UJIAN TENGAH SEMESTER
Institut Teknologi dan Sains Bandung
MATA KULIAH : Teknologi Pulp I
JURUSAN :
Teknologi Pengolahan Pulp dan Kertas
DOSEN :
Dr. Ir. Gatot Ibnusantosa
HARI / TANGGAL : Jum’at / 15 November 2013
WAKTU :
-
SOAL !
- Kualitas chip yang akan dipakai sebagai bahan
baku dalam pemasakan merupakan hal yang sangat penting untuk diperhatikan
operasi keseluruhan pabrik pulp, dimana akan berpengaruh terhadap kualitas
pulp yang akan dihasilkan. Sebutkan Hal-hal yang mempengaruhi kualitas
chip ? Jelaskan!
- Berikut adalah diagram aliran
(Chip Feeding Line) pada sistem pemasakan continuous cooking !
Jelaskan
proses chip feeding line sesuai dengan gambar berikut !
SELAMAT MENGERJAKAN
- GOOD LUCK -
JAWABAN SOAL UTS
- Hal-hal yang mempengaruhi kualitas chip:
A. Hal-hal yang berhubungan
dengan kayu menyangkut sifat-sifatnya seperti spesies, density dan decay
a) Wood Spesies
Sebagaimana
yang telah diketahui, bahwa kayu dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu jenis hard
wood dan jenis soft wood. Kayu jenis soft wood menghasilkan
pulp yang lebih kuat dibandingkan dengan jenis hard wood karena
serat-seratnya lebih panjang dan lebih lentur dibandingkan dengan serat yang
terdapat dalam kayu jenis hard wood.
Biasanya
kayu jenis soft wood menghasilkan rendemen yang lebih rendah
dibandingkan dengan yang dihasilkan dari jenis hard wood bila dimasak
pada kondisi yang sama. Hal ini utamanya disebabkan hemiselulosa yang terdapat
dalam soft wood lebih mudah terlarut dibandingkan dengan yang terdapat
dalam hard wood dan juga didalam kayu soft wood terdapat lebih
banyak kandungan lignin dibanding dengan hard wood.
b)
Wood Density
Berat jenis
kayu merupakan faktor ekonomis yang sangat penting dalam pembuatan pulp. Dengan
kayu yang lebih padat, kita dapat mengisi lebih berat pada digester dengan
volume yang sama dan keadaan ini akan menambah jumlah pulp yang diproduksi.
Setiap kayu menghasilkan jenis cell yang sama sepanjang kehidupan kayu
itu. Ada perbedaan antara kayu muda dan kayu tua dengan umur kehidupan kayu
yang sama-sama 20 tahun. Perbedaan ini lebih tampak pada kayu jenis soft wood.
Yang paling
tidak menguntungkan pada proses pembuatan pulp dari kayu muda adalah rendemen
yang rendah dan pemakaian larutan pemasak (soda) yang lebih banyak dikarenakan
hal-hal sebagai berikut:
-
Berat jenis yang lebih
rendah
-
Kandungan selulosa yang
lebih sedikit
-
Kandungan hemiselulosa yang
lebih banyak
-
Kandungan lignin yang lebih
banyak
-
Serat yang lebih pendek dan
lebih berbentuk jarum
c)
Wood Decay
Hal ini
dimungkinkan oleh adanya jenis mikroorganisme yang berbeda seperti misalnya
fungi/jamur, bakteri, ragi dan lain-lain. Pembusukan bisa saja terjadi pada
kayu yang lagi berdir atau pada penumpukan kayu.
B. Hal-hal yang berhubungan
dengan pemrosesan kayu
Dapat dibedakan menjadi beberapa hal
sebagai berikut:
a)
Ukuran chip
b)
Berat jenis keseluruhan
(bulk density) dari chip
c)
Kandungan air dalam chip
d) Kulit kayu dan bahan-bahan lain yang mengotori kayu
a)
Ukuran chip
Ketebalan chip merupakan hal
yang sangat penting dalam proses pembuatan pulp sebagaimana diharapkan, larutan
pemasak akan meresap kedalam chip dari segala arah dengan kecepatan yang sama.
Bilamana chip terlalu tebal, larutan pemasak tidak punya cukup waktu untuk
meresap sempurna kebagian tengah chip, yang akan menyebabkan chip menjadi tidak
masak. Chip yang tidak masak ini akhirnya akan menjadi “knot” atau “shive”.
Ketebalan chip yang ideal adalah 6 mm-8 mm, dengan ukuran
b)
Berat jenis keseluruhan (bulk density) dari chip
Adalah tolok ukur yang
sangat penting artinya selama waktu pengisian digester. Ini akan membuktikan
seberapa banyak kayu yang dapat dimasukkan kedalam digester, yang dinyatakan
dalam satuan kg/m3. Bulk density dari chip dikarenakan oleh
berat jenis kayu dan ukuran chip.
c)
Kandungan air dalam chip
Kandungan
air dalam chip Juga berakibat pada rendemen pulp, kappa number dan
kualitas pulp. Bila kandungan air dalam chip sangat rendah, akan sulit bagi
larutan pemasak untuk meresap kedalam chip. Adalah penting untuk mengetahui
seberapa besar kandungan air dalam chip tersebut, dan memperhitungkan seberapa
berat kayu yang sesungguhnya yang telah dimuat kedalam digester, untuk
memperhitungkan jumlah alkali yang dimasukkan dan konsentrasi larutan pada
jumlah yang tetap. Kandungan air dalam kayu diusahakan sebesar 40-50 %.
d) Kulit kayu dan
bahan-bahan lain yang mengotori kayu
-
Kulit kayu adalah bahan yang tidak
diinginkan keberadaannya didalam chip dan ia akan memberikan dampak yang
negatif pada pulp yang akan dihasilkan. Keberadaan kulit kayu akan menambah
jumlah pemakaian larutan pemasak sehingga akan mengurangi strength dari
pulp.
-
Bahan pengotor lainnya bisa datang dari
luar kulit kayunya sendiri seperti misalnya, pasir, logam-logam, plastik dan
lain-lain. Yang dapat mengakibatkan kerusakan pada mesin-mesin.
2. Tahapan proses chip fedding
line, peralatan beserta keterangannya adalah sebagai berikut :
1.
Chip Silo / Chip Bin
Chip yang bersumber dari bagian WP melalui conveyor
chip akan masuk ke chip bin. Chip bin dapat dikatakan sebagai tempat
penampungan, penyimpanan, dan presteaming untuk pemanasan awal. Sistem pemanasan
awal tersebut dapat dikatakan sebagai LPS (Low Pressure Steam) Flash Sistem.
Bentuk chip bin seperti tabung dimana chip terlindungi dari lingkungan luar.
Chip di dalam bin tidak mendapatkan tekanan khusus, sehingga hanya mengandalkan
gaya grafitasi dari bumi. Oleh karena itu di dalam chip bin terdapat bin
activator sebagai alat penggetar atau vibrator. Fungsi dari chip activator
adalah untuk mempermudah turunnya chip ke proses feeding selanjutnya yaitu chip
meter.
2.
Chip Meter
Chip meter berfungsi untuk mengatur laju umpan chip
ke dalam digester. Chip
meter juga dapat berfungsi mengatur laju produksi yang di inginkan. Fungsi
tersebut berjalan dikarenakan adanya rotor yang berputar secara terus menerus
yang berfungsi mengumpankannya ke dalam LP Feeder. Kecepatan putaran rotor pada
Chip Meter selalu di kontrol dari ruang DCS (Digital Control System). Selain
itu pada chip meter terdapat kamera untuk memantau keberadaan chip.
3.
Low Pressure Feeder (LPF)
LPF berfungsi menghubungkan chip dari chip meter ke
steaming vessel. LPF berfungsi untuk menghalangi tekanan arah balik dari
steaming vessel ke Chip Meter. Hal tersebut terjadi karena tekanan pada
steaming vessel jauh lebih besar (± 1,2 Bar) dibanding dengan chip meter
yang hanya mengandalkan gaya grafitasi. Perbedaan tekanan tersebut akan
menyebabkan chip dari Chip Meter tidak akan dapat turun ke steaming vessel.
Oleh karena itu LPF berfungsi sebagai katup isolasi sehingga chip dapat dengan
mudah masuk ke Steaming vessel.
4.
Steaming Vessel
Steaming vessel bertekanan 1,2 bar berfungsi untuk
menghilangkan uap dan air yang berada di dalam chip. Hilangnya uap dan air yang
berada dalam chip akan mempermudah impregnasi bahan kimia dengan cara penetrasi
dan difusi. Dengan steam rongga-rongga sel yang telah kosong tersebut akan
mudah berikatan dengan white liquor pada Chip Chute.
5.
Chip Chute
Chip Chute adalah tempat pertama kali chip bereaksi
awal dengan bahan kimia. Didalam Chip Chute chip dicampurkan dengan bahan kimia
pemasak yaitu White Liquor (WL) dan Black Liquor (BL). Cairan WL pada Chip
Chute bersumber dari tangki WL yang dialirkan ke dalam chip chute. Suhu pada
saat pencampuran dapat mencapai hampir 100oC. Didalam chip chute
terdapat tramp material separator yang berfungsi memisahkan kotoran dan benda
asing yang ikut bersama chip. Setelah itu chip bersama WL dan BL akan dialirkan
ke High Pressure Feeder
6. High Pressure Feeder (HPF)
High Pressure Feeder sebagaimana LPF mempunyai
tekanan yang lebih tinggi yaitu berfungsi menaikkan tekanan campuran menuju top
separator atau bagian atas digester dengan ketinggian lebih dari 20 meter.
Untuk mengumpankan chip, WL dan BL tersebut, HPF dibantu oleh pompa sehingga
menghasilkan tekanan sebesar ± 12 bar.
Dengan perbedaan yang besar tersebut, chip bersama WL dan BL akan mudah masuk
ke dalam Top Separator.
7.
Digester
Setelah melalui High Pressure Feeder chip dipompa
naik menuju bagian atas dari digester. Dilihat dari gambar yang terdapat pada
soal, itu merupakan bentuk single vessel. Maka digester dibagi menjadi 4 (empat)
zona, diantaranya :
a.
Impregnation Zone
Pada tahap atau zona impregnasi ini suhu mencapai
105°C - 130°C. Impregnasi ini terjadi sebelum delignifikasi dan impregnasi
sendiri membutuhkan waktu sekitar 45 menit
b.
Heating Zone
Pada tahap ini chip dipanaskan sampai dengan
suhu memasak 160°C - 170°C. Pada tahap
ini liquor di sirkulasi keluar melalui screen digester lalu melewati heat
exchanger (penukar panas) untuk selanjutnya dipompa kembali masuk kembali
menuju digester. Pada proses ini dilakukan sebanyak 2 (dua) kali agar pemanasan
tercapai.
c.
Cooking Zone
Pada tahap ini chip dimasak dengan kisaran waktu 1-2
jam dengan temperatur 160-170°C. Pada tahap ini komposisi liquor harus selalu
di kontrol. Liquor pada cooking zone juga di sirkulasi melalui screen untuk
selanjutnya melewati heat exchanger dan dipompa kembali menuju digester.
d.
Washing Zone
Di zona ini chip di dinginkan dengan cepat dengan
fresh liquor untuk selanjutnya dicuci. Biasanya suhu pada tahap ini berkisar
130°C. Proses pencucian ini dilakukan berlawanan untuk memadamkan / merendahkan
reaksi. Chip yang telah melewati proses sebelumnya akan dicuci melalui wash
liquor. Oleh karena itu pada bagian bawah
digester terdapat juga proses dilution.
Fungsi dilution oleh
wash liquor selain sebagai faktor pencuci juga mempermudah dalam proses blow
pulp. Kemudian chip yang telah dicuci akan dikeluarkan melalui outlet device
menuju pressure difusser dan blow tank untuk kembali dicuci dan di tampung.
