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

menyumbangkan arti besar dalam peradaban dunia. Sebelum ditemukan kertas, bangsabangsa dahulu menggunakan tablet dari tanah lempung yang dibakar. Hal ini bisa dijumpai dari peradaban bangsa Sumeria, Prasasti dari

1

batu, kayu, bambu, kulit atau tulang binatang, sutra, bahkan daun lontar yang dirangkai seperti dijumpai pada naskah naskah

Nusantara beberapa abad lampau.

Gambar 1. Pabrik Pulp dan Kertas

B. KEGUNAAN KERTAS Kertas dikenal sebagai media utama untuk menulis, mencetak serta melukis serta banyak kegunaan lain yang meliputi : Kertas keras seperti kardus, karton dan kantong semen

2

Kertas tissue

C. SEJARAH KERTAS Peradaban Mesir Kuno menyumbangkan papirus sebagai media tulis menulis.

Penggunaan papirus sebagai media tulis menulis ini digunakan pada peradaban Mesir Kuno pada masa wangsa firaun kemudian menyebar ke seluruh Timur Tengah sampai Romawi di Laut Tengah dan menyebar ke seantero Eropa, meskipun penggunaan

papirus masih dirasakan sangat mahal. Dari kata papirus (papyrus) itulah dikenal sebagai paper dalam bahasa Inggris, papier dalam bahasa Belanda, bahasa Jerman, bahasa Perancis misalnya atau papel dalam bahasa Spanyol yang berarti kertas. Tercatat dalam sejarah adalah peradaban Cina yang menyumbangkan kertas bagi

3

Dunia. Adalah Tsai Lun yang menemukan kertas dari bahan bambu yang mudah didapat di seantero China pada tahun 101 Masehi. Penemuan ini akhirnya menyebar ke Jepang dan Korea seiring menyebarnya bangsabangsa China ke timur dan berkembangnya peradaban di kawasan itu meskipun pada awalnya cara pembuatan kertas merupakan hal yang sangat rahasia. Pada akhirnya, teknik pembuatan kertas tersebut jatuh ketangan orang-orang Arab pada masa Abbasiyah terutama setelah kalahnya pasukan Dinasti Tang dalam

Pertempuran Sungai Talas pada tahun 751 Masehi dimana para tawanan-tawanan perang mengajarkan cara pembuatan kertas kepada orang-orang Arab sehingga pada zaman Abbasiyah, muncullah pusat-pusat industri kertas baik di Baghdad maupun Samarkand

4

dan kota-kota industri lainnya, kemudian menyebar ke Italia dan India lalu Eropa khususnya setelah Perang Salib dan jatuhnya Grenada dari bangsa Moor ke tangan orangorang Spanyol serta ke seluruh dunia. Perkembangan Industri Kertas Dunia Kertas merupakan revolusi baru

dalam dunia tulis menulis yang menyumbangkan arti besar dalam peradaban dunia. Kertas tulis muncul antara thn.25002000 SM dibuat dari rumput alangalang tinggi yang disebut papirus yang tumbuh di sepanjang Sungai Nill di Mesir. Peradaban menyumbangkan Mesir papirus Kuno sebagai

media tulis menulis yang kemudian menyebar ke seluruh Timur Tengah

5

sampai Romawi di Laut Tengah dan menyebar ke seantero Eropa. Dari kata papirus itulah dikenal sebagai paper dalam bahasa Inggris yang berarti kertas. a. Perkembangan Industri Kertas di Cina Tercatat dalam sejarah Cina yang menyumbangkan kertas bagi dunia adalah Tsai Lun yang menemukan kertas dari bahan bambu yang mudah diperoleh di seantero Cina pada thn.101 M. Penemuan ini akhirnya menyebar ke Jepang dan Korea meskipun pada awalnya cara pembuatan kertas

merupakan hal yang rahasia. b. Perkembangan Industri Kertas di Arab Teknik pembuatan kertas jatuh ke tangan orang-orang arab pada masa

6

Abbasiyah terutama setelah kalahnya pasukan Dinasti Tang dalam

pertempuran Sungai Talas thn. 751 M di jaman Abbasiyah inilah muncul industri-industri Baghdad dan kertas kota-kota baik di

industri

lainnya, kemudian meyebar ke Italia dan India lalu Eropa khususnya setelah perang Salib dan jatuhnya Grenada dari bangsa Moor ke tangan orang-orang Spanyol serta ke seluruh dunia c. Perkembangan Industri Kertas di Eropa dan Amerika Kertas mulai dipelajari dan dibuat di Eropa pada akhir abad ke-14.

Sedangkan di Inggris kertas mulai dikenal pada abad ke-17.

7

Di Amerika baru dibangun pabrik kertas thn.1690. Di Belanda industri kertas mulai berkembang thn.1750

Pada thn.1799 Frenchman Robert menemukan proses untuk membuat lembaran kertas pada sebuah kawat screening yang bergerak

Proses

Kraft

dihasilkan

dari

eksperimen dasar yang dilakukan oleh Dahl di Danzig Jerman 1918

D. TEKNIK PEMBUATAN KERTAS Di tahun 1799, seorang Prancis bernama Nicholas Louis Robert menemukan proses untuk membuat lembaran-lembaran kertas dalam satu wire screen yang bergerak, dengan melalui perbaikan-perbaikan alat ini kini dikenal sebagai mesin Fourdrinier. Penemuan mesin silinder oleh John

8

Dickinson di tahun 1809 telah menyebabkan meningkatnya penggunaan mesin Fourdrinier dalam pembuatan kertas-kertas tipis. Tahun 1826, steam cylinder untuk pertama kalinya digunakan dalam pengeringan dan pada tahun 1927 Amerika Serikat mulai menggunakan mesin Fourdrinier. Peningkatan Fourdrinier menyebabkan dan produksi mesin oleh silinder mesin telah

meningkatnya

kebutuhan

bahan baku kain bekas yang makin lama makin berkurang. Tahun 1814, Friedrich Gottlob Keller menemukan proses mekanik pembuatan pulp dari kayu, tapi kualitas kertas yang dihasilkan masih rendah. Sekitar tahun 1853-1854, Charles Watt dan Hugh Burgess mengembangkan pembuatan kertas dengan menggunakan proses soda. Tahun 1857, seorang kimiawan dari Amerika bernama

9

Benjamin Chew Tilghman mendapatkan British Patent untuk proses sulfit. Pulp yang dihasilkan dari proses sulfit ini bagus dan siap diputihkan. Proses kraft dihasilkan dari eksperimen dasar oleh Carl Dahl pada tahun 1884 di Danzig. Proses ini biasa disebut proses sulfat, karena Na2SO4 digunakan sebagai make-up kimia untuk sisa larutan pemasak.

BAHAN BAKU PULP DAN KERTAS Jenis KAYU Kayu Keras Kayu dari tumbuhan daunnya yang setiap

menggugurkan tahunnya Sifat Kayu Keras :

10

Lebih

halus

dan

kompak

sehingga

menghasilkan

permukaan kertas yang halus Lebih mudah diputihkan

karena mengandung sedikit lignin Kayu Lunak Kayu dari tumbuhan yang lunak

Gambar 2. Kayu Komponen-Komponen dalam Kayu Selulosa Polimer alam atau polisakarida yang memiliki berat molekul yang tinggi.

11

Merupakan penyusun dinding sel tumbuhan yang berupa serat berwarna putih dengan n = 250 12500. Panjang pendeknya rantai ikatan

tergantung pada derajat polimerisasi SIFAT SELULOSA Menurut Mudah mengkristal Tidak larut dalam air, alkali dan pelarut organik Memiliki kekuatan tarik yang tinggi Mengalami oksidasi kelarutannya, selulosa

terbagi menjadi : -selulosa (memiliki derajat polimerisasi >200, tidak larut dalam larutan soda 17 18%)

12

-selulosa (memiliki derajat polimerisasi 10 -150, larut dalam larutan soda 17 18%)

-selulosa (memiliki derajat polimerisasi < 10, larut dalam larutan soda 17 18% dan tetap akan larut jika ditambah asam )

Hemiselulosa Tersusun atas molekul selulosa rantai pendek dan bercabang

Kandungan hemiselulosa dalam kayu 20 35%. Dalam pembuatan pulp hemiselulosa tidak dihilangkan karena menyebabkan daya tahan kertas

terhadap lipatan dan sobekan lebih tinggi

13

SIFAT HEMISELULOSA Tidak mudah larut dalam air dingin. Mudah larut dalam larutan alkali Mudah terhidrolisa oleh asam mineral menjadi senyawa gula. Lignin Merupakan polimer penolik 3 dimensi yang berfungsi merekatkan menjadi serat kaku.

selulosa

sehingga

Kadar lignin dalam kayu lunak 10% sedangkan pada kayu keras 24%. Untuk mendapatkan pulp yang baik lignin harus dihilangkan dengan

menambahkan asam atau basa agar menjadi senyawa lain yang mudah larut Zat Ekstraktif Meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan komponen lain yang

14

sangat

beracun

bagi

kehidupan

perairan. Jika mencapai jumlah toksik yang akut maka akan menyebabkan limbah yang berbahaya dalam industri kertas .

Gambar 3. Diagram Proses Pembuatan Pulp

15

PEMBUATAN PULP Proses Mekanis Pembuatan pulp tidak menggunakan bahan-bahan kimia. Bahan baku yang telah dikuliti serat-seratnya digiling dengan mesin penghancur untuk zat

memisahkan lainnya.

selulosa

dengan

Efisiensi 95 %. Proses Semi-Kimia Selain secara mekanis, dibantu juga dengan bahan kimia untuk serat-serat

melunakkan

sehingga

selulosa mudah terpisah dan tidak rusak serta menghemat kerja mesin. Efisiensi 85 % - 95 % Proses Kimia Pemisahan selulosa dengan zat-zat lainnya dilakukan dengan

16

menambahkan bahan kimia sehingga dihasilkan selulosa yang lebih murni dan tidak rusak. Efisiensinya lebih kecil 65 % - 85 % 1. Proses Basa Bahan baku yang telah dipotong kecil-kecil dengan mesin pemotong domasukkan ke dalam sebuah bejana yang digester pemasakan disebut digester. Dalam proses

berlangsung untuk

memisahkan

selulosa dari zat-zat lain. Reaksi pemasakan sebenarnya

reaksi yang rumit, tetapi secara sederhana dapat ditulis sebagai : Kayu larutan pemasak pulp

(selulosa) + senyawa alkohol + senyawa asam + merkaptan + zat pengotor lainnya

17

Larutan pemasak berupa : NaOH 7 % untuk proses soda NaOH, Na2S untuk proses sulfat Proses basa terdiri dari 2, yaitu : a) PROSES SULFAT/KRAFT Merupakan mempunyai tinggi untuk proses efektifitas yang yang

menghilangkan

lignin dibanding dengan proses soda. Larutan pemasak yang

digunakan terdiri dari NaOH, Na2S. Sodium ditambahkan menjadi sulfit akan yang terhidrolisa dan sodium

NaOH

hidrogen sulfide. Na2S + H2O

NaOH + NaHS

18

Hasil samping yang terbentuk dari reaksi pemasakan pulp) (yang berupa

terikut

cairan

sejumlah kecil Na2SO4, Na2SO3, Na2S2O3. C. Waktu pemasakan pada Proses sulfat berlangsung pada T = 165 175o

temperatur maksimum sekitar 1-2 jam tergantung pada tipe/jenis kayu dan derajat putih yang diinginkan. Nilai pH pada awal proses pemasakan dijaga 13-14 yang akan mengalami penurunan

selama proses pemasakan karena asam organik terpisah dari lignin selama reaksi pembuatan pulp.

19

Penurunan pH selama proses pembuatan pulp hingga akhir proses dijaga jangan sampai di bawah pH 10 karena lignin yang tidak terlarut akan mengendap pada serat-serat pulp b) PROSES SODA Larutan pemasak berupa

NaOH dan Na2CO3 dengan rasio larutan pemasak dan bahan baku 4 : 1. Keuntungan : Cocok untuk bahan baku serat pendek Ongkos operasi murah Tidak menggunakan

senyawa sulfur sehingga tidak pencemaran menimbulkan

20

2. 3.

Proses Asam Proses Organosolv : alkohol, asetat, metanol, dll.

Secara garis besar ada 2 tahapan proses pembuatan kertas, yaitu: 1. Proses membuat pulp atau bubur kertas; dari skema diatas sampai dimulai dengan dari proses

"woodyard"

pemutihan atau "bleaching"

Gambar 4. Pembuatan Pulp

21

2. Proses membuat lembaran kertas; dimulai saat bubur kertas atau pulp mulai masuk ke mesin kertas atau paper mesin sampai dengan lembaran kertas tergulung rapi dalam gelondongan atau roll. Pada

prakteknya kedua proses besar diatas tidaklah perlu menjadi satu kesatuan proses dalam suatu pabrik kertas atau terintegrasi. Bukannya tidak umum suatu pabrik kertas harus membeli bubur kertas dari perusahaan pulp. Pabrik kertas tersebut hanya memiliki mesin kertas saja. Demikian pula suatu pabrik bubur kertas atas pertimbangan mempunyai strategi mesin

bisnisnya,

hanya

"pulping" bubur kertas saja. Walaupun proses pembuatan pulp dan kertas adalah dua proses yang berbeda, namun mereka terkait erat satu sama lain dan saling

22

mempengaruhi

dalam

proses

dan

produksi lembaran kertas. Seperti air sungai dimana air di hilir dipengaruhi oleh sumber di hulu.

Gambar 5. Kertas

Proses pulping atau pembuatan bubur kertas dapat diuraikan menjadi 9 bagian atau tahapan, sebagai berikut:

23

1. Woodyard Dimana sebuah lapangan luas umumnya terbuka tempat menerima dan menyimpan kayu gelondongan yang selanjutnya

proses pengkulitan, pemotongan kecilkecil & penyaringan potongan kayu. 2. Barker Dalam proses penghilangan kulit kayu ini grlondongan kayu dimasukkan dalam "debarking drums", gelondongan silinder berputar mengakibatkan gelondongan

kayu ikut berputar dan bergesekan satu dengan yang lain melucuti kulit kayunya. 3. Chipper Mesin pemotong gelondongan kayu

menjadi ukuran kecil yaitu kurang dari 2 cm dan setipis 1/2 cm.

24

4. Screen Diperlukan filter penyaring untuk

memisahkan potongan kayu yang lebih besar dari target ukuran diatas, dan menghilangkan debu mesin potong yang tidak perlu. 5. Digester Potongan kayu yang disebut chips

dimasak dengan suhu dan tekanan yang tinggi dalam suatu Larutan larutan dan kimia proses

penghancur.

pemanasan ini akan melembutkan dan akhirnya memisahkan serat kayu yang diinginkan dari "lignin" yaitu unsur kayu semacam lem yang menahan serat kayu bersatu. 6. Chemical Recovery and Regeneration Proses sampingan kimia inorganik yang diolah ulang dari proses pemanasan

25

sebelumnya, untuk pemanas kembali. Bahan kimia buangan dari masih proses dapat

pemanasan

sebelumnya

diproses ulang, tidak dibuang begitu saja. 7. Blow Tank Disini serat kayu sudah terpisah satu sama lain, secara resmi mereka sudah disebut pulp atau bubur kertas. 8. Washing "Mesin cuci" ini akan membersihkan sisasisa larutan kimia dan ligin yang masih tertinggal, yang dikirim keproses nomor 6 yaitu chemical recovery process.

Ibaratnya saat anda masak nasi, maka beberapa kali anda mentiriskan air beras yang anda cuci sebelum dimasak supaya kotoran hilang. Harap diingat disini anda bukan bertujuan membuatnya menjadi putih bersih! Pada tahap ini bubur kertas

26

secara alami berwarna coklat dan umunya digunakan untuk membuat kertas kantong dan corrugated box yang coklat. 9. Bleaching Proses pemutihan bubur kertas

menggunakan kimia pemutih atau bleach, yang tujuan utamanya khusus untuk membuat kertas cetak atau kertas budaya. Jadi proses pemutihan sangat relatif tergantung pada jenis kertas yang akan dibuat.

27

Gambar 6. Pembuatan Kertas

Bahan baku yang digunakan untuk membuat kertas ialah bahan-bahan yang mengandung banyak selulosa, seperti bambu, kayu, jerami, merang, dan lain-lain.

Pembuatan kertas dari bahan baku dapat dibagi menjadi dua tahap, yaitu: 1. Pembuatan pulp 2. Pembuatan kertas dari pulp Pulp, di samping dapat digunakan untuk membuat kertas, dapat juga digunakan untuk membuat rayon (rayon adalah selulosa dalam bentuk serat-serat). Ada 3 macam proses pembuatan pulp, yaitu: 1. Proses mekanis Tidak digunakan bahan-bahan kimia. Bahan baku digiling dengan mesin

28

sehingga selulosa terpisah dari zat-zat lain. 2. Proses semi-kimia Dilakukan seperti proses mekanis, tetapi dibantu dengan bahan kimia untuk lebih melunakkan, sehingga serat-serat selulosa mudah terpisah dan tidak rusak. 3. Proses kimia Bahan baku dimasak dengan bahan kimia tertentu untuk mengllilangkan zat lain yang tidak perlu dari seratserat selulosa. Dengan proses ini, dapat diperoleh selulosa yang murni dan tidak rusak.

PROSES BASA Bahan baku yang telah dipotong kecil-kecil dengan mesin pemotong, dimasukkan dalam

29

sebuah bejana yang disebut digester. Dalam larutan tersebut dimasukkan larutan pemasak: o NaOH 7%, untuk proses soda o NaOH, Na2S dan Na2CO3 untuk proses sulfat Pemasakan ini berguna untuk memisahkan selulosa dari zat-zat yang lain. Reaksi sebenarnya rumit sekali, tetapi secara

sederhana dapat ditulis:Larutan pemasak

Kayu

>

pulp

(selulosa) + senyawa-senyawa alkohol + senyawa-senyawa asam + merkaptan + zatzat pengotor lainnya.

Kemudian campuran yang selesai dimasak tersebut dimasukkan ke dalam mesin pemisah pulp dan disaring. Pulp kasar dapat

digunakan untuk membuat karton dan pulp

30

halus yang warnanya masih coklat harus dikelantang (diputihkan/dipucatkan).

Pemucatan dilakukan dengan menggunakan Kaporit atau Natrium hipoklorit. Perlu

diperhatikan bahwa, bahan-bahan kimia yang sudah terpakai tidak dibuang, tetapi diolah kembali untuk dipakai lagi. Hal ini berarti menghemat biaya dan mencegah pencemaran lingkungan. Reaksi kimia yang penting dalam pengolahan kembali sisa larutan tersebut adalah :

Na2SO4 + 2 C Na2S + 2 CO2 Na2CO3 + Ca(OH)2 2 NaOH + CaCO3

31