Metode Kraft Pulping

Metode kraft pertama kali digunakan secara komersil di Sweden pada tahun 1885. Kraft pulp diakui memiliki sifat-sifat kekuatan yang unggul dan merupakan jenis kertas baru. Pabrik-pabrik yang menggunakan proses kraft dimulai pada tahun 1930an dengan pengenalan tungku pemulihan oleh Tomlinson, dimana akhir penguapan dan pembakaran yang cepat dikombinasikan dengan pemulihan uap panas dan bahan kimia dalam proses tunggal. Akhirnya, perkembangan dan promosi klorin dioksida oleh Howard Rapson di akhir tahun 1940an dan awal tahun 1950an membuka jalan untuk mencapai tingkat kecerahan yang sama dengan pulp sulfit. Karena perkembangan proses kraft, maka makalah ini dibuat untuk lebih mengetahui bagaimana proses pembuatan pulp dan kertas dengan metode kraft tersebut.

Proses kraft adalah suatu proses pembuatan pulp dengan proses kimia. Proses ini menghasilkan pulp dengan kekuatan yang lebih tinggi di banding proses mekanis dan semikimia, namun rendemen yang dehasilkan lebih kecil karena komponen yang terdegradasi lebih banyak. Proses kraft awalnya dipatenkan tahun 1854. Pada tahun 1865 mencakup pengabuan cairan soda untuk melindungi banyaknya alkali yang digunakan dalam proses. Keberhasilan pabrik soda pertama kali adalah ketika beroperasi pada tahun 1966. Sedikitnya pabrik soda dalam memproduksi pulp masih beroperasi di seluruh dunia dengan menggunakan bahan baku hardwood dan non kayu yang berserat. C.F Dahl dihargai dengan perkembangan proses kraft (atau sulfate) dalam upaya mencari pengganti akan mahalnya sodium karbonat (abu soda) sebagai rangkaian dari daur kimia proses soda, dia melakukan percobaan dengan menambahkan sodium sulfate (saltcake) untuk tungku pemulihan. Setelah itu Dahl menemukan bahwa sulfida selama pemasakan larutan yang dipercepat dengan proses delignifikasi dan menghasilkan pulp yang lebih kuat; dia memperoleh hak paten untuk prosesnya tersebut pada tahun 1884.

Larutan utama yang digunakan dalam proses kraft adalah natrium hidroksida (NaOH) dan natrium sulfida (Na₂S). Natrium hidroksida merupakan bahan kimia pemasak utama yang berfungsi untuk mempercepat kelarutan lignin, sedangkan natrium sulfida merupakan komponen aktif tumbuhan yang berfungsi untuk menggantikan bahan alkali yang hilang selama proses pemasakan sehingga konsentrasi larutan pemasak alkali tetap stabil. Suhu pemasakan yang digunakan umumnya berkisar antara 170-180°C. Suhu di bawah 170°C tidak memberikan keuntungan terhadap nilai rendemen dan kualitas pulp yang dihasilkan. Selain itu terhadsuhu 180°C akan menyebabkan degradasi selulosa semakin meningkat.

Reaksi kimia yang terjadi pada proses kraft diantaranya bentuk lignin yang sebenarnya pada chip kayu merupakan hasil pemecahan dari ion-ion hidroksil (OHˉ) dan hidrosulfid (SHˉ). Pada saat pemasakan kira-kira sebanyak 80% lignin, 50% hemiselulosa dan 10% selulosa dihancurkan. Terjadi reaksi kondensasi dengan karbohidrat. Sehingga berakibat lignin sulit untuk dipindahkan dari serat. Ion hidrosulfid mengurangi reaksi kondensasi dengan memblok kelompok yang tidak aktif. Pada metode pulp terdapat dua tenaga pendorong seperti konsentrasi alkali dan suhu.

Faktor – faktor yang mempengaruhi proses pemasakan pulp kraft yaitu :

1.Chip Size
    Ketebalan chip sangat berpengaruh dalam proses pulping, ketika cairan pemasak akan menembus chip pada semua sisi. Jika chip tebal, cairan pemasak tidak akan menembus bagian dalam chip, sehingga bagian tersebut tidak terjadi proses pemasakan.
 

2.Chip Bulk Density
    Merupakan parameter yang penting pada saat pengisian digester. Hal ini menentukan jumlah pulp yang dapat masukd dan dinyatakan dalam kg/m3 . Chip bulk density dipengaruhi oleh wood density dan chip size.

3.Chip Moisture
    Mempunyai pengaruh pada yield yang diperoleh, kappa number, dan kualitas pulp. Jika moisture terlalu rendah maka akan sulit untuk menghasilkan chip. Dengan mengetahui moisture content chip dapat dihitung wood input yang masuk kedalam digester. Supaya terjaga konsentrasi liquor dan alkali secara konstan. Moisture content sebaiknya dijaga dalam level 40-50%.

1.                          4.Bark (Kulit kayu) dan kontaminasi lainnya

    Bark merupakan komponen yang tidak diinginkan dalam produksi pulp karena bark  berisi 20-30% selulosa dan 20-30% ekstrktif dan selebihnya lignin. Bark sendiri akan menaikkan konsumsi alkali dan menguragi kekuatan pulp. Kandugan ekstraktif yang tinggi menyebabkan masalah di evaporator dan pitch pada pulp machine.

5.White Liqour Properties

    White liqour merupakan bahan kimia pemasak pada metode sulfat (kraft cycle) dalam bentuk aqueous solution dimana kandungannya terdiri dari NaOH, Na2S, (Na2SO4.Na2CO3). White liquor digunakan untuk mengurangi kandungan lignin dalam digester dan juga untuk ekstraksi . Digester yang digunakan adalah digester continue.

3.                           

                   6.Cooking Control Variable

    Variabel yang digunakan yaitu waktu dan temperatur. Reaksi delignifikasi bergantung pada temperatur. Kenaikan temperatur yang kecil menyebabkan pengaruh yang besarpada reaksi delignifikasi seperti kenaikan 10oC dari 160oC menjadi 170oC akan menyebabkan dua kali delignifikasi.

4.       

                   7.Alkali Charge

    Efektifitas normal alkali charge memiliki nilai antara 10-18% Na2O dalam drywood tergantung dari jenis kayu, kondisi pemasakan dan derajat deligniikasi yang dibutuhkan. Kelebihan alkalli dapat menyebabkan kenaikan angka delignifikasi dan mengurangi yield.

5.       

                   8.Liquor to wood ratio

    Rasio liqour : wood (normal rasio 3 : 1 atau 5 : 1) kelebihan black liquor yang berasal dari digester ke chip untuk menaikkan rasio liquorwood.

Pada proses Kraft mula kayu dipotong-potong dengan mesin pemotong hingga ukuran kurang lebih 5cm, potong-potongan ini kemudian diayak. Kayu yang halus dimasukkan kedalam tempat penampung yang kemudian akan digester (dimasak). Setelah potongan-potongan kayu tersebut di masukkan ke dalam digester, kemudian dimasukkan pula natrium sulfida dan NaOH, kemudian dipanaskan dengan uap dan di aduk dengan suatu alat pengaduk yang terdapat dalam digester tersebut.

Digester ini dibuat dari logam steel dan tekanan uap 110lb/in2. Pulp yang telah jadi dikeluarkan dan dicuci dengan air dalam tanki pencuci sehingga liquornya akan terpisah. Liquor yang dihasilkan dimasukkan ke dalam tanki penampung untuk direcovery. Pulp yang sudah dicuci disaring lagi dengan saringan rotary drum filter, kemudian hasilnya diputihkan dengan kalsium hipoklorit sehingga hasilnya sudah agak putih. Selanjutnya diinetralkan dengan CaO atau NaOH, dicuci dan dikeringkan. Hasilnya terbentuklah pulp kering.

 

Sumber :

1.       Anonim, A. Pengertian Proses Kraft. http://kintanprameswari.blogspot.com /2011/08/pulp-dan-kertas.html. Diakses tanggal 08 Desember 2013 pukul 09.54 WITA di Samarinda.

2.       Anonim, C. Proses Kraft Pulping. http://rizkizuriadi.blogspot.com/2011/07/ makalah-pulp-and-paper.html. Diakses tanggal 08 Desember 2013 pukul 09.54 WITA di Samarinda.

3.       Anonim, C. Proses Recovery Kraft. http://www.tappi.org/content/events/ 08kros/manuscripts/1-1.pdf. Diakses tanggal 08 Desember 2013 pukul 09.54 WITA di Samarinda.

4.       https://www.academia.edu/5462425/Makalah_Kraft_Pulping

1.