DEINKING

 

DEINKING

Proses deinking pada umumnya adalah proses penghilangan tinta dan bahan bukan serat dari kertas bekas. Efektifitas proses deinking tergantung dari bahan baku kertas bekas, jenis kontaminan terutama tinta, tahapan proses yang dilakukan, dan jenis peralatan yang digunakan. Tahapan proses deinking konvensional umumnya meliputi tahap penguraian, pembersihan dan penyaringan, penghilangan tinta, serta tahap pencucian dan pengentalan (Jenni R.dkk, 2017). Proses deinking konvensional menggunakan sejumlah besar bahan kimia yang mengakibatkan tingginya biaya pengolahan air limbah untuk dapat memenuhi peraturan lingkungan.

Proses deinking menurut Emerson (2004) terdiri dari beberapa tahapan antara lain:

1.      Repulping

Pada tahap ini kertas bekas dilakukan proses penghancuran atau penguraian agar menjadi buburan pulp. Repulping merupakan tahap pertama dalam pembuatan pulp dari kertas bekas biasanya nilai konsistensi yang rendah diatur 4% - 6% dan konsistensi tinggi 12% - 15%, sehingga diperlukan beberapa tahan proses selanjutnya. Jenis alat yang digunakan pada tahap awal ini yaitu berupa drum pulper dengan ukuran besar dan memiliki reject point untuk membuat kotoran-kotoran yang tidak boleh lolos ke tahap berikutnya. Jumlah dari energi mekanik yang besar dihasilkan oleh pulper tentu sangat penting untuk menentukan nilai buburan serat dan nilai tinta yang terdispersi.

2.      Screening

Pada proses screening memiliki peranan dalam pengolahan serat agar tidak tercampurnya pulp dengan kotoran. Fungsi dari screening adalah untuk memisahkan dan menyaring kotoran berupa partikel-partikel berdasarkan ukurannya. Bahan pengotor yang terdapat pada kertas bekas secara umum yaitu; benang, plastik, kayu, dan lainnya. Penyaring kotoran terdapat dua jenis tipe yaitu berupa slot dan holes. Selain itu, terdapat pressure screen system yang merupakan proses sirkulasi didalam screening tersebut seperti reject screen, open gravity screen, dan closed gravity screen.

3.      Cleaning

Pada proses cleaning memiliki fungsi yaitu untuk memisahkan bahan pengotor serat berdasarkan berat jenis. Cleaning dilakukan dengan proses secara centrifugal yaitu pemisahan berdasarkan perbedaan specific gravity. Pada alat cleaner terdapat cone cleaner yang digunakan untuk membuang pengotor berukuran kecil, berat, padat seperti shives, pasir karat, serpihan metal, dan lainnya. Konsistensi yang digunakan pada cleaner untuk mengolah buburan kertas bekas terbagi menjadi 3 bagian yaitu high consistency 2% - 5%, medium consistency 2%, dan low consistency 0,5% - 1,5%.

 

 

 

 

4.      Flotation

Pada proses flotation (flotasi) ini merupakan penghilangan tinta terhadap serat dilakukan dengan cara memisahkannya memakai bahan kimia. Menurut (Jonson, 1992) mekanisme flotasi merupakan peristiwa tabrakan antar partikel udara dan penghilangan busa gelembung udara yang berlapis tinta, agar tinta dapat dengan mudah dibuang, partikel-partikel tinta harus kontak dengan bahan kolektor dan selanjutnya kontak dengan gelembung udara, sehingga terjadi penggumpalan tinta. Penggumpalan tinta ini selanjutnya membentuk partikel yang lebih besar sehingga tinta mudah menempel pada gelembung udara yang naik kepermukaan suspensi. Ukuran dan jumlah udara akan menentukan efisiensi proses flotasi karena gelembung-gelembung udara bergerak untuk mengangkat partikelpartikel tinta dan bahan pengisi ke permukaan suspensi. Ukuran dan jumlah gelembung udara dipengaruhi oleh kuantitas udara yang dimasukan kedalam sistem. Terlalu banyak udara yang dimasukkan kedalam sistem akan dapat menyebabkan gangguan pada permukaan cairan sehingga menghalangi pembentukan busa yang stabil yang mendorong pemisahan partikel (Raimondo, 1967).

5.      Bleaching

Pemutihan (bleaching) merupakan proses yang bertujuan untuk menghilangkan kandungan lignin (delignifikasi) di dalam pulp atau serat sehingga diperoleh tingkat kecerahan warna yang tinggi dan stabil (Greschik, 2008). Proses pemutihan serat harus menggunakan bahan kimia yang reaktif untuk melarutkan kandungan lignin yang ada di dalam serat agar diperoleh derajat kecerahan yang tinggi (Tutus, 2004). Ada beberapa faktor pada saat proses bleaching yang dominan mempengaruhi seperti temperature, dosis, pH, dan lainnya.

 

BAHAN KIMIA PROSES DEINKING

            Bahan kimia pada proses deinking sangat penting dalam mekanismenya seperti pengembangan serat, saponifikasi, pembasahan, emulsifikasi, pengendapan, antiredeposition, dan dispersi. Bahan kimia yang digunakan pada proses deinking dibagi menjadi dua bagian (C. Jiang dan J. Ma. 2000). Dua bagian tersebut yaitu:

1.  Flotation Chemicals

            Bahan kimia yang digunakan dalam flotation chemicals sangat tergantung pada jenis kertas bekas yang diproses. Pulper chemicals merupakan bagian penambahan bahan kimia pada prosses flotasi yang bertujuan untuk mendispersikan tinta. Bahan kimia utama yang digunakan flotasi adalah sebagai berikut:

·         NaOH

Berfungsi untuk menyabunkan minyak-minyak yang terdapat didalam tinta, sehingga pigmen-pigmen tinta dapat terbasahi  dan dapat dikeluarkan dari serat.

·         Hidrogen Peroksida

Berfungsi sebagai bahan pemutih (dapat menaikan derajat putih) dan juga dapat membantu terdispersinya bahan coating serta bahan sizing. Agar H2O2 tidak terurai, ditambahkan chelating agent dan  natrium silikat.

·         Deterjen

Deterjen yang biasa digunakan adalah asam lemak (asam oleat) yang berfungsi sebagai “kolektor” yang berperan       sebagai penambah sifat hidrofobik dari tinta, sehingga tinta dapat melekat pada gelembung udara, kemudian terapung dipermukaan.

·         Chelating Agents

Perannya sebagai bahan untuk membentuk senyawa kompleks dengan logam-logam berat yang larut dakam air. Contohnya  yang sering digunakan adalah : DTPA (diethylene triamine pentaacetic acid) dan EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid).

 

2. Bleaching Chemicals

            Bahan kimia yang digunakan untuk proses pemutihan tergantung pada jenis kertas bekas yang diproses. Bleaching agent bertujuan untuk memutihkan pulp dengan dilakukan pemasakan. Bahan kimia bleaching yang digunakan adalah sodium percarbonate, hydrogen peroxide, hypochlorite, sodium carbonate, sodium hydrosulfite, ozone, FAS (formamidine sulfinic acid), enzyme xylanase, dan lainnya.

Adapun penjelasan beberapa bleaching agent yang digunakan pada saat bleaching adalah sebagai berikut:

·         Sodium Percarbonate

Sodium percarbonate adalah senyawa tambahan hidrogen peroksida dan natrium karbonat. Berdasarkan rumus molekuler, zat natrium perkarbonat murni mengandung 32,5% hidrogen peroksida dan 67,5% natrium karbonat (berdasarkan berat), sodium percarbonate memiliki bentuk berupa bubuk kristal putih (Hera, 2002). Sodium percarbonate merupakam reaktan alkali tidak seperti hidrogen peroksida dan tidak memerlukan soda kaustik ekstra (NaOH) untuk aktivitas pemutihan. Titik lebur dan titik didih tidak dapat ditentukan karena sodium percarbonate terurai saat dipanaskan. Dekomposisi adalah eksotermik dan melepaskan gas oksigen. Penentuan tekanan uap tidak berlaku karena natrium perkarbonat adalah suatu senyawa anorganik yang dapat terionisasi. Diameter rata-rata ukuran partikel natrium perkarbonat adalah dalam kisaran 300 - 900 μm. Sodium percarbonate mudah larut dalam air, menghasilkan larutan basa sedang. PH adalah sekitar 10,5 pada konsentrasi 1%.

·         Hypochlorite

Hypochlorite (ClO- ) merupakan bahan kimia yang digunakan untuk pemutih produk (Sójka-Ledakowicz et al., 2000). Hipoklorit ini terdiri dari klor dan oksigen dengan rumus kimia ClO- . Senyawa ini merupakan klorin aktif yang paling aktif dan banyak digunakan untuk pemutihan, secara kimiawi hipoklorit bersifat kurang stabil.

·         Hydrogen Peroxide (H2O2)

Hydrogen Peroxide berbentuk cairan tidak berwarna, sedikit lebih kental dari air dan dapat bercampur dengan air dalam berbagai komposisi (Jones, 1999). Hydrogen peroxide bersifat asam yang sangat lemah dan mempunyai kemampuan sifat oksidator yang sangat kuat. Hydrogen peroxide (H2O2) merupakan bahan pemutih yang bisa digunakan untuk proses pemutihan dengan konsep Totally Chlorine Free (TCF). Hydrogen Peroxide terurai secara katalitik oleh banyak bahan umum, menghasilkan evolusi panas dan oksigen, yang dapat mendukung pembakaran bahan yang mudah terbakar. Juga Hydrogen Peroxide dapat menyebabkan bahaya kesehatan juga selama penanganan. Karena bahaya dan sifat oksidatif ini, penyimpanan dan penanganan Hydrogen Peroxide harus dipantau dengan cermat. Pabrik dapat menerima Hydrogen Peroxide pada konsentrasi 70% atau 50%. Larutan Hydrogen Peroxide yang sangat terkonsentrasi dapat disimpan dengan aman, dengan tindakan pencegahan keamanan khusus yang direkayasa dan solusi konsentrasi yang ketat, seperti truk tangki khusus, kereta api, tangki penyimpanan mahal (aluminium dan baja tahan karat 304 dan 306, lokasi khusus yang jauh dari kontaminan potensial), dan khusus sistem perpipaan (TAPPI TIP 0606- 24).

·         Enzyme Xylanase

Penggunaan enzyme dalam pemutihan pulp dikenal sebagai biobleaching. Penggunaan enzyme xylanase untuk biobleaching menghasilkan pulp dengan kecerahan tinggi dan menghemat bahan kimia pemutihan (Bajpai, 1999). Xylanase juga banyak digunakan dalam pemutihan pulp bukan kayu (Bajpai, 1996). Penerapan xylanase sering disebut sebagai "prebleaching" atau "peningkatan pemutih" karena meningkatkan efek pemutihan bahan kimia dengan memutus jaringan xilan, yang membantu menghilangkan lignin yang terperangkap dari bubur kertas daripada membuang lignin secara langsung atau menyerang lignin. Pada umumnya enzim xilanase yang digunakan sebagai bleaching dibuat dari bakteri dan jamur. Pemutihan dengan xylanase memerlukan kontrol parameter yang ketat termasuk pH, suhu, dan waktu retensi (Farrell et al. 1996; Suurnakki et al. 1997). Kinerja enzim sangat tergantung pada jenis bahan baku, proses pembuatan pulp , dan urutan pemutihan. Pemutihan menggunakan xilanase, dibandingkan dengan pemutihan konvensional, meningkatkan efisiensi pemutihan dan mengurangi kebutuhan bahan kimia pemutihan.