diperhitungkan secara persentase. Pulp tersebut

selanjutnya dimasukkan ke dalam plastik tertutup dan dimasukkan ke dalam

kulkas agar tidak terjadi perubahan kadar air dan digunakan pengujian pulp

maupun pemutihan pulp.

4.3 Perlakuan Pulp.

Untuk menurunkan kadar lignin yang tersiksa dari dalam pulp, maka bisa

dilakukan berbagai cara yaitu pencucian ulang dengan asam asetat panas,

ekstraksi serta proses pulping ulang. Prinsipnya sama dengan proses pulping atau

proses pencucian.


4.4 Pemutihan pulp

4.4.1 Bahan baku

Bahan baku pulp yang digunakan untuk pemutihan terdiri dari pulp dengan

perbedaan katalisator dan proses pulping. Untuk pulp yang sama dikumpulkan

dan dicampur dengan asam asetat 93% pada konsistensi 3 – 4%. Selanjutnya, pulp

tersebut di pres hingga mencapai konsistensi ± 35 – 40%, kemudian di masukkan

ke dalam kaffeMuhle. Setelah itu, pulp tersebut akan terpisah menjadi serat, yang

kemudian dimasukkan ke dalam plastik dan disimpan di dalam kulkas pada

temperatur ± 5°C.

4.4.2 Pemutihan Pulp Dengan Gas Nitrogen dioksida Di dalam Asam

asetat

Pemutihan pulp dengan Nitrogen dioksida telah dikembangkan oleh

KORDSACHIA (1984). Pulp yang digunakan sebagai bahan baku penelitian

adalah pulp nomor MA1 dan GA1. Nitrogen dioksida pada awalnya berupa cairan,

namun setelah dipanaskan pada tempratur 60 – 80 °C berubah menjadi gas. Gas

tersebut dialirkan dengan tekanan gas oksigen melalui pipa plastik menuju alat

rotari dan botol bulat. Perhitungan persentase gas Nitrogen dioksida berdasarkan

perhitungan 1 ml = 1,5 gram.

4.4.3 Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Di dalam Asam asetat.

Pulp yang telah tersuspensi dalam asam asetat atau pulp yang telah

digiling di dalam alat kaffemuhle dimasukan ke dalam tabung bulat 2 liter, untuk

pulp seberat 50 gram atau 100 gram. Selanjutnya, pulp diputar dalam Rotaion

Verdamper dan dialiri gas ozon pada konsentrasi tertentu. Untuk pulp konsistensi

rendah (0,5 – 2%) dimasukkan ke dalam erlenmayer yang dilengkapi dengan

magnit putar. Alat ozon yang dipakai adalah Type OZ II Labortehnik Fischer,

sedangkan untuk mengetahui konsentrasi gas ozon dihitung secara jodometri.


Kalibrasi dihitung dengan cara gas ozon yang dialirkan dimasukkan ke

dalam larutan asam asetat – kalium yodida, yang selanjutnya dititrasi dengan

Natriumthiosulfat. Dari perhitungan tersebut akan diketahui konsentrasi gas ozon

pada waktu dan tekanan tertentu dalam bentuk jumlah gas ozon per satuan gram

pada waktu tertentu.

4.4.4 Pemutihan Pulp Dengan Hidrogen Peroksida dan Asam Peressig

Didalam Medium Asam Asetat Atau Butylasetat.

Pulp dimasukkan ke dalam botol bulat volume 1 liter dan dipasang pada

alat rotion Vardampfer. Temperatur pemutihan dapat diatur dalam penangas air

dan kontrol temperatur sehingga temperatur stabil. Dalam waktu 20 – 30 menit,

telah diperoleh kondisi temperatur yang cukup seragam di dalam botol bulat

tersebut, selanjutnya ditambahkan asam peressig atau hidrogen peroksida pada

volume tertentu/menurut ketentuan yang diinginkan.

4.4.5 Pemutihan Pulp Dengan Asam peressig Di dalam pH Netral.

Setelah pulp diputihkan dengan gas Nitrogen dioksida atau gas ozon,

selanjutnya pulp dicuci dengan air. Setelah pulp tersebut terbebas dari asam asetat,

langkah berikutnya adalah pulp dicuci dengan Butilasetat, dengan tujuan untuk

menghilangkan air dari dalam pulp. Pulp tersebut harus dalam kondisi larutan

Butilasetat dengan konsisitensi ± 10%. Asam peressig yang dipakai adalah asam

peressig 40%, yang didalamnya masih mengandung ± 3,5% hidrogen peroksida.

Jumlah peroksida dihitung secara Jodometri dan diperhitungkan ekivalen dengan

hidrogen peroksida. Pulp yang telah dicampur dengan Butilasetat dimasukkan ke

dalam tabung bulat dan dipanaskan di dalam penangas air selama kurang lebih 20

menit pada temperatur tertentu, yang selanjutnya diberi asam peressig pada

volume tertentu. Setelah selesai pemutihan, pulp tersebut ditekan dan dicuci

dengan air panas, dan selanjutnya dicuci dengan air dingin sampai bebas

butilasetat. Percobaan yang lain yaitu dengan sistem pencucian tidak dengan air,


melainkan dengan campuran antara butilasetat – asam asetat dan air. Pencucuian

yang terakhir dilakukan hanya dengan menggunakan air.

4.5 Penelitian Pulp

4.5.1 Rendemen

Penentuan rendemen didasarkan metode pengeringan (metode DARR)

yaitu MERKBLATT IV/42/62 des VEREINS der ZELLSTOFF – und Papier

Chemiker und – Ingenicure atau asosiasi kimia pulp kertas dan sarjana kimia.

4.5.2 Bilangan Kappa

Derajat delignifikasi pulp ditentukan berdasarkan nilai bilangan kappanya

(sisa lignin di dalam pulp dikalikan faktor ± 0,15), yang dilakukan dengan metode

Zellcheming IV/37/80. Untuk bilangan kappa rendah atau sisa lignin di bawah

1%, digunakan perhitungan bilangan kappa mikro menurut metode TAPPI

UM246/82.

4.5.3 Derajat Polimerisasi Selulosa/DP

Nilai rataan Dp Selulosa di dalam pulp dihitung dengan cara viskositas di

dalam larutan Cadoxen (Trietilendiamin – Cadmiumhidroksida), di mana pulp

tersebut akan terlarut dengan sempurna. Larutan Cadoxen dibuat menurut metode

DONETZHUBER (1960) dan Brown (1967) dan konsentrasinya dihitung

berdsasarkan Standar Zellcheming IV/52/71.

Persiapan contoh uji pulp menurut penelitian KORDSACHIA 1984),

adalah bahwa setiap pulp di buat ulangan minimal 2 kali. Pengukuran viskositas

dengan alat viskosimeter kP6 (IC Kapiler dengan nilai k = 0,03 sebagai nilai

garis). Perhitungan nilai viskositas didasarkan atas mengalirnya larutan tersebut

melalui pipa kapiler viskosimiter pada batas nonius. Nilai viskositas adalah nilai

rataan yang di konversikan ke dalam nilai viskositas batas / Grenzviskositat /

menurut zellcheming III/36/61. Dari nilai Viskositas batas tersebut dapat

diperhitungkan ke dalam nilai derajat polimerisasi selulosa / Dp.


4.5.4 Sifat Kekuatan Kertas

Sebelum pengujian sifat kekuatan kertas, pulp tersebut digiling dengan alat

yokro muhle untuk mendapatkan nili derajat giling tertentu. Kisaran derajat giling

diperoleh antara 14 – 80°SR. Dari lembaran kertas yang dibuat akan dapat

diketahui berat dan kerapatan kertas. Selanjutnya, dari kertas tersebut kemudian

diuji kekuatan tarik, sobek, jebol dan lipat dengan standar yang digunakan adalah

Zellcheming nomor V/461, V/5/60, V/6/61, V/7/61, V,8,61, V/10/57, V/11/57/,

V/12/57, dan V/13/62.

4.5.5 Pengujian Sifat Optis

Derajat putih kertas dalam satuan % ISO di ukur dengan cara ZEISS –

Elrephometer. Selanjutnya, pengukuran derajat remisi di lakukan menurut standar

TAPPI R46 dengan panjang gelombang cahaya 475 ŋm.

4.5.6 Penentuan Konsentrasi Asam Asetat

Penentuan Konsentrasi asam asetat dapat dilakukan dengan menggunakan

2 (dua) metoda yaitu :

- Pengukuran jenis dengan alat AEREO meter yang distandarkan dengan

Tabel. Kesalahan pengukuran yang mungkin terjadi diperkirakan 1% (untuk

konsentrasi asam asetat di atas 60%).

- Penentuan dengan metode titrasi Natriumhidroksida dan phenolphthalein

sebagai indikator - Kesalahan pengukuran yang mungkin terjadi

diperkirakan 1% (untuk konsentrasi asam asetat di atas 60%).


BAB V

KESIMPULAN

Asam asetat pekat yang ditambah katalisator asam klorida merupakan

pelarut lignin yang selektif untuk jenis kayu Spruce / Fichte pada tekanan

atmosfer dan tempratur titik didih pada proses pulping Acetosolv (NIMZ dan

CASTEN, 1984).

Tujuan penelitian adalah optimalisasi proses pulping Acetosolv dari jenis

kayu Spruce / Fichte (Picea abies) dan pemutihan pulp bebas klor di dalam media

asam asetat atau media lainnya.

Bagian pertama penelitian ini adalah mencari parameter proses pulping

dan optimalisasinya. Penelitian selanjutnya adalah melihat pengaruh perlakuan

chip dan pulp terhadap penurunan bilangan kappa.

Dari hasil penelitian ini di temukan 3 jenis katalisator yang dapat

digunakan di dalam proses pulping. Katalisator tersebut adalah asam klorida,

aluminium klorida dan Asam bromida.

Hasil optimalisasi tersebut dapat diringkaskan sebagai berikut :

Asam klorida sebagai katalisator dengan nilai optimal :

- Konsentrasi Asam klorida = 0,17% (berdasarkan volume larutan)

- Konsentrasi Asam asetat = 93% (berdasarkan Berat Kering Tanur)

- Waktu Pemasakan = 5 jam

- Temperatur = 110°C

- Rasio (kayu : larutan) = 1 : 7

Dari hasil ketentuan proses pulping, maka didapat nilai optimal

sebagai berikut :

- Bilangan Kappa = 18- Rendemen total = 50 %- Sisa chip = < 0,1 %


- Derajat Giling = 30 °SR- Waktu Giling = 2,5 – 5 menit- Kekuatan tarik = 11,200 km- Kekuatan jebol = 70 m²- Kekuatan sobek = 63,2 cN

Sedangkan pengaruh perlakuan chip kayu (impragnasi, ekstraksi,

perendaman dan cara lain) tidak memberikan hasil yang optimal. Nilai optimal

untuk katalisator Aluminium klorida adalah sebagai berikut :

- Kons. A1C13 (Alumium klorida) = 0,30%

(berdasarkan volume larutan)- Kons. Asam asetat = 93%

(berdasarkan berat kering tanurkayu).

- Waktu pemasakan = 5 jam

- Temperatur = 110°C


Hasil Penelitian :

- Bilangan Kappa = 19

- Rendemen total = 54,7%

- Sisa kayu = 0,1%

- Derajat Giling = 30°SR

- Waktu Giling = 12,000 km

- Kekuatan Jebol = 71 m²

- Kekuatan Sobek = 66 cN

Nilai Optimal untuk katalisator Asam bromida sebagai berikut :

- Kons. Asam bromide = 0,38% (berdasarkan volume larutan)

- Kons. Asam asetat = 93% (berdsasarkan berat kering tanur

kayu)- Waktu pemasakan = 2 – 3,5 jam



Hasil Penelitian :

- Bilangan kappa = 14 – 20

- Rendemen total = 50 – 53%

- Sisa kayu yang tidak termasak = < 0,5%

- Derajat giling = 30°SR

- Waktu giling = 2,5 – 5 menit

- Kekuatan tarik = 11,600 – 11,900 km

- Kekuatan jebol = 65 – 69 m²

- Kekuatan sobek = 68 – 70 cN

Hasil optimal proses pulping Acetosolv jika dibandingkan dengan proses

lainnya, ternyata proses pulping Acetosolv menghasilkan bilangan kappa yang

rendah, rendemen tinggi, kekuatan tarik dan jebolnya lebih baik dari proses

lainnya, sedangkan kekuatan sobeknya sedikit lebih rendah dari proses Sulfat atau

ASAM. Pulp Acetosolv dari kayu Spruce mempunyai sifat kekuatan kertas lebih

baik, jika dibandingkan dengan kayu daun lebar yang berasal dari daerah tropis.

Pulp Acetosolv dari jenis kayu Spruce yang menggunakan sistem tekanan

tinggi menghasilkan nilai bilangan kappa, rendemen pulp, dan kekuatan kertasnya

relatif lebih rendah jika dibandingkan pulp Acetosolv tanpa tekanan. Selain itu,

ukuran chip juga mempengaruhi sifat kekuatan kertas, khususnya chip yang kecil

menyebabkan sifat kekuatan kertasnya menurun.

Bagian kedua penelitian ini adalah pemutihan pulp Acetosolv bebas klor

dari jenis kayu Spruce. Pemutihan pertama yang terbaik adalah dengan

menggunakan gas ozon di dalam media asam asetat. Faktor yang mempengaruhi

pemutihan pulp dengan gas ozon adalah konsentrasi gas ozon, konsentrasi asam

asetat, temperatur, konsistensi serta bilangan kappa awal.


Nilai optimal pada pemutihan dengan menggunakan gas ozon adalah

sebagai berikut :

- Konsentrasi Asam asetat > 90%- Temperatur antara 20 – 30°C- Konsistensi antara 35 – 46%- Konsentrasi gas ozon tergantung bilangan kappa awal.

Hasil Penelitian pemutihan dengan gas ozon :

- Viskositas atau nilai derajat polimerisasi sedikit mengalami penurunan- Peningkatan nilai derajat putih kertas sangat tinggi- Penurunan bilangan kappa dapat ter reduksi hingga mencapai 95%- Sifat kekuatan kertas relatif stabil, bahkan untuk kekuatan tarik dan

jebol mengalami peningkatan- Gas ozon terpakai dapat mencapai 99%.

Pemutihan dengan menggunakan gas ozon dua kali tidak menunjukkan

peningkatan nilai derajat putih kertas. Selain gas ozon, dapat juga digunakan gas

natrium dioksida sebagai bahan pemutih pada tahap pertama. Dari hasil

optimalisasi pemutihan dengan gas nitrogen dioksida, dapat dikatakan bahwa

pemutihan dengan gas nitrogen dioksida kurang baik jika dibandingkan dengan

gas ozon. Begitu pula pemutihan pulp pada tahap pertama dengan asam peressig

atau hidrogen peroksida juga kurang baik.

Pemutihan pulp pada tahap kedua adalah dengan menggunakan Asam

peressig pada media Butilasetat. Kombinasi pemutihan yang terbaik adalah Ze

Pan (gas ozon pada media asam asetat dan asam peressig pada media butilasetat).

Dari hasil kombinasi ini, diperoleh nilai derajat putih kertas 82% ISO dan sifat

kekuatan kertasnya mengalami sedikit penurunan.

Pemutihan yang terakhir pada kombinasi yang ketiga adalah ekstraksi

alkali dengan natrium bohrhydrida (NaBH4). Dari kombinasi pemutihan Ze Pan

ER di peroleh nilai derajat putih kertas 86% ISO, akan tetapi sifat kekuatan

kertasnya mengalami penurunan antara 15-35%. Untuk mendapatkan derajat putih

kertas > 90% ISO dengan pemutihan bebas klor mengalami sedikit kesulitan

untuk pulp Acetosolv tanpa tekanan.


BAB VI

LITERATUR

ABAU-STATE, A. ; S. HELMY;A. F. H. ALI und M. M. F. ABD-EL-

SALEM:

Role of ph in the Bleaching of Kraft Bagasse Pulps With Chlorine Water,

Chlorine Dioxide, and Peroxyacetic Acid. Paper Carton Cellulose 36 (3),

39-42, (1987).

ABRAHAMSSON, K. und O.SAMUELSON:

Consumption of Oxyggen and Formation of Carbonmonoxid during

Nitrigen Dioxide/Oxygen Pretreatment of Kraft Pulp.

ADLER, E. : J.M. PEPPER und E. ERIKSON :

Action of Mineral Acids on Lignin and Model Substances of

Guaiacylgycerol – β – aryl - ether Type.

Industrial Engineering Chemistry 49 (9), 1391-92, (1957)

AIKEN, W. H. :

Effect of Acetylation on Water Binding Properties of Cellulose.

Ind. Eng. Chem. 35 (11), 1202-1210, (1943).

ALEKSANDROU, Y. A. ; B. I. TARUNIN und M. L. PEREPLETCHIKOV :

Zh. Obshch. Khim. 46, 3-5, (1976).

In : R. BATTINO (ed.) : Solubility Date Series, Vol. 7, Oxygen and

Ozone. Pergamon Press, Oxfort 1981, 492-3.


ALLISON, R. W. :

Effect of Temperature and Chemical Pretreatment on Pulp Bleaching With

Ozone.

CPPA/TAPPI Internasional Pilp Bleaching Conference, Quebec City,

Proceedings, 47-53, (1985).

ALLISON; R. W. und J. S. GRATZL:

Oxidation Pretreatment With Hydrogen Peroxide Prior to Alkaline Pulping.

Journal of Wood Chemistryand Technology 7 (3), 285-309, (1987)

ANDERSSON, S. I. und O. SAMUELSON :

Carbohydrate Reactions During Treatment of Kraft Pulp With Nitrogn

Dioxide and Oxygen.

Tappi Journal 66 (7), 87-89, (1983).

ANDERSSON, S. I. und O. SAMUELSON :

Formation of Cellulose Compounds During Pretreatment of Kraft Pulp With

Nitrogen Dioxide.

Svensk Paperstidning 9, R102-R104, (1983).

ANDERS, W. und W. SCHIGA :

Nichtkonventionalle Aufschlußverfahren.

Zelstoff und Pappier 36 (4), 124-128, (1987).

ARONOVSKY, S. I. und R. A. GORNER :

The Cooking Process IX.

Pulping Wood With Alkohols and Other Organic Reagents.

Industrial and Engineering Chemistry 22, 1272-76, (1964).


ASSARSSON, A. und O. THENDER :

The Oxidation of Cellulose. ZIV. The Oxidation of Methyl ß – D –

Glucopyronoside With Nitrogen Dioxide.

Acta Chem. Scand. 18, 553-354, (1964).

AZIZ, S. und O. THEANDER :

The Oxidation of Celluse. XIV. The Oxidation of Methyl ß – D –

Glucopyronoside With Nitrogen Dioxside.

Acta Chem. Scand. 18, 553-354, (1964).

BAILEY, C. W. und C. W. DENCE :

Peroxyacetic Acid Bleaching of chemical pulp.

Tappi 49 (1), 9-15, (1996).

BALOUSEK, P. J., T.J. McDONOUGH, R. D. McKELVEY und D.C.

JOHNSON :

The Effects of ozone upon a lignin model containing the ß-Aryl Ether

Lingkage.

Svensk paperstinding 84, R49-R54, (1981).

BELL, A. Und G. F WRIGHT :

The Extraction of lignins with Acetic Acid

Journal of the American Chemistry society 72, 1495 – 1499,

( 1950).

BERG, A. :

Aufschluß und Bleiche von Kiefernholz ( pinus sylvestris L.)

Nach dem Acetosolv Verfahren.

Dissertation, Universitat Hamburg, ( 1989 ).


BLETZINGER, J. C. :

Effect of Acetylation on Water – binding properties of Cellulose.

Rag Stock. Ind. Eng. Chem. 35 (4), 474 – 80, (1943).

BLOMBERG, L. und I. WARTIOVARAA :

Ozone Instead of Chlorine in the First Bleaching Stage.

EUCEPA/ATICELCA 22 nc. Conf., Dent. & Trends in Science and

Technol. Of Pulp & Pmkg., Vol. 1, 1-12, (1986).

BOGOMOLOV, B. D. und A. S. GROSCEV :

Die Delignifizierung von Holz durch organischen Lösungsmittel.

Khimya drevesiny 3, 3-36, (1980).

DAVIS, J. L. :

Acetic Acid Pulping of WOOD :

Dissertation the University of visconsin Medison, (1987)

DE HAAS G. G. und C. J. LANG.

Non-Catalyc Process for the production of cellulose from Lignocellulosic

Materials Using Acetic Acid.

US- Patent 3 553 076, (1971).

DONETZHUBER, D.:

Zur Herstellung des Cellulose - LӦsungmittels Cadoxen.

Svensk Papperstidn. 63,447 – 8, (1960).

DUFF, R. B. :

Esterification of the Primary Alcoholic Groups of Carbohydra – Tes With

Acetic Acid : A General Reaction.

J. Chem. Soc. 4730 – 34, (1957).


EDEL , E., J. FECKL und A. HUBER :

Zellstoffherstellung aus Fichte und Einjahrespflanzen mit Organishen

LӦsungsmittein als Extraktionsmittel fừr Lignin Und Entwicklung einer

Versuchanlage.

FuE – Vorhaben, phase II, Schluβbericht,Bundesministerium fÜr Forschung

und Technologie ( 22 mai 1984).

EDEL, E. :

Das Organosolv – Verfahren.

Bericht über den Betrieb einer Demonstrationsanlage

Papier 43 (10A), V116- V123, (1989).

ELVIDGE, J. A. ; R. P. LINSTEAD und P. SIMS :

J. Chem. Soc., 3386 (1951).

ERIKSSON, T. und J. GIERER :

Studies on the Ozonation of Structural Elements in Residual Kraft Lignins.

Journal of wood Chemistry and Tecnology 5(1), 53 – 84, (1985).

FAHMY, Y und S. EL-KALYOUBI :

On fibrous Acetylation of Cellulose. III.

Acetylstion of paper pulps.

Cellulose chem.. Techno. 4, 613 – 19, (1970)

FARRAND, J. C. und D. C. JOHNSON :

Peroxyacetic Acid Oxidation of 4-Methylphenols and Their Methyl Ethers.

J. Org. Chem. 36 (23), 3606-12, (1971).

FECKL, D. und J. EDEL :

Organosolv Pulping with addition of Alkali. Procedure and products.

Fourth Internasional symposium on wood and pulping chemistry,


Proceedings, Paris , 369-372 (27 – 30. April 1987)

FENGEL, D. und G. WEGENER :

Wood – Chemistry, Ultrastructure, Reactions.

De Gruyter, Berlin- New york 1983.

FREUDENBERG, K. und E. PLANKENHORN :

Über Essigsäure – Lignin.

Ber. Dtsch. Chem.. Ges. 75 (7), 857-67 (1942).

FUKUZUMI, T. ; S. SAKUMA ; H. TAKAHASI ; K. TOMITA ; K.

FUJIHARA ; Y. ISOME und T. SHIBAMOTO :

Acetolysis Products of lignin.

Holzforschung,20 (2), 51-57, (1966).

GASCHE, U.P. :

Schewefelfreie katalysierte Verfahren zur Erzeugung von Zellstoff.

Papier 39 (10A),V1-V8, (1985).

GERMGARD, U. und B. SJöGREN :

Ozone Bleaching of Softwood Kraft Pulp – Influence on PulpQuality.

Tappi Oxygen Delignifcation Symposium, San Fransisc Proceedings, 123 –

32, ( 1984 ).

GIERER, J. :

Chemistry of Delignification part I.

General Concept and Reation During pulping.

Wood Science and technology 20 (1), 1-33, (1985).


GIERER, J :

Chemistry of delignification part. II : Reaction of lignins During Bleaching.

Wood Science and technology 20 (1), 1-33, (1986).

GLINSKI, A. J. und G. A NICHOLLS :

Peroxyacetic Acid Delignification of white Birch New Evidence For Lignin

– Carbohydare Bonds.

Paperi ja puu 11 , 741 – 760, (1977).

GOODSAY, M P. und E. M. PEARCE :

Physico – chemical properties of ozone oxidized kraft pulps.

Tappi oxygen Delignification symposium, san fransisco, Proceedings, 55-

69 , ( 15 – 16. November 1984 ).

GOEL, K . :

Influence of Nitrogen Dioxide upon Cellulose.

Svensk paperstidning 70, 37 – 39, (1967) .

GRANZOW, C :

Aufchluβ und Bleiche von Buchenholz ( Fagus sylvatica, L.) Nach dem

Acetosolv – verfahren.

Dissertation, Universitat Hamburg, 1990.

GRANZOW, C :

Unveröffentliche Ergebnisse ( 1990).

GRATZL, J. S. :

Abbaureaktionen von kohlenhydraten und Lignin durch Chlor freie

Bleichmittel – Mechanisme sowie mögliche Stabilisierung.

Das papier 41 (3), 120 – 130, (1987).


GUPTA, M. K. und R. C. ECKERT. :

OZ Prebleaching : Influence on Viscosity and Sheet Strength.

Tappi oxygen Delignification Symposium, San Francisco, Proceedings, 133

– 144, (15. – 16. November 1984 ).

GUSTAFFSON, C. und ANDERSEN, L. :

The Formation of Dinitroguaiacol by Nitration of Lignin and Lignin

Models.

Paperi ja puu 1, 1-3, (1955).

HAMMANN, M. B.

Vergleichende Untersuchungen zur chlorfreien Bleiche von Nadelholz –

Sulfat – und ASAM – Zellstoffen.

Dissertation, Universität Hamburg, (1989).

HAMMANN, M, B.

Persönliche Mitteilung, (1990).

HATAKEYAMA, H. ; J. NAAKANO und N. MIGITA :

Degradation of Wood Carbohydrates With Paracetic Acid.

Kogya Kagaku Zasshi 70 (6), 953-7 (1967).

Zit. Nach : CA 67, Abstr. No. 91852b (1967).

HATAKEYAMA, H. ; IWAI, M. ; J. NAKANO und N. MIGITA :

Degradation of Cellulose with peracetic Acid.

Kogya Kagaku Zasshi 71 (1), 153-6 (1968) Zit. Nach : CA 68, Abstr. No.

115795 (1968).

HEBBEL, G. und H. KRüGER :

Chlorfreie Mehstufenbleiche von Zellstoff.

D. O. S. 2, 219, 505, (1972).


HERDLE, L. E. ; L. H. PANCOAST, JR und R. H. MacCLAREN :

Acetylation Celluloses from pulping of Wood in Acetic Acid.

Tappi 47 (10), 617-629, (1964).

HERDLE, L. E. und W. H. GRIGGS :

Partially Acetylated Cellulose – Its Properties and Potential Applications.

Tappa 48 (7), 103A – 107A, (1965).

HEUSER, E und L. M. SIGVARDT :

The Action of Nitrogen Dioxide upon Unbleached Pulp Part II.

Paper Trade Journal 118 (10), 30-32, (1944).

HOFFMANN, P. und R. PATT :

Zur Bleiche von Fichtenbisulfitzellstoffen mit Wasserstoff peroxide und

Chlordioxid.

Holzforschung 331, 167-174, (1979).

HRUSCHKA, A. :

Zellstoffbleiche mit Sauerstoff und Ozone.

Wochenblatt für Papierfabrikation 17, 681-686, (1986).

IMMERGUT, E. H. :

Cellulose. In : B. L. Browning (ed.) : The Chemistry of Wood.

Robert E. Krieger Publishing Campany, New York, 1975, s. 179.

ISHIKAWA, H. ; K. OKUBO und T. OKI :

The Mechanism of Delignification in a New Precess of Peracetic Acid

Bleaching in Vapor – Phase.

Applied Polymer Symposium 28, 1169 – 84, (1976).


JOHANNSSON, B. und G. E. MIKSCHE :

Über die Benzyl – arylätherbindung im Lignin.

Acta Chem. Scand. 26, 289-308, (1972).

JOHANSSON, A, ; O. AALTONEN und P. YLINEN :

Organosolv Pulping – Methods and Pulp Properties.

Biomass 13, 45-65, (1987a).

JOHANSSON, A .; O. AALTONEN ; P. AALTONEN und P.YLINEN :

Wood Pulping with Aqueous Tetrahyrofurfuryalcohol.

Paperi ja Puu 6, 500 - 504, (1987b).

JOHNSON, D. C. :

Lignin Reactions in Delignification with Peroxyacetic Acid.

In : J. GRATZL, J. NAKANO und R. P. SINGH (Eds.) :

Chemistry of Delignification with oxygen, ozone and peroxi Des. Uni

Publishers Co. Ltd. Tokyo, 1980, 217 – 28.

KACHI , S. , I. HIRO, A. HIROSHI und A. TETSUO :

Delignification of wood Chips with Phenolic cooking solvent.

Mokuzai Gakkaishi, 36 (2), 108 – 115, (1990).

KAMISHIMA,H.; T. T. FUJJI ; I. AKAMATSU und S. NAKAYAMA :

The Effect of Organic Acids on Carbohydrate Preotection During Ozone

Bleaching of Kraft pulp.

Mokuzai Gakkaishi 28 (6), 370-5, (1982).

KANZLER, W. und J. SCHEDLER. :

Verfahren Zum Enfärben und/ oder Bleichen von Zellulosemate Rial,

insbesondere Zellstof, und Vorrichtung zur Durchfüh Rung als Verfahrens.

Öster. Pat. 378, 016, (1982).


KANEKO, H.; H. HOYOSA ; K. IIYAMA und J. NAKANO:

Degradation of lignin with Ozone.

J. wood Chem. Technol. 3, 399-411, (1983).

KASIM, A. :

Untersuchung über die Eignung einer Tropenholzarten Insbesondere aus

indonesien, zur Herstellung gibsgebundener Spanplaten.


KASSEBI , A. , J. S. GRATZL und L. C. CHEN :

Non – Conventional Kraft Pulp Bleaching The Role of Ozone.

Tappi Pulping Conference,Toronto,Proceedings 327 – 340 ( 25. -27.

Oktober 1982).

KATAI, A A. und C. SCHUERCH :

Mechanism of Ozone Attack on α- Methyl Glucoside and Cellulosic

Materials.

J. Polym. Sci. Part A-1, 4, 2683 – 2703, (1996).

KATZEN, R., R FREDERICKSON , B.F BRUSH und K. RAPHAEL :

The Alcohol Pulping and Recovery Process.

Chem. Enj. 76 (2), 62-67, (1980).

KLEINERT, T. N. und K. V. TAYENTHAL :

Über neure Versuche Zur Trennung von Cellulose und Inkrusten

Verchiedener Holzer.

Angew. Chem. 11, (1933).


KLEINERT, T. N :

Organosolv Pulping with Aqueos Alcohol.

Tappi 57 ((8), 99 – 102, (1974 ).

KLIWON, S., P. SUTIGNO, und R. MEMED.

Wood Board Propertis of some Indonesian Wood Species Forest Products

Reasearch Institute, Bogor Indonesian, 145 (9), 1 – 14, (1980).

KNOBLAUCH, J. :

Reaktionskenetik und .Ablaugenuntersuchung zum alkalischen

Sulfitauschluß mit Anthraschinon und Methnaol (ASAM).

Dissertation, Univercität Hamburg, 1989.

KONO, M. und T. KONDO :

Studies on Pulp Bleaching. IV.

Peracid Bleaching of Unbleached Kraft Pulp.

Japan Tappi 19, 347-352, (1965).

KORDSACHIA, O :

Untersuchungen zur chlorfreien Vorbleiche von Buchensulfif- Zellstoff

untet Verwendung von Ozon und Stickstoffdioxid.


KORDSACHIA und PATT (1988)

Holzaufschluß nach ASAM – Verfahren.

Holz – Zentralblatt 114 (81), 1220+1222, (1988).

KORDSACHIA, O :

Persönliche Mitteilung, (1980).


Krüger, H, ; W. BERNDT und H. U. SÜSS :

Verfahren zur Bleiche von Zellstoffen mittels organischer persäure.

Deutsches Patent 3005947 B1 (1980).

KRÜGER, H. und H. U. SÜSS :

Oxygen/Peroxide Bleaching of Sulphite Pulp – A Possibility far Brightness

Improvement.

Pilp & Paper Canada 85 (12), T297-299, (1984).

KUSHNER, M. A ; L. G. MATUSEVICH ; T. S. SELIVERSTOVA und V.

M. REZNIKOV :

Study of Effect of Protonic Solvents on the Reaction of Lignin Model

Coumpounds. 1. Effacts of Acetic Acid on the Hydrolysis of the Benzyl

Ether Bond in the Methyl Ether of Vanilic Alcohol.

Khim. Drev. (5), 26-29 (1987a).

KUSHNER, M. A. ; L. G. MATUSEVICH ; T. S. SELIVERSTOVA und

V.M. REZNIKOV.

Study of the Effect of Protonic Solvents of the Reaction of Lignin Model

Compounds. 2. Effect of Acetic Acid on the Hydrolysis of the Benzyl Ether

Bond in Veratryl Guaiacyl Ether.

Khim. Drev. (6), 17 – 20 (1987b).

KUTNEY, G. W. :

Hydrogen Peroxide Stabilization of Bleaching Liquars.

Pulp and Paper Canada 86 (12), 182 – 189. (1985).

KUZNETSOVA, Z. T. ; V.S. IVANOVA ; N. N. SHORYGINA und E. G.

IVANOVA :

O – Nitration of Cellulose with Gaseous NO2.

Cellulose Chem. Technol. 3 (6), 585-97. (1969).


LACHENAL, D. ; C. DE. CHOUDENS und P. Monzie.

Two – stage Nitrogen Dioxide – Hydrogen Bleaching of Kraft Pulps.

Svensk Paperstidning 83, 494 – 497, (1980).

LACHENAL, D. und M. BOKSTRÖM :

Improvement of Ozone Prebleaching of Kraf Pulps, CPPA/TAPPI

International Pulp Bleaching Conference, Quebec

City, Proceedings, 55 – 59 (18 – 21 Juni 1985).

LAGON, A. F. :

Pulping of Tropical Hardwood Reforestation Species.

Devision of Chemical Technology CSIRO, Australien, Research Review 21

– 37, (1981).

LAI, Y. –Z. und K. V. SARKANEN :

Delignification by Peracetic Acid – II.

Comperatuve Study on Softwood and Hardwood Lignins.

Tappi 51 (10), 449 – 53, (1968).

LAI, Y. –Z. und K. V. SARKANEN :

Delignification by Peracetic Acid – II.

Comperative Study on Softwood and Hardwood Lignins.

Occurrence,Formation,Structure and Reactions.

Willey – Interscience, New York, 1971, 165-240.

LANGE, W.;W. SCHWEERS und O. BEINHOOFF :

Über Eigenschaften und Abbaubarket von mit Alcohol-Wasser- Gemischen

isolierten Lignien.

Holzforschung 35 (3), 119 – 124, (1981).


LANGE, W. und W. SCHEWEERS:

The Carboxymethylation of Organosolv and Kraft Lignins.

Wood Sci. Technol. 14, 1-14 , (1980).

LANGE, H. :

Underschung zum Verhalten von laubholz – xylanen beim Ethanol / Wasser

– Aufschluß.


LAWRENCE, W., R.D McKELVEY und D. C. JOHNSON :

The Peroxyacetic Acid Oxidation of α – Lignin – Related ß- Aryl Ether.

Svensk Paperstidn. 83 (1), 11- 18, (1980).

LEDAAL , T. und E. BERNATEK :

Determination of organicparacetic and hydrogen peroxide in Mixtures.

Anal. Chim. Acta 28, 322-26, ( 1963).

LIEBERGOTT, N. und B. VAN LIEROP :

Ozone Delignification of black Spruce and Hardwood Kraft, Kraft –

Anthraquinone, and Soda – Anthraquinone pulp.

Tappi 64 (6), 95 – 99, (1991).

LIEBERGOTT, N. , B. VAN LIEROP, B. C. GARNER und G. J. KUBES :

Bleaching of Softwood Kraft Pulp without Chlorine Compounds.

Tappi Oxygen Delignification, Symposium, San Fransisco, Proceedings, 76

– 80, (1984).

LINDHOLM, C. –A. :

Effect of Heterogenity in Pulp Bleaching With Ozone.

Paperi ja puu 69 (4), 283 – 290, (1980).


LINDHOLM, C, -A. :

Effect of Pulp Consistency and pH in Ozone Bleaching.

Part 1. General Aspects.

Paperi ja puu 69 (3). 211 – 218, (1987a).


Effect of Pulp Consisitency and pH in Ozone Bleaching.

Part 2. Lignin Removal and Carbohydrate Degradation.

TAPPI Int. Oxygen Delignification Conference, San Diego, Proceedings,

155 – 164 (7.-11. Juni 1987b).


Effect of Pulp Consisitency and pH in Ozone Bleaching.

Part 3 . Bleaching of Oxygen delignified Kraft Pulp.

Nordic Pulp and Paper Research Journal 1, 44 – 50, (1988).

LINDQUIST, B. ; A. MARKLUND ; L. –E. PERSSON und G.

TJÄRNSTRÖM :

Ozone Bleaching of Sulfite Pulping Conference, Proceedings, 127 – 133,

(1982).

LOQUENZ, H. :

Neues Bleichverfahren für Zellstoff.

Deutsche Papierwirtschaft T65 – T71, (1987).

LORAS, V. und N. SOTELAND :

Bleaching of Sulphite Pulp with Oxygen and Ozone.

International Pulp Bleaching Conference (Atlandia), Tappi Proceedings, 45

– 58, (1982).


MALM, C. J. ; K.T. BARKEY ; D.C. MAY und E. B. LEFFERTS :

Treatment of Cellulose Prior to Acetylation.

Industrial and Engineering Cmemistry 44 (12), 2095 – 299, (1952)

TANGHE :

Hydrolysis of Cellulose Esters.

Industrial and Engineering Chemistry. Process Design and Development 5

(1), 81-87, (1966).

MARTAWIJAYA, A., I. KARTASUJANA, K. KADIIR und S. A.

PRAWIRA:

Atlas Kayu Indonesia ( Holzatlas).

Forest Products Research Institute, Bogor, Indosien 1, 51 Und 85, (1981).

MAURER, K und G. REIFF :

Die Oxydation der Cellulose mit Stickstoffdioxyd.

J. Makromol. Chem. 1, 27 – 24, (1943).

MBACHU, R. A. D. und R. St. J. MANLEY.

The Effect of Acetic Acid and Formic Acid Pretreatment on Pulp Bleaching

with Ozone.

Tappi 64 (1), 67-70, (1981)

McDONOUGH, T. J. :

Effect of Chelating and De- Ashing Treatments on the perace Tic Acid

Bleaching of Groundwood.

Pulp and paper Magazine of Canada 73 (4), T79-T87, (1972).

McDONOUGH, T. J. und W. H. RAPSON :

Reactions of peracetic Acid Bleaching with Lignin Modelm Compounds in

Alkaline Solution.


Transactions 1 (1), 12 – 17, (1975).

McGEE, P. A., W.F . FOWLER, E. W. TAYLOR, C. C. UNRUH und

W. O. KENYON :

Investigation of the Properties of Cellulose oxidized by Nitrogen Diokxide.

I. Study of Mechanism of Oxidation in Prensence of carbon Tetrachloride.

J. Amer. Chem. Soc. 69, 335 – 361, (1947).

McGEE, P. A., W. F. FOWLER, C. C. UNRUH und W. O. KENYON :

Investigation of the Properties of Cellulose Oxide by Ni Trogen Dioxide.

IV. The Effect of Alkali on the Calluronic Acids.

J. Amer. Chem. Soc 70, 2700 – 2705, ( 1981).

MITSHUBISHI GAS CHEMICAL Co . :

Peroxide Bleaching of wood Pulp.

Japanisches Patent 82 21, 591, (1981).

NEIMO, L., K BACZYNSKA und H. SIHTOLA :

The Action of Peracetic Acid Solution on Cellulose and Oxycellulose.

Paperi ja puu 47 (2), 43-58,(1965).

NEMR, M. :

Untersuchungen zum fichtenholz – Aufschluβ mit peressigäure“ in Situ”

Dissertation, Universität Karlsruhe, (1985)

NEVEEL, T. P. :

Oxidation of Cellulose.

In : Cellulose Chemistry and it’s Aplications. Nevell, T. P.

Und S. H. Zeronian (Hrsg.), Ellis Horwood Limited, Chicherter – West

sussex, 243 – 265, (1985).


NIKI, E.; Y. YAMAMOTO ; T. SAITO ; K. NAGANO ; S. YOKOI und Y.

KAMIYA :

Ozonation of Organic Compounds VII. Carboxylic Acids, Alcohols und

Carbonyl Compounds.

Bull. Chem . Soc. Japan. 56, 223 – 28, (1983).

NIMZ, H. H. :

Der Abbau des Lignins durch Schonende Hydrolyse.

Holzforschung 20 (4), 105 – 109, (1966).

NIMZ, H.H. :

Kondensationsreaktion des Lignin.

Holzforschung 23 (3), 84 – 88, (1969).

NIMZ, H. H. und H. SCHWIND :

Oxidation of Lignin and Lignin Model Compounds with Peracetic Acid.

International Symposium on Wood und Pulping Chemistry, Stockholm,

Proceedings, Vol. II, 105 – 111, (9. -12. Juni 1981).

NIMZ, H. H. und R. CASTEN :

Holzaufschluß mit Essigsäure.

Deutsches Patent 3 445 132, (1984).

NIMZ, H. H. und O. Robert :

¹³C NMR – Spektra of Acetic Acid Lignins.

Int. Symp. On Wood and Pulp., Proceedings, 267, Vancouner, 26. – 30.8.85,

(1985).

NIMZ, H. H. und R. CASTEN :

Chemical Processing of Lignocellulosics.

Holz als Roh – und Werstoff 44, 207 – 212, (1986a).


NIMZ, H. H. , A. BERG und R. CASTEN :

Verfahren zur Delinifizierung von Zellstoffen.

Europäischung 40, 125 – 132, (1986b).

NIMZ, H. H. , A. BERG und R. CASTEN :

Verfahren zur Gewinnung von gebleichtem Zellstoff.

Europäisches Patent 88810035.1, (1988a).

NIMZ, H. H. und A. BERG :

Verfahren zur Delignifizierung von Zellstoffen.

Europäisches Patent 88810034.4, (1988b).

NIMZ, H. H., A. BERG, C. GRANZOW, R. CASTEN und S. MULADI.

Zellstoffgewinnung und Bleiche nach dem Acetosolv- Verfahren.

Papier 43 (10A), V102-V108, (1989)

OKI, T. , K. OKUBO und H. ISHIKAWA :

The Peracetic Acid – Oxidation of Isoeugenol and Dehydrodiisoeugenol.

Mokuzai Gakkaishi 20 (2), 89 - 97, (1974)

OKI, T. , H. ISHIKAWA und K. OKUBO :

Characteristics of Oxidative Degradation of lignin by Peroxide and Ozygen

Alkali Methods.

Mokuzai Gakkaishi 24 (6), 406 – 414, (1978).

OKUBO, K. ; und H. ISHIKAWA :

Study on the Pulp Bleaching by Peracetic Acid in Vapor Phase. I.

Mokuzai Gakaishi 20 (3), 127 – 134, (1974).


OKUBO, K. ; T. OKI und H. ISHIKAWA :

Effect of Stabilizers on Pulp Bleaching with Peracetic Acid in Vapor Phase.

Kami pa Gikyoshi 29 (3), 127 – 134, (1975).

OKUBO, K. ; T. OKI und H. ISHIKAWA :

On the Characteristic Mechanical Properties of Sulfite Pulp Bleached with

Peracetic Acid in Vapor Phase.

Kami pa Gykoyoshi 31 (5), 275 – 84, (1977).

OSAWA, Z. und C. SCHÜRCH :

The Action of Gaseous Reagents on Cellulosic Materials. I.

Ozonation and Reduction of Unbleached Kraft Pulp.

Tappi 46 (2), 79 – 84, (1963).

PAN, G. Y. ; C. –L. CHEN ; H. –M. CHANG und J. S. GRATZL :

Model Experiments on the Splitting of Glycosidic Bonds by Ozone.

International Symposium on Wood and Pulping Chemistry – The Ekman

Days (Stockholm), Proceedings Vol. II, 132 – 144, (9. -12. 1981).

PAN, G. Y. ; C. L. CHEN ; H. M. CHANG und J. S. GRATZL :

Studies on Ozone Bleaching I. The Effect of pH, Temperatur,

Bufferssystems und Heavy Metal Ions on Stability of Ozone in Technology

4 (3), 367 – 387, (1987).

PASZNER, L. und P.C. CHANG :

Catalysed Organosolv Pulping of Softwoods.

International Symposium on Wood and Pulping Chemistry, Japan,

Proceedings, 21 – 28, (23. -27. Mai 1983).


PASZER, L. und N. C. BAHERA :

Beating Behaviour and Sheet Strength Development of Conife.

Rous Organosolv Fibers.

Holzforschung 39 (1), 51 – 61, (1985).

PATT, R. ; O. KODSACHIA ; D. L. –K. WANG und U. WELKENER :

Laboratory and Pilot Plant Bleaching of Various Pulp with Ozone.

Tappi Oxygen Delignification Symposium, San Francisco, Proceedings, 33

– 42, (15. -16. November 1984a).

PATT, R. , D. L. –K. WANG und O. KORDSACHIA :

Chlorfreie Bleiche von Sulfitzellstoff.

Das Papier 38, (10A), V7 – V16, (1984b).

PATT, R. ; O. KORDSACHIA und D. L. –K. WANG :

EINSATZ VON Ozon zur Zellstoffbleiche.

Das Papier 42 (10A), V14 – V23, (1988).

PATT, R. , O. KORDSACHIA und K. KOPFMANN :

Wirschaftliche, technologische und ökologische nach dem ASAM

Verfahren.

Das Papier 43 (10A), V108 – V115, (1989).

PAULY, H :

Verfahren zur Gewinnung der das sogenannte.

Lignin bildenden Stoffe aus Holzarten.

D. R. P. 309 551, (1916).

PAULY, H. :

Verfaren zur Gewinnung des sogenannte Lignin Bildenden Stoffe aus

zellulosehaltigen Materialen.


Osterr. Pat. 83396, (1918).

PAULY, H :

Scheidung von Lignin – Komponenten.

Ber. Dtsch. Chem. Ges. 67, 1177 – 99, (1934).

PAULY, H. :

Gewinnung humidfreier Essigsäure – Lignole.

Ber. Dtsch. Chem. Ges. 76, 864 – 872, (1943).

PERKINS, J. K. und R. W. SCHLEINKOFER :

Advances in Ozone Bleaching.

Part III. Pilot Plant Installayion and Proposed Commercia Implementation.

Proceedings of the Tappi Annual Meeting 263 – 266, (1981).

POLJAK, A. :

Holzaufschluß mit Peressigsäure.

Angewandte Chemie 60 (2), 45 – 46, (1948).

POPPIUS, E. ; L. LAAMANEN ; J. SUNQVIST; I. WARTIOVAARA Und

S. KAULIOMÄKI :

Bleached Pilp by Peroyacid/Alkaline Peroxide Delignification.

Paperi ja puu 68 (2), 87 – 92, (1986).

PUNGOR, E. ; J. TROMPLER ; Z. REMPORT und E. SCHULEK :

Untersuchung des Systems Wasserstoffperoxyd – Essigsäure.

Acta Chimica Acad. Sci. Hung. 8 (4), 321 – 33, (1956).

PYE, KENDALL :

Alcell offers Savings wih Quality Pulps, By Products.

PIMA 21-24, (1987)


RAPSON, W. H. :

The Role of pH in Bleaching pulp.

Tappi 39 (5), 284-295, (1956).

RAPSON, W. H. : und C. B. ANDERSON :

Bleaching in Five Stages to the Asymptotic Limit Using only One Oxidant

and Sodium Hydroxide.

CPPA/ TAPPI Int. Bleaching Conf. (quebec City), Proccedings 227 – 30 ,

18 – 21 juni, ( 1985).

ROSID , M. :

Chemical Analysis of some Indonesian Wood Species.

Forest Products Reasearch Institute, Bogor, Indosian, 159, 21 – 24, ( 1982 ).

ROTHENBERG, S. ; D. H. ROBINSON and D. K. JOHNSONBAUGH :

Bleaching of oxygen pulps with Ozone.

Tappi 58 (8) , 182 – 185, (1975)

ROTH, M :

Aufshlüsse von Buchenholz mit wasserhaltigen organishen Lösungsmitteln.

Dissertation, Universität Kaslsruhe, (1984).

ROSEN, H. N.

Interaction of Alcohol and Organic Acid with Wood.

Wood Science 10 (3) , 151 – 157, (1978).

ROUTALA, O. und J. SEVON :

Ann. Acad. Sci. Fennicae, 11 (48), 29A (1927).

Cit. nach WISE, L. E und E und E. C. JAHN (eds). Wood Chemistry 1.

New York 36, USA, (1952), s. 436 – 437.


ROY, N. und T. E. TIMELL :

The Acid Hydrolysis of Glycosides.

IX. Hydrolysis of two Aldotriouronic Acids Derived from a (4-0-

Methylglucorono)- Xylan.

Carbohydr. Res. 6, 482 – 87, (1968 ).

ROYMOULIK, S. K. :

Verfahren zur Bleiche von Zellstoffen.

Deutsches patent 2,124,324, (1971).

RUTKOWSKI, J. und R. SZOPINSKI :

Investigation on Bleaching of Sulfate pine pulp with Ozone.

Cellulose Chemistry and Technology 18 (3), 323 – 333, (1984).

RYDHOLM, S. A. :

Pulping Process. Willey Interscience Publisheres, New york – London –

sydney, (1965).

SAKAI, K. und T. KONDO :

Kinetic of Peracetic Acid Oxidation of Lignin Model-Compounds. Mokuzai

Gakkaishi 12 57 – 61, ( 1966 ).

SAKAI , K. ; K. I. KURODA und S. KISHIMOTO :

Reaction in Peracid Bleaching – VI.

Reaction of the ß- Aryl Ether Type Model Compouns with Peracetic Acid.

Tappi 55 (12), 1702- 1706, (1972).

SAKAI, K. und T. KONDO :

Delignifacation in pracid Bleaching. VII.

Klinetic Aspects on Reactivities of Guaiacyl and Syringyl Units in Lignin.

Mokuzai Gakkaishi 21R (1), 39 – 42, (1975).


SAKAI, K., S. PHILMUNI und H. IMAMURA :

Organosolv Pulping whih Produces Valuable by Products.

Paperi jaa puu 68 (2), 193 – 195, ( 1986).

SAKAKIBARA, A. ; H. TAKEYAMA und N. MOROSHI :

Untersuchungen über die Hydroyse von Lignin mit Dioxan und Wasser.

Holzforschung 20 (2), 45 – 50, (1966).

SAKIBARA,A ., E. YUSUKA, S. YUSHIHIRO und T. HIROTAKE :

Solvolysis Pulping with Cresols – Water System.

Holzforschung 38 (3), 159-165, (1984)

SAMUELSON, O. und ÖJTEG, U. :

Oxygen Bleaching Following Nitrogen Dioxide Treatment by a New

Process.

Tappi J. 71 (6), 175 – 177, (1988).

SANO, Y. und S. TAKASHI.

Studies an Phenorganosolv Pulping I.

Delignification of woods by modified Oragosolv – Pulping.

Mokuzai Gakkaishi 31 (10), 836 – 842, (1985).

SARKANEN, K. :

Acid Catalysed Delignification Lignocellulose in Organic Solvent.

In : Progress in Biomass Conversion 2, 128 – 144, (1980).

SANOV, K :

Unveröffentliche Ergebnisse, (1987).


SCHÜTZ, F :

Über den Aufschluß von Faserrohstoffen mit wasserhaltiger

Monochloressigsäure.

Cellulosechem. 18 (4), 76 – 83, (1940)

SCHÜTZ, F :

Untersuchung der beim Holzaufschluß mit wasserhaltiger

Monochloressigsäure.

Cellulosechem. 19 (4), 87 – 89, (1941a).

SCHÜTZ, F :

Über den Aufschluß von Faserrohstoffen mit Chlorhydrinen.

Cellulosechem. 19, 33 – 38, (1941b).

SCHÜTZ, F. und W. KNACKSTEDT :

Holzaufschluß mit Salzsäure oder Chloriden als Katalysator in Essigsäure

Lösung.

Cellulosechem. 20 (1), 15 – 22, (1942).

SINGH, R. P. :

Advances in Ozone Bleaching. Part I. The Ozone Bleaching Process –

Laboratory to Pilot Plant.

Tappi 65 (2), 45 – 48, (1982).

SOTELAND, N. :

Some Attemp to Characterize the Oxidized Lignin After Ozone Treatment

of Westen Hemlock Groundwood.

Norsk Skogindustri 5, 135 – 139, (1971).


SOTELAND, N :

Bleaching of Chemical Pulp with Oxygen and Ozone Pulp and Paper

Megazine of Canada 75 (4), T153 – T158, (1974)

SOTELAND, N :

The Effect of Ozone on Mechanical Pilp.

Pulp and Paper Megazine of Canada 78 (7), 45 – 49, (1977).

SOTELAND, N :

Comparison Between Oxygen and Ozone Delignification of Sulphite Pulps.

Tappi Oxygen Delignification Symposium, Proceedings, San Francisco, 71

– 80, (15. -16. November 1984).

SPRINGER, E. W. und J. F. HARRIS :

Procedures for Determining the Neutralizing capacity of wood During

Hydrolysis with Mineral Acid solutions.

Ind. Eng. Chem. Res. Dev., 24, 485-89, (1985).

STEVENS,W. P. und R. MARTON :

Effect of Peracetic Acid on the Properties of high yield Pulps.

TAPPI 49 (10), 452-456, (1966).

STEVEN, S. K. und R. P. SINGH :

Advances in Ozone Bleaching Part II.

Bleaching of Softwood Kraft pulp with Oxygen and ozone Combination.

TAPPI Oxygen Delignification Symposium, san fransisco, Proceedings, 43-

53, (15.- 16. November 1984 )

SUDRAJAT, E. :

Chemical Analysis of Several Indonesian Woods.

Forest Products Research Intitute,Bogor Indonesian 47 (3), 1- 6 (1980).


SUKATON, E. :

Unveröffentliche Ergebnisse, ( 1989).

SUMARNA, E. und T. SILITONGA :

The Properties of Sulphite pulp with oxygen, peroxide and Nitrogen

Dioxide : A. Resolution of Effluent Problems.

Das Papier 38 (11), 529 – 534, (1984).

SüSS, H. U. und H. KRüGER :

Delignification Using Hydrogen peroxide Under Acedic Conditions – the

pOs – Treatmen.

Int. Symposium on wood and Pulping chemistry, Technical paper 13 -21,

(1985).

SWERN, D.:

Organic peroxy Acids – Preparation, properties and Structure.

In : SWERN, D. (ed.) : Organic peroxide , vol 1.

Wiley – Interscience, New York 1970, 313 – 474.

SZEJTLI, J :

Säurehydrolyse glykosidischer Bindungen. 1.Auf1. VEB.

Fachbuchverlag. Leipzig, (1976).

TANIGUCHI, E. und K. OGIYAMA ;

Effect of pH on Sodium Xylenesulfonate Cooking and Peracetic Acid

Bleaching.

Kami pa Gykoyoshi 25 (11), 556 – 61, (1971).

TERAZAWA, K. ; N. MATSUKURA und K. HATA :

Proc. 36 th Annual Meeting of Japan Wood Reasearch Society, Shizuoka,

226, (1986).


In : S. YUSUDA und N. ITO, Mokuzai Gakaishi 33 (9), 708 -15, (1987).

TREPKAU, B :

Organosolv – Aufschluß von Fichten – und Buchenholz mit Essigsäure.

Diplomarbeit, Universität Hamburg, (1985).

TSCHIRNER, U. :

Untersuchungen zum Ligninabbau in wässig – organischen Lösungsmitteln.

Dissertation, Universität Karlsruhe, (1984).

URBAN, H. und K. FREUDENBERG :

Zur Kenntnis des Fichtenholzes.

Aus dem Chemischen Imstitut der Technischen Hochschule in Karlsruhe, 13

– 16, (1926).

WALLING, H. und K. FREUDENBERG :

Fenton’s Reagent. II. Reactions of Carbonyl Compounds and

α, ß- Unsaturated Acids.

J. Food Science 41 (5), 993 – 995, (1976).

WANG, D. L. –K. :

Vergleichende Untersuchungen über den Einsatz verschiedener Bleichmittel

zur Bleiche von Sulfitzellstoggen.

Dissertation, Universität Hambugr, (1982).

WAYMAN, M. , C. B. ANDERSON und W. H. RAPSON :

Peracetic Acid Bleaching of Grundwood from Nine Canadien Wood

Species.

Tappi 48 (2), 113 – 120, (1965).


WEYGAND, F. ; H. SIMON UND H. –G. FLOSS :

Über die Umlagerung einiger Phenyl – dihydroxy – aceton – und Phenyl –

chlor – hydroxy – Derivate in Benzylglyoxal und Methyl – Phenyl –

glyoxal.

Chem. Ber. 94, 3135 – 44, (1961).

WERNER S.

Unveröffentliche Ergebnisse (1990)

WILLIAMSON, P. N. :

Repap,s Alcell Process : How it Work and it Offers.

Pilp and Paper Megazine of Canada 88 (12), 47 – 49, (1987).

WILTSHIRE, W. A. :

Acetic Acid Digestion of Wood.

Proc. Tech. Sect. , Paper Makers’ Assoc. Brit. & Ireland 24, 347 – 53,

(1944).

YACKEL, E. C. und W. O. KENYON :

The Oxidation of Cellulose by Nitrogen Dioxide.

J. Amer. Chem. Soc. 64, 121 – 127, (1942).

YASUDA, S. und N. ITO :

Behaviour of Lignin in organic Acid Pulping. I. Reaction of Arylglycerol –

ß – Aryl Ethers with Acetic Acid.

Mokuzai Gakkaishi 33 ( 9), 708-715, (1987).

YETHON, A. E. :

Nitrogen Dioxide – oxygen Delignification.

Can. Pat . 1,070,909, (1980).


YOUNG, J. H. :

In: I. P. CASEY ( Ed.), Pulp and paper – Chemistry and Technology, Vol. 2,

3. Ed.Wiley

Interscience, New york 1980.

YOUNG, R. A. ; J. L. DAVIS ; E. –B. WIESMANN und K. W. BAIERL :

Organic Acid Pulping of Wood. Part I. Overview of Applications.

Proceedinds of the 1985 Int. Symp. On Wood and Pulp. Chem. ,

Vancouver, 169 – 172, (26. -30.8.1985).

YOUNG, R. A. und J. L. DAVIS:

Organic Acid Pulping of Wood. Part II. Acetic Acid Pulping Of Aspen.

Holzforschung 40 (2), 99 – 108, (1986).

YOUNG, R. A. ; T. FREDMAN ; T. KEITH und J. NELSON :

Pulping of Wood with Organic Acid und Esters.

Fourth International Symposium on Wood and Pulping Chemistry, Paris,

Proceedings – Vol II. 185 – 187, (27 – 30 April 1987).

ZILBERGLEIT, M. A. ; B. S. SIMKHOVICH und V. M. RENIKOV :

Delignification of Wood by Aqueous Acetic Acid Solutions.

2. Delignification of Hardwoods.

Khim. Drev. (3), 39 – 42, (1986a).

ZILBERGLEIT, M. A. ; B. S. SIMKHOVICH und V. M. RENIKOV :


3. Influence of Sulfuric Acid on the Delignification of Hardwood and

Softwood with Acetic Acid.

Khim. Drev. (4), 37 – 40, (1986b).


ZILBERGLEIT, M. A. und B. S. SIMKHOVICH :


4. Reactivity og Saftwood and Hardwood Lignins During Acetic Acid

Delignification.

Khim. Drev. (3), 71 – 77, (1987a).

ZILBERGLEIT, M. A. und B. S. SIMKHOVICH ; I. S. DAL ; L. A.

BOROVSKAYA und V. M. REZNIKOV :


5. Chimical Composition of Acetic Acid Pulp.

Khim. Drev. (3), 78 – 81, (1987b).

ZILBERGLEIT, M. A. ; T. V. KORNEICHIK und V. M. REZNIKOV :


6. Physical Properties of the Acetic Acid Lignins.

Khim. Drev. (3), 21 – 27, (1987c).

ZILBERGLEIT, M. A. ; B. S. SIMHOVICH und V. M. REZNIKOV :


7. Kinetics.

Khim. Drev. (6), 28 – 34, (1987d).

ZILBERGLEIT, M. A. ; T. V. KORNEICHIK und V. M. REZNIKOV :


8. Spectral and Thermal Analysis of Acetic Acid Lignins.

Khim. Drev. (2), 56-61, (1987e).


BAB VII

LAMPIRAN

7.1 Data Mengenai Sifat Kekuatan Kertas Secara Keseluruhan.

Tab. 7.1. Technologische Eigenschaften der Zellstoffe aus Aufschlüssen mit

Salzsäure als Katalysator; Einfluß der Aufschlußzeit und der HC1 –

Konzentration.

No Waktu HCL Waktu Derajat Kerapatan KekuatanGiling Giling Tarik Jebol Sobek

(jam) (%) (min) (° SR) (g/cm³) (m) (m²) (cN)A2 4 0.12 0 17 0.711 9390 43.8 69.3

2.5 20 0.789 10270 58.2 63.35 25 0.839 10900 59 5810 36 0.852 11570 61.1 56.215 49 0.894 12130 61.5 53.9

A3 5 0.12 0 20 0.71 9000 48 695 30 0.84 11200 65.2 6010 40 0.861 11680 67.3 59.715 50 0.895 12000 70.2 59.1

4 6 0.12 0 21 0.761 8600 49.2 69.92.5 25 0.8 9790 57.2 61.35 29 0.832 10860 64.9 59.610 44 0.84 12000 71.5 57.9

A5 3 0.14 0 18 0.774 9470 49.1 68.62.5 23 0.828 10920 59.7 64.15 31 0.869 11550 70.7 56.310 45 0.887 11990 72.8 5215 49 0.89 12480 71.5 50.5


A6 4 0.14 0 19 0.763 9800 45.2 70.45 30 0.836 11100 60 60.110 45 0.85 12500 68.6 56.8

A7 5 0.14 0 20 0.75 10370 50.8 75.42.5 24 0.81 11380 68 61.35 33 0.843 11880 69.4 57.810 48 0.9 12510 69.6 56.715 56 0.92 12280 67.3 57.1

A8 6 0.14 0 21 0.77 8500 43.3 68.82.5 25 0.8 9400 51.1 64.25 28 0.826 10260 62.3 59.810 43 0.879 11920 80 60.515 56 0.925 12400 66.5 57.4

A14 4 0.16 0 21 0.808 10700 55.7 74.12.5 24 0.861 11600 64.7 63.25 32 0.893 11500 65.7 60.310 38 0.897 11270 67.2 57.315 52 0.958 11860 69.5 57

A15 5 0.16 0 20 0.796 10100 60.8 742.5 23 0.814 11330 64.3 71.75 30 0.899 11770 65.6 62.710 40 0.91 12380 68.5 60.115 51 0.967 12580 71.5 57

A18 2 0.17 0 20 0.802 9000 41 555 35 0.884 10700 59 5310 45 0.889 11500 60 52.415 51 0.89 12000 63.4 45

A19 3 0.17 0 19 0.81 9470 49.1 72.42.5 23 0.82 10920 60.1 64.15 31 0.9 11000 64 5210 44 0.915 12260 72.8 50.515 49 0.954 12480 83.6 43.3

A20 4 0.17 0 20 0.806 10500 51.4 68


5 30 0.89 11500 60.1 71.510 44 0.921 12150 60 61.815 52 0.965 12450 62.2 57.3

A21 5 0.17 0 18 0.778 8860 51.5 77.32.5 27 0.82 9700 55 70.45 30 0.89 11600 69.9 61.310 38 0.923 11800 70 60.615 54 0.984 12400 75.7 59.9

A22 6 0.17 0 20 0.811 9310 51,0 65,05 30 0.897 11100 65,0 60,010 45 0.952 11700 68,0 57,515 54 0.997 13030 72,9 57,7

A23 8 0,17 0 20 0,836 9960 52,3 67,52,5 25 0,932 11190 60,6 65,75 31 0,961 11600 67,2 58,2

A24 3 0,20 0 18 0,773 9350 56,7 68,82,5 24 0,838 10910 65,0 65,85 29 0,850 11010 70,2 58,010 40 0,890 11240 70,3 53,315 50 0,923 11060 68,0 54,0

A25 5 0,20 0 16 0,765 9170 50,9 69,92,5 20 0,837 10060 55,5 66,15 27 0,850 10330 61,6 62,510 41 0,900 11060 59,0 57,515 52 0,938 10790 65,5 58,7


Tabel 7 – 2. Pengaruh Imprognasi Pendahuluan Chip Kayu Didalam 93% Asam

asetat pada Temperatur 20°C Terhadap Perubahan Sifat Kekuatan

Kertas.

No. Waktu Waktu Derajat Kekuatan

Imprognasi Giling Giling Tarik Jebol Sobek

(h) (min) (ºSR) (m) (m²) (cN)

A35 0 0 20 8870 51,3 77,5

2,5 27 9750 55,5 70,0

5 30 10650 60,0 61,5

10 40 11830 70,4 60,0

15 55 12000 75,7 59,8

A36 1 0 18 9650 68,2 70,6

2,5 21 9680 71,7 66,7

5 29 10940 80,3 58,6

10 33 11110 82,8 58,0

15 55 11970 85,2 58,0

A38 10 0 18 9930 69,9 71,1

2,5 21 10670 74,9 61,2

5 28 12120 79,4 62,9

10 39 11730 83,5 59,7

15 52 11180 85,7 58,5

A40 30 0 18 9700 68,2 68,3

2,5 21 10000 71,1 66,7

5 28 11000 80,3 58,6

10 34 11110 88,8 58,3

15 55 10970 95,2 58,2

A41 60 0 19 10720 50,8 67,9


2,5 23 11720 65,4 64,7

5 28 12600 69,7 60,2

10 33 12670 71,9 59,5

15 48 12560 74,6 58,5

A42 140 0 16 9960 53,1 65,7

2,5 20 11100 62,6 60,9

5 27 12440 73,6 60,0

10 38 12240 76,6 60,5

15 51 12500 73,9 55,2

Tabel 7 – 3. Pengaruh Kadar Air Chip Kayu Terhadap Sifat Kekuatan Kertas.

No

Kadar

air Waktu Derajat Kekuatan


(%) (min) (°SR) (m) (m²) (cN)

A43 0* 0 22 9800 50,4 68,8

2,5 28 11700 60,3 62,7

5 30 11670 60,7 61,7

10 38 11450 62,4 59,7

A44 12,3** 0 23 10230 51,9 64,5

2,5 27 10920 63,7 61,4

5 37 11830 64,0 59,0

10 59 11000 68,6 52,1

15 71 9120 69,0 51,5


A46 93,8 0 22 10000 50,3 65,3

2 28 11600 62,4 60,3

3 30 11580 63,3 60,0

5 38 11500 66,4 57,4

A47 157 0 21 9890 51,0 63,3

2 27 11550 60,2 60,1

3 30 11500 61,1 59,1

5 38 11400 60,1 56,4

Keterangan :

*) : Melalui Pengertian Didalam Aven 24 jam, 105°C.

**) : Chip Di Dalam Ruangan Konstan.

Tabel 7 – 4. Pengaruh Perlakuan Pulp Terhadap Sifat Kekuatan Kertas (93%

Asam asetat).

No Perlakuan Waktu Derajat Kekuatan


(%) (min) (°SR) (m) (m²) (cN)

A54. Exstraktif, 2, 5 jam 0 18 9350 56,7 72,8

2,5 24 10910 65,0 65,8

5 27 11010 70,7 60,8

10 40 11240 70,3 57,2

15 50 11060 68,0 57,9

A55. Exstraktif, 3,5 jam 0 20 8300 52,8 59,6

2,5 28 10010 65,9 54,1


5 36 9890 58,5 53,1

10 45 9500 50,5 49,0

15 52 9400 48,5 48,2

A56. Pencucian Dengan 0 17 9170 50,9 66,9

Asam asesat Panas 2,5 20 10060 55,1 66,0

(10 I HOAc/ 100g Pulp) 5 27 10330 61,6 62,5

10 41 11060 59,0 57,5

15 51 10790 65,5 58,7

A57.

Pulping Ulangan

Dengan 0 20 7240 40,3 54,4

93% HOAc + 0,1% HCI 2,5 25 7990 43,1 42,1

Ratio 1 : 20 Selama 1

jam 5 41 8500 46,8 39,1

10 46 7820 44,7 38,2

15 52 7500 42,3 34,4

A58.

Pulping Ulangan

Dengan 0 20 6540 37,8 53,8

93% HOAc + 0,1% HCI 2,5 25 8270 44,5 40,8

Ratio 1 : 20 Selama 1

jam 5 39 8010 50,5 38,6

10 44 7750 47,7 34,8

15 52 7400 42,0 31,4

Keterangan :

Pulp yang digunakan dari Pulp No MA1


Tabel. 7 – 5. Pengaruh Sistem Pencucian Pulp Acetosolv Dari Jenis Kyu Spruce

Terhadap Sifat Kekuatan Kertas.

NoCampuran

Larutan Methode Waktu Derajat KekuatanGiling Giling Tarik Jebol Sobek

HOAc : Air ( %) (min) (°SR) (m) (m²) (cN)A60 ( 93 : 7 ) Exstraktif 0 20 8000 51,0 70,4

(4 jam ) 2,5 30 10650 66,9 62,05 40 10900 73,6 59,410 51 11260 73,9 57,215 61 10900 74,5 56,1

A61 ( 93 : 7 ) Pencucian 0 20 8860 51,5 77,7( panas ) 2,5 27 9700 55,0 70,4

5 30 11600 70,0 64,310 38 11800 72,0 60,615 55 12400 75,7 59,9

A62 ( 98 : 2 ) Pencucian 0 18 9360 56,7 72,8(panas) 2,5 24 10900 56,0 65,8

5 28 11020 70,7 60,810 40 11250 70,3 57,915 50 11070 68,0 57,2

A63*) ( 93 : 7 ) Pencucian 0 17 9170 50,9 66,9( panas ) 2,5 21 10070 55,5 65,2

5 27 10330 61,6 62,510 41 11060 64,0 57,515 51 10790 65,5 58,7

*). Setelah Pulping 2,5 jam, maka Larutan Prmasak diganti dengan ASAM

ASETAT BARU 93%, 1,1 Liter, 0,17% HC1.


Tabel 7 – 6. Sifat Kekuatan Kertas Pulp Sistem Siskulasi (Kode GA) dan

Pengaruh Ratio (Kayu : Larutan).

No. Waktu HCL- Ratio Waktu Derajat Kera- Kekuatan

Giling Giling Patan Tarik Jebol Sobek

(h) (%) (min) (°SR) (g/Cm³) (m) (m²) (cN)

GA1 5 0,17 1 : 4 0 20 0,824 9590 51,9 71,6

2,5 24 0,899 11560 57,4 70,6

5 28 0,917 11790 60,0 63,1

10 44 0,942 10650 61,4 61,1

GA2 5 0,17 1 : 5 0 20 0,821 9140 50,8 70,4

2,5 25 0,894 9890 56,3 65,3

5 27 0,912 11700 66,6 65,5

10 42 0,964 11560 70,8 57,8

GA3 5 0,17 1 : 6 0 18 0,810 10330 47,3 68,3

2,5 21 0,831 10940 60,0 64,3

5 25 0,871 11470 67,2 65,9

10 37 0,947 12080 71,2 65,3

15 49 0,968 10700 66,6 52,3

GA4 5 0,17 1 : 7 0 20 0,797 9480 53,2 70,0

2,5 29 0,882 11110 69,6 63,3

5 38 0,913 11770 73,7 60,0

10 54 0,928 12500 75,2 60,2

15 64 0,958 12600 78,2 63,9

GA5 5 0,17 1 : 8 Tidak diuji

MA1 5 0,17 1 : 6 0 22 0,824 7750 50,8 80,8


2,5 31 0,891 10630 66,3 64,4

5 39 0,922 10760 73,6 57,7

10 52 0,938 11180 82,6 57,1

15 63 0,961 10720 74,6 56,2

20 72 10790 72,3 52,5

27,5 77 10770 70,6 49,0

35 81 10260 75,8 49,0

MA2 5 0,17 1 : 7 0 20 0,798 8860 51,3 77,7

2,5 30 0,884 10600 59,5 67,3

5 39 0,921 11700 72,4 60,2

10 52 0,932 12400 75,4 60,0

15 58 0,951 12500 78,2 59,4

Keterangan :

GA1 - GA5 : Proses Pulping Sistem Siskulasi dan Berat Chip 1500 gram.

MA1, MA2 : Proses Pulping Dengan Gelas Bulat dan Berat Chip 200 gram


Tabel 7 – 7. Pengaruh Konsentrasi Aluminium Klorida Pada Waktu Pemasakan

5 jam Terhadap Sifat Kekuatan Kertas.

NO ALC13 Waktu Derajat Kera- K e k u a t a n

Giling Giling patan Tarik Jebol Sobek

(min) (°SR) ( g/Cm³ ) (m) (m²) (cN)

B5 0,15 0 19 0,783 10020 53,0 72,0

2.5 22 0,895 10900 64,2 64,0

6 30 0,924 11090 69,1 65,6

10 39 0,946 10930 73,2 63,3

15 56 0,973 11820 70,4 56,9

B10 0,20 0 17 0,817 9500 52,3 73,7

2.5 20 0,867 10560 61,3 65,3

6 29 0,911 11010 68,8 65,1

10 38 0,953 10800 73,1 64,3

15 51 0,974 11110 76,0 58,3

B18 0,25 0 19 0,825 10910 59,5 73,3

2.5 20 0,909 11150 68,9 64,3

6 30 0,931 11180 73,7 64,5

10 40 0,958 11650 73,7 64,8

15 52 0,960 10160 73,4 63,9

B23 0,30 0 18 0,785 10530 54,7 75,2

2.5 21 0,846 11270 60,9 72,0

6 25 0,884 11990 66,8 67,4

10 37 0,932 12410 73,2 64,4

15 49 0,981 12230 77,1 61,4

20 60 0,994 10860 70,6 52,5


B26 0,35 0 20 0,785 10480 56,5 76,7

2.5 23 0,874 10980 68,4 71,5

6 32 0,957 11120 71,2 70,6

10 45 0,958 10930 68,5 64,9

15 53 0,983 10900 71,5 59,1

B27 0,40 0 19 0,841 10100 55,3 75,7

5 30 0,947 11000 72,4 72,3

B30 0,45 0 0,854 10060 56,8 75,6

2.5 22 0,935 10830 66,7 67,9

6 30 0,938 11620 73,3 64,0

15 49 0,968 11860 75,7 59,1

20 60 0,997 10340 74,0 55,1


Tabel 7 – 8. Pengaruh Ukuran Chip Kayu Terhadap Sifat Kekuatan Kertas

Dengan Katalysator 0,30 % A1C13.

NO Ukuran Chip Waktu Derajat K e k u a t a n


(PxLxT mm³) (min) (ºSR) (m) (m²) (cN)

B34 30x2x1 0 17 7570 40,0 78,0

2,5 18 9100 50,5 70,6

5 25 9500 58,4 63,4

10 31 9900 58,7 53,9

15 42 10200 59,2 52,1

B35 30x5x2 0 18 7640 43,3 87,5

2,5 20 9680 53,2 83,6

5 26 10300 60,2 77,4

10 30 10760 61,1 70,0

15 42 11110 60,0 68,3

B36 30x8x4 0 16 7890 45,5 93,5

2,5 18 9610 59,2 84,7

5 22 10820 64,4 76,6

10 32 11570 67,6 75,9

15 42 11260 67,8 69,1

B37 30x12x5 0 16 8200 44,1 88,5

2,5 20 10300 62,1 82,0

5 25 10500 66,2 78,0

10 36 11800 66,8 76,1

15 48 11500 67,3 67,5


Tabel. 7 – 9. Pengaruh Waktu Pemasakan Pada Konsentrasi 0,38 – 0,48 % HBr

Sebagai Katalysator Terhadap Sifat Kekuatan Kertas.

NO Waktu HBr Waktu Derajat K e k u a t a n


(min) (°SR) (m) (m²) (cN)

C7 1 0,38 0 18 9100 47,4 70,4

2,5 23 10500 54,3 64,5

5 28 10600 60,0 61,8

10 40 11000 67,3 60,4

15 54 11490 60,3 60,0

C8 2 0,38 0 18 9460 50,8 72,6

2,5 22 10800 57,6 69,1

5 27 10790 62,5 61,0

10 40 11210 68,2 59,1

15 55 11840 67,4 61,1

C9 3 0,38 0 17 10030 55,5 81,2

2,5 22 10910 57,3 75,0

5 27 11600 69,4 70,8

10 40 11800 68,3 67,8

15 55 12060 57,3 52,9

C10 3,5 0,38 0 18 9900 53,4 75,0

2,5 23 10800 56,8 72,0

5 28 11550 68,3 70,1

10 40 11700 67,0 60,3

15 53 12000 57,0 53,4


C11 4 0,38 0 20 9700 50,2 73,1

2,5 25 10760 58,4 71,3

5 30 11850 65,3 70,8

10 41 11500 62,5 60,0

15 52 11420 58,4 54,3

C12 5 0,38 0 20 9300 48,9 72,1

2,5 26 10680 57,3 70,9

5 30 11500 64,3 70,3

10 40 11680 60,2 55,4

15 52 11400 55,9 52,9

C13 6 0,38 0 20 9100 45,8 70,2

2,5 26 10400 55,4 69,4

5 30 11200 60,2 68,5

10 40 11300 56,3 53,4

15 52 11000 51,5 50,4

C23 3 0,48 0 18 7010 40,7 74,8

2,5 22 9000 50,7 64,7

5 27 9040 52,8 60,0

10 40 9860 53,0 52,0

15 56 9800 61,0 51,9


Tabel 7 – 10. Sifat Kekuatan Kertas Pulp Acetosolv Dari Jenis Kayu Tropika

NO Jenis kayu Waktu Derajat K e k u a t a n


(min) (°SR) (m) (m²) (cN)

Hutan Primer

T1 Dryobalnops sp 0 16 1300 4,0 30,0

( kapur ) 2,5 24 3000 12,8 35,4

5 30 3200 14,3 43,5

10 45 4500 20,4 46,7

T2 Shorea Leprusolla 0 15 1290 3,5 30,3

( meranti Merah ) 3 24 3160 13,3 40,7

6 34 3900 19,7 59,4

10 48 4790 20,8 45,7

T3 Lepopethalum sp 0 25 5390 24,4 60,7

(perupuk) 2,5 30 5820 28,6 60,3

5 37 6880 33,6 64,6

7,5 47 7790 34,0 63,5

10 51 7780 38,7 61,0

T4 Dellenia regia 0 13 2110 8,1 46,0

( simpur ) 2,5 19 3640 16,1 60,2

5 27 4450 18,6 61,5

7,5 38 4550 20,3 55,7

10 43 5210 22,6 49,6

Hutan Sekunder

T5 Macaranga triloba 0 18 7360 33,8 55,0

( mahang ) 2 28 9100 35,7 49,2

4 40 9320 47,2 48,5

6 46 9130 37,9 43,5

10 57 8530 41,2 46,3


T6 Schima yalichii 0 18 5000 20,5 45,6

(Puspa) 2 30 7120 25,4 40,3

4 40 8130 35,3 35,4

8 50 7440 34,2 33,4

Hutan Tanaman Industri

T7 Akacia mangium 0 24 6730 32,4 46,8

(Akasia) 2,5 29 8000 43,6 50,0

5 35 8100 49,0 50,6

7,5 40 8050 50,7 45,9

10 45 7790 33,8 45,2

T8 Albezia falcataria 0 25 7240 33,8 62,5

5 38 8120 38,2 56,8

10 50 8060 40,2 51,4

15 60 7680 43,8 50,6

T9 Eucalptus deglupta 0 22 7840 35,4 72,7

(Eucalyptus) 5 31 8050 37,9 68,4

10 40 8830 44,3 67,2

15 48 9110 46,3 60,2

T10 Havea brasiliensis 0 20 3050 12,3 27,3

Karet 2,5 28 3780 17,6 25,9

5 35 4140 18,4 28,9

10 54 4670 21,6 26,7

15 70 5230 23,1 24,1


Tabel 7 – 11. Pengaruh Konsentrasi Gas Nitrogen Dioxida Terhadap Perubahan

Sifat Kekuatan Kertas Dari Pulp Acetosolv.

No. NO2 Waktu Derajat K e k u a t a n(%) Giling Giling Tarik Jebol Sobek

(min) (°SR) (m) (m²) (cN)

D1 1% 0 15 7480 47,6 77,02,5 20 10560 63,6 71,85 24 11270 71,5 63,910 36 11620 78,3 63,615 44 11750 78,9 60,5

D2 2% 0 15 8370 53,6 71,52,5 20 10330 71,3 64,65 26 11410 74,6 64,010 38 11990 79,9 56,915 48 11910 76,1 56,1

D3 3% 0 16 8200 52,4 70,72,5 20 10380 67,8 65,75 25 11090 74,1 64,610 37 12070 76,6 58,015 46 11250 75,5 57,9

D4 4% 0 17 8890 55,0 67,12,5 20 10950 68,9 67,15 25 11080 70,1 55,810 40 12490 77,7 54,415 47 11500 66,3 53,5

Keterangan :

Pulp kontrol (tidak diputihkan) diambil dari

Pulp No. MA1 (Lampiran Tabel 7 – 6)


Tabel 7 – 12. Pengaruh Konsentrasi Gas Ozon Terhadap Perubahan Sifat

Kekuatan Kertas Dari Pulp Acetosolv Spruce.

No. Ozon Waktu Derajat Kerapatan K e k u a t a n

Giling Giling Kertas Tarik Jebol Sobek

(%) (min) (°SR) (g/Cm³) (m) (m²) (cN)

E5 0,5 0 25 0,815 8920 61,3 80,8

2,5 28 0,854 10430 73,6 69,4

5 30 0,895 11460 81,9 70,7

E6 1,0 0 25 0,833 8930 57,9 72,7

2,5 28 0,861 10410 68,8 70,5

5 30 0,900 11600 76,0 69,1

E7 1,5 0 25 0,836 9620 55,8 66,8

2,5 28 0,878 11270 68,9 65,1

5 30 0,907 12370 83,5 62,6

E8 2,0 0 25 0,838 9760 59,5 66,5

2,5 28 0,880 11160 69,7 65,8

5 30 0,904 12100 76,4 65,4

E9 2,5 0 25 0,840 9780 59,6 66,0

5 30 0,912 11900 74,2 63,2

E10 3,0 0 25 0,847 9640 59,0 65,4

5 30 0,915 11500 70,1 60,1

E12 1,0 0 24 0,830 10300 70,5 71,2

5 30 0,900 12100 93,5 65,4


10 45 0,937 11890 90,3 63,2

15 55 0,943 11950 81,2 59,9

20 75 0,951 11930 80,4 59,4

E14 1,5 0 25 0,834 10400 69,3 70,2

5 30 0,902 12090 93,1 63,1

10 46 0,940 11890 90,9 63,4

15 56 0,947 11870 89,1 57,3

20 75 0,950 11900 80,8 55,7

E15 1,75 0 23 0,842 10580 69,5 70,0

5 30 0,904 11900 89,9 60,0

10 42 0,935 11740 84,6 61,4

15 55 0,945 11710 80,5 60,4

20 76 0,950 11700 80,4 59,2

E16 2,0 0 23 0,853 10610 70,1 69,8

5 31 0,913 11880 83,6 65,4

10 46 0,928 11300 79,8 61,6

15 56 0,939 11210 76,1 57,3

20 65 0,964 12070 85,5 52,8


Tabel 7 – 13. Pengaruh Konsistensi Pada Pemutihan Dengan Gas Ozon Terhadap

Sifat Kekuatan Kertas Dari Pulp Acetosolv Spruce.

No. Konsistensi Waktu Derajat K e k u a t a nGiling Giling Tarik Jebol Sobek

(%) (menit) (°SR) (m) (m²) (cN)

E28 23 0 24 8730 67,8 67,72,5 27 10500 73,6 61,0

E29 33 0 22 9550 62,3 68,72,5 27 10560 83,9 63,3

E30 40 0 20 9400 64,4 68,10 25 9750 59,5 ? 66,5

1,5 27 11320 81,4 65,92,5 28 11160 69,7 65,85 30 12100 76,4 65,4

E31 41 0 22 9630 66,0 71,82,5 29 10800 74,5 57,2

E32 46 0 22 8870 67,7 73,32,5 25 10200 70,0 62,0

E33 53 0 20 8020 57,6 77,32,5 26 10710 72,5 65,4

E34 70 0 20 8000 51,1 67,32,5 25 8850 53,6 65,55 30 10000 56,1 64,2

Keterangan :

Pulp Kontrol Berasal Dari Pulp No. MA2 (Lampiran 7 – 6)


Tabel 7 – 14. Pengaruh Temperatur Pada Pemutihan Dengan Gas Ozon Terhadap

Sifat Kekuatan Kertas Pulp Acetosolv Spruce.

No. Tempratur Waktu Derajat K e k u a t a n


(ºC) (menit) (°SR) (m) (m²) (cN)

E35 20 0 20 9400 64,4 68,1

0 25 9750 59,5 ? 66,5

1,5 27 11320 81,4 65,9

2,5 28 11160 69,7 65,8

5 30 12100 76,4 65,4

E36 30 0 22 9600 86,1 64,4

1,5 25 10870 79,8 62,9

2,5 27 11720 87,5 61,9

E37 40 0 20 10500 65,1 64,2

2,5 25 11800 84,7 56,9

E38 50 0 21 10150 75,8 65,1

2,5 25 11040 85,7 57,5

E39 60 0 19 9840 53,5 68,7

2,5 25 11420 91,7 56,1

Keterangan :

Pulp Kontrol berasal dari Pulp No MA2 (Lampiran 7 – 6)


Tabel 7 – 15. Pengaruh Konsentrasi Asam Asetat Pada Pemutihan Pulp Dengan

Gas Ozon Terhadap Sifat Kekuatan Kertas Pulp Acetosolv –

Spruce.

No. Asam Asesat Waktu Derajat K e k u a t a nGiling Giling Tarik Jebol Sobek

(%) (menit) (°SR) (m) (m²) (cN)

E46 0 5 30 10480 64,7 59,8

E47 70 0 17 8010 46,5 77,25 29 11120 64,3 60,510 40 10800 65,0 54,0

E48 80 0 19 9350 59,8 73,62,5 24 11280 62,0 65,55 30 12330 77,1 64,710 45 11500 74,4 56,1

E49 90 0 20 10310 59,0 74,82,5 23 11470 69,7 63,65 30 12500 74,3 63,610 45 12290 75,2 61,9

E50 96 0 21 10340 60,0 73,65 30 12000 70,3 64,210 45 12420 75,6 61,1

E51 100 0 23 11080 62,2 72,12,5 25 11970 68,5 65,95 30 12900 76,3 64,510 46 12620 73,2 61,0

Keterangan :

Pulp Kontrol berasal dari Pulp NO. B18

(Lampiran Tabel 7 – 7).


Tabel 7 – 16. Pemutihan Pulp Dengan Gas Ozon Pada Pulp Yang Berbeda

Katalisatornya.

No. Asal Pulp Kata Ozon Konis- Waktu Derajat K e k u a t a n

lisator Tensi Giling Giling Tarik Jebol Sobek

(%) (%) (menit) (°SR) (m) (m²) (cN)

E52 GA1 HC1 3 40 0 21 9000 50,0 64,3

5 31 9750 60,4 51,5

7,5 45 9800 62,9 50,3

10 55 9840 65,4 50,1

E53 B23 AlCl3 3 40 0 16 8020 43,7 66,2

2,5 21 9880 56,9 64,7

5 27 12110 72,7 62,8

10 46 11880 70,7 60,5

15 58 11840 70,3 49,1

E54 C9 HBr 3 40 0 22 8210 51,3 65,5

2,5 27 8900 56,3 60,0

5 33 9710 62,0 52,3

10 54 10030 67,9 50,7

E55 C9 HBr 3 70 0 20 9210 51,1 67,3

2,5 27 9600 55,1 66,0

5 35 10360 62,8 63,5

10 53 10450 64,1 55,8


Tabel 7 – 17. Pengaruh NO2 Pada Pemutihan Pertama Dan Pemutihan Kedua

Dengan Gas Ozon Terhadap Sifat Kekuatan Kertas (Kombinasi

Pemutihan NE ZE).

No. Waktu Derajat K e k u a t a nGiling Giling Tarik Jebol Sobek(menit) (°SR) (m) (m²) (cN)

G1 0 20 8500 45,0 55,02,5 24 9050 50,3 50,05 30 10190 61,3 50,510 60 11310 57,6 41,5

G2 0 20 8430 49,3 46,32,5 27 8870 50,6 39,95 38 8700 52,2 39,7

7,5 55 7810 55,9 40,9

G3 0 22 7900 41,4 39,52,5 28 8270 48,4 43,95 46 8560 47,6 40,0

7,5 60 7920 51,0 37,4

G4 0 20 7630 42,5 49,52,5 28 7820 48,3 41,75 40 7500 45,2 36,4

G5 0 20 6760 36,7 46,42,5 31 7300 45,3 38,45 42 7000 40,2 32,1

Keterangan :

Pulp Kontrol berasal dari Pulp No. MA1 (Lampiran Tabel 7 – 6).


Tabel 7 – 18. Kombinasi Pemutihan ZEPaN Terhadap Sifat Kekuatan Kertas.

No. Pa Waktu Tambahan Waktu Derajat K e k u a t a n Trans-

Giling Giling Tarik Jebol Sobek faransi

(%) (menit) (%) (menit) (°SR) (m) (m²) (cN) (%)

H44 2 120 0 20 11130 59,2 70,2 65,2

2,5 25 11140 70,7 59,2 52,7

4 30 11200 70,8 58,4 51,9

7,5 50 11260 71,0 56,3 41,8

H45 2 180 0 20 9800 58,6 70,8 63,8

2 26 10080 66,7 59,1 51,6

4 30 10010 68,9 58,4 50,5

7,5 50 9740 67,1 51,8 42,2

H46 2 120

6%

Na2CO3 0 25 11290 56,3 60,3 60,0

2 31 11300 61,9 61,9 57,3

4 40 10880 72,9 54,5 42,7

6 55 10530 66,7 50,8 41,5

H47 2 180

6%

Na2CO3 0 24 11170 56,7 56,4 60,0

2 31 11210 60,2 54,8 53,4

4 40 10890 67,0 52,1 42,7

6 55 9720 70,9 51,2 40,2

H48A 2 120 10% HOAc 0 23 10000 51,8 56,7 68,9

2,5 36 10070 63,9 41,7 55,6


5 48 10520 63,9 41,7 55,6

7,5 60 10680 66,4 40,7 47,9

H48B 2 120 100%HOAc 0 22 9800 51,1 56,8 67,8

2 30 10000 59,1 50,2 50,2

Keterangan :

- Pulp Kontrol berasal dari pulp No.B18 (Lampiran Tabel 7 – 7)

- Pemutihan pertama 3 % Ozon, Konsisitensi 40 % , dan Temperatur 20 °C.


Tabel 7 – 19. Pemutihan Gas Ozon 2 kali dan Asam Peressig Di dalam

Butylasetat.

No.. Waktu Derajat K e k u a t a n Trans-

Giling Giling Tarik Jebol Sobek faransi.

(menit) (°SR) (m) (m²) (cN) (%)

H49 0 24 9880 61,5 60,0 68,4

1,5 31 10690 65,9 57,6 55,9

2,5 32 10990 65,9 56,1 53,9

5 46 11560 74,1 52,2 45,0

10 51 11380 71,2 52,3 46,0

H50 0 26 8500 36,0 53,0 67,2

1,5 30 8750 48,1 50,0 54,8

2,5 40 9100 54,8 46,3 50,2

4,0 52 8450 60,3 42,2 43,4

H51 0 24 9200 54,0 57,0 63,6

1,5 39 10600 60,1 48,4 50,0

2,5 48 10800 63,2 47,0 46,0

5 55 11090 66,5 45,0 40,2

Keterangan :

Pulp berasal dari pulp No. B18 (Lampiran Tabel 7 – 7).


Tabel 7 – 20. Pemutihan Pulp Dengan Tambahan Boral Pada Fase Terakhir

Dengan Kombinasi ZEPaNER.

No. NaBH4 NaOH Waktu Derajat K e k u a t a n Trans-

Giling Giling Tarik Jebol Sobek faransi

(Menit) (°SR) (m) (m²) (cN) (%)

H52 0,1 2,5 0 17 8650 52,1 73,7 69,5

2,5 20 9550 65,4 65,3 59,1

5 30 9800 73,6 60,5 49,0

7,5 40 9900 73,7 59,2 43,8

H53 0,2 3,5 0 15 5000 32,3 77,7

2,5 20 5810 42,1 70,2

5 24 6500 51,6 60,3

7,5 38 8300 67,4 51,4

H54 0,3 2,5 0 17 7910 48,5 71,8 73,0

2,5 20 8250 60,1 67,5 68,4

5 27 9000 62,2 57,4 64,5

7,5 38 9550 65,9 48,3 52,6

H55 0,1 2,5 0 16 7170 40,9 74,6 72,4

5 30 9700 70,5 60,4 62,3

Keterangan :

Pulp berasal dari pulp No. B18 (Lampiran Tabel 7 – 7).


Tabel 7 – 21. Pengaruh Kombinasi Pemutihan ZEPaEZEPaE Terhadap Sifat

Kekuatan Kertas.

No. Pemu- Konsentrasi Waktu Derajat K e k u a t a n Trans-tihan. A T Giling Giling Tarik Jebol Sobek faransi

(%) (%) (Menit) (°SR) (m) (m²) (cN) (%)

H57 ZE 3 2,88 0 24 9900 54,9 82,0 83,02,5 28 10650 63,0 79,0 70,05 32 12220 68,9 73,2 52,915 50 12000 70,0 72,0

PaE 1 0 20 9950 57,9 78,3 62,52,5 25 10550 69,0 74,3 56,05 31 11070 72,5 70,3 48,510 40 12110 70,7 75,8 44,915 55 11800 66,4 68,0 40,3

ZE 2 1 0 23 9580 53,9 63,6 60,02,5 30 10500 59,0 60,4 49,05 38 11290 62,7 57,7 37,410 51 11230 64,9 55,1 30,9

PaE 1 0 23 9020 51,0 60,5 57,22,5 32 10000 62,1 57,0 46,55 41 10900 68,5 53,7 35,410 51 10720 62,0 51,6 29,3

Keterangan :

Pulp Awal dari No. B35 (Lampiran 7 – 8).

A : Awal

T : Terpakai


Tabel 7 – 22. Pengaruh Kombinasi Pemutihan PaEZEPaN Terhadap Sifat

Kekuatan Kertas.

No. Pemu- Konsen- Waktu Derajat K e k u a t a n Trans-

tihan. trasi. Giling Giling Tarik Jebol Sobek faransi

(%) (Menit) (°SR) (m) (m²) (cN) (%)

H56 PaE 2 0 24 0,820 10630 55,9 73,4

2,5 30 0,865 12500 70,1 70,0

5 37 0,909 12990 71,9 66,3

10 55 1,122 13800 62,0 55,0

ZE 0 28 0,899 9160 44,3 51,3 56,2

0 36 0,894 10110 50,1 51,5 53,5

2,5 40 1,022 10210 50,3 48,4 42,7

5 60 1,033 10420 52,6 41,8 39,1

PaN 1 0 27 0,879 9320 45,0 45,5 53,0

1 31 0,901 9810 50,1 45,0 50,0

2,5 42 0,960 10000 53,0 44,0 44,0

5 58 1,039 10510 51,3 41,4 35,1

Keterangan :

Pulp Kontrol berasal dari Pulp No.B18


Riwayat Hidup

Nama : Sipon Muladi

Tempat/Tgl Lahir : Klaten Indonesia, 31.12.1959

Jenis Kelamin : Laki – Laki

Orang Tua : Warso Sudarmo (Ayah)

Sulastri (Ibu)

Pendidikan : 1. 1965 – 1971 Sekolah Dasar di Klaten

2. 1972 – 1975 S M P di Klaten

3. 1975 – 1979 S M A di Klaten

4. 1979 – 1984 Fakultas Kehutanan,

Universitas Mulawarman

Samarinda, (Kal – Tim).

Sejak 01.04.1988 Sebagai

Doktoran pada Teknologi

Kayu, Universitas Hamburg.

Pekerjaan : 1. 01.04.1984 – 01.04.1986 Sebagai Asisten Dosen

Pada Fakultas Kehutanan, Universitas

Mulawarman, Samarinda

2. 01.04.1988 – 30.03.1992 Sebagai Tenaga Ahli

pada Institut Kimia dan Teknologi Kimia Kayu,

Lembaga Penelitian Hutan Dan Kayu, Hamburg,

Jerman.

3. 01.04.1992 – sekarang sebagai Staff Pengajar

Kehutanan, Jurusan Tehnologi Hasil Hutan pada

Universitas Mulawarman Samarinda,

Kalimantan Timur.

proses pulping organosolv dan pemutihan bebas klor dari ... · proses pulping organosolv dan

Documents