UTS Teknologi Pengolahan Pulp dan Kertas "12 ITSB (semester 3)

 

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 !

1. 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!
2. 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

1. 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 100^oC. 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.