Penggilingan Pulp (Konvensional dan Biorefining)

1. Penggilingan Pulp Konvensional

Penggilingan merupakan operasi untuk modifikasi serat sehingga menghasilkan kertas dengan sifat yang dikehendaki. Secara umum, peristiwa penggilingan memberikan beberapa efek terhadap serat, diantaranya adalah hidrasi yang berakibat pada pecahnya dinding serat diikuti dengan pembengkakan serat, penyikatan serat (brushing), fibrilasi, pemotongan serat, pembentukan serat halus (fines), dan pembentukan koloid debris. Pembentukan fines sangat diperlukan untuk mempercepat stabilitas proses melalui peningkatan kekuatan lembaran. Tetapi jika pembentukan fines berlebihan, maka akan memberikan keruguan selama proses pembuatan kertas, yakni mengurangi laju drainase air di mesin, meningkatkan beban pengeringan, meningkatkan pendebuan, menurunkan kecepatan mesin dan akumulasi fines pada daur ulang air pasi.

Penggilingan merupakan subproses paling penting pada pembuatan kertas dimana operator dapat memberikan kontribusi terhadap pengembangan sifat akhir kertas. Beberapa sifat kertas mengalami peningkatan seperti ketahanan tarik, namun sifat lain sebaliknya mengalami penurunan. Karena adanya kontradiksi dari sifat akhir kertas ini, maka pada pengoperasiannya, penggilingan memerlukan beberapa kompromi sesuai dengan kepentingan proses dan sifat akhir produk yang dikehendaki.

2. Penggilingan Dengan Penambahan Enzim (Biorefining)

Enzim adalah produk hayati mikroorganisme yang terdiri dari satu atau beberapa gugus polipeptida (protein). Penambahan enzim pada suatu proses biasanya hanya sebagai katalisator untuk mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi.

Sebagian besar enzim bekerja secara khas, artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai contoh, α-amilase hanya digunakan pada proses perombakan pati menjadi glukosa.

Salah satu produk mikrobiologi yang dapat mendegradasi menjadi β-glukosa (gula terlarut) adalah selulase. Reaksi spesifik selulase pada substrat selulosa dapat dimanfaatkan untuk mempercepat efek pengelupasan (peeling effect) pada peristiwa penggilingan dimana mekanismenya dapat dilihat pada gambar berikut. Selulase melemahkan rantai selulosa dan kemudian ditambah aksi mekanis dari penggilingan menyebabkan serat menjadi mudah terurai dan menurunkan waktu penggilingan.

Biorefining diyakini dapat menghasilkan fibrilasi serat lebih banyak (lihat gambar dibawah) dengan pemotongan serat minimal akibat waktu giling lebih cepat. Hal ini memberikan beberapa keuntungan, diantaranya kualitas serat yang baik dengan tingkat koloid fines lebih rendah, kualitas kertas yang lebih baik dan memungkinkan optimalisasi kerja refiner.

Pengendalian reaksi enzim perlu dilakukan agar peeling effect berlebihan dapat dicegah, sehingga enzim hanya akan mengurai sebagian kecil komponen selulosa yang memiliki afinitas yang baik terhadap air. Beberapa parameter yang perlu diperhatikan sehubungan dengan pencapaian kinerja enzim secara optimal adalah konsentrasi (dosis) enzim, konsentrasi substrat, pH dan temperatur.

Sumber: Berita Selulosa, Vol. 42 (1), Juni 2007