TK-4090 KERJA PRAKTEK
PT RIAU ANDALAN PULP AND PAPER PANGKALAN KERINCI - RIAU
LAPORAN UMUM
Oleh: Pratama Istiadi (13011048)
Pembimbing: Prof. Dr. Tjandra Setiadi Radar Herri Dalimunthe, S.T., M.Eng
SEMESTER I 2014/2015 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
i
KATA PENGANTAR Segenap puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmatNya sehingga penulis dapat melaksanakan kegiatan kerja praktek dan menyelesaikan laporan kerja praktek yang dilaksanakan di PT Riau Andalan Pulp and Paper (PT RAPP) untuk periode tanggal 2 Juli hingga 18 Agustus 2013 dengan lancar dan tepat waktu. Dalam pelaksanaan kegiatan kerja praktek dan penulisan laporan kerja praktek ini, penulis mendapat banyak bantuan, bimbingan dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Maka dari itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
General Manager PT RAPP Ade Mutia dan Hamdani, selaku penghubung kerja praktek di PT RAPP, Azka Aman, yang juga turut membantu penempatan penulis di PT RAPP, Edward Ginting, selaku BU Head PT RiauPulp, Ibnu Affan, selaku Fiberline Department Head, Radar Herri Dalimunthe, selaku Fiberline 1 Area Head dan pembimbing lapangan Roihan Firdausi, Dimas Dwi Nugroho, dan Sjahruddin selaku Process Engineer Dept. Fiberline, 8. M. Natsir, Aky, dan Pasmansyah, selaku SpecialistWoodyard and Chip Screening Area,Digesting Area dan Bleaching Area, 9. Dr. IGBN Makertihartha selaku koordinator kerja praktek, 10. Prof. Dr. Tjandra Setiadi, selaku dosen pembimbing kerja praktek, 11. Para pembimbing selama melakukan orientasi lapangan di Woodyard and Chip Screen area,Digesting Area, Washing Area dan Bleaching Area, 12. Seluruh staf dan karyawan PT RAPP, khususnya fiberline department, 13. Teman-teman penulis yang sama-sama melaksanakan kerja praktek di PT RAPP. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna.Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan laporan ini.Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi seluruh pihak.
Pangkalan Kerinci, 2014
Penulis
ii
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR..................................................................................................................... ii DAFTAR ISI .................................................................................................................................. iii DAFTAR TABEL .......................................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................... vii IDENTITAS TEMPAT PELAKSANAAN KERJA PRAKTEK................................................. viii BAB I .............................................................................................................................................. 1 BAHAN BAKU DAN BAHAN PENUNJANG ............................................................................. 1 I.1. Bahan Baku .................................................................................................. .........................1 I.2. Bahan Penunjang .................................................................................................................. 1 BAB II ............................................................................................................................................. 4 PRODUK UTAMA DAN PRODUK SAMPING ........................................................................... 4 II.1 Produk Utama ....................................................................................................................... 4 II.1.1 Lembaran Pulp Akasia dan Mix Hardwood. .................................................................. 4 II.1.2 Kertas ............................................................................................................................. 5 II.2 Produk Samping ................................................................................................................... 8 BAB III ............................................................................................................................................ 9 DESKRIPSI PROSES ..................................................................................................................... 9 III.1 Woodyard and Chip Screening Area ................................................................................... 9 III.1.1 Logging, Loading and Unloading ................................................................................. 9 III.1.2 Wood Preparation and Chip Production ..................................................................... 10 III.2 Digesting Area................................................................................................................... 13 III.2.1 Digester Mode Superbatch (Fiberline1 dan 2) ........................................................... 13 III.3 Washing Area .................................................................................................................... 17 III.3.1 Deknotting .................................................................................................................. 17 III.3.2 Washing ...................................................................................................................... 17 III.3.3 Screening .................................................................................................................... 18 III.3.4 Pressing ....................................................................................................................... 19 III.3.5 Delignifikasi Oksigen ................................................................................................. 20 III.4 Bleaching ........................................................................................................................... 23 III.5 Pulp Dryer ......................................................................................................................... 27 III.6 Chemical Plant .................................................................................................................. 27 III.6.1 Klor Alkali Plant ......................................................................................................... 29 III.6.1.1 Brine Treatment................................................................................................... 29 iii
III.6.1.2 Brine Saturation................................................................................................... 30 III.6.1.3 Chemical treatment ............................................................................................. 30 III.6.1.4 Brine Clarification ............................................................................................... 31 III.6.1.5 Brine filtration ..................................................................................................... 31 III.6.1.6 Ion exchange ....................................................................................................... 31 III.6.1.7 Elektrolisa............................................................................................................ 32 III.6.1.7.1 Sistem Katoda .............................................................................................. 32 III.6.1.7.2 Sistem Anoda ............................................................................................... 33 III.6.2 Klorin Dioksida Plant .............................................................................................. 34 III.6.3 Sulphur Dioxide Plant.............................................................................................. 35 III.6.4 Oksigen Plant ........................................................................................................... 35 III.6.5 Rekaustisasi dan Lime Kiln ..................................................................................... 36 BAB IV ......................................................................................................................................... 38 PERALATAN UTAMA DAN PENDUKUNG PROSES ............................................................ 38 IV.1. Peralatan Proses ............................................................................................................... 38 BAB V ........................................................................................................................................... 42 SISTEM UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH ............................................................... 42 V.1. Utilitas ............................................................................................................................... 42 V.1.1 Unit Penyediaan Air..................................................................................................... 42 V.1.2 Unit Pembangkitan Steam ........................................................................................... 45 V.1.3 Unit Pembangkitan Listrik ........................................................................................... 46 V.1.3.1 Unit Pembangkit Listrik Utama ............................................................................. 46 V.1.3.2 Unit Pembangkit Listrik Cadangan........................................................................ 47 V.2. Pengolahan Limbah ........................................................................................................... 47 V.2.1 Limbah Weak Black Liquor ......................................................................................... 48 V.2.2 Limbah Kulit Kayu dan Fines ..................................................................................... 48 V.2.3 Limbah Cair Lainnya ................................................................................................... 48 BAB VI ......................................................................................................................................... 51 LOKASI PABRIK, TATA LETAK PABRIK, ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ............................................................................................................................ 51 VI.1 Lokasi Pabrik .................................................................................................................... 51 VI.2 Tata letak dan Denah Pabrik ............................................................................................. 51 VI.3 Manajemen Perusahaan..................................................................................................... 53 BAB VII ........................................................................................................................................ 56 PROSPEK/JENJANG KARIER INSINYUR KIMIA DI PERUSAHAAN ................................. 56 iv
VII.1. Struktur Organisasi Process Engineering (PE) di PT RAPP.......................................... 56 BAB VIII ....................................................................................................................................... 58 KESIMPULAN ............................................................................................................................. 58 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................... 59
v
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Karakteristik Kayu Jenis Akasia (Technical Dept., 2014) .............................................. 1 Tabel 1.2 Karakteristik Kayu Jenis Mix Hardwood (Technical Dept., 2014) ................................. 1 Tabel 1.3 Karakteristik White Liquor PT RAPP (Technical Dept., 2014) ...................................... 2 Tabel 1.4 Karakteristik Black Liquor PT RAPP (Technical Dept., 2014) ...................................... 2 Tabel 2.1 Spesifikasi Kedua Jenis Lembaran Pulp di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012)................................................................................................................................................ 5 Tabel 2.2 Spesifikasi Produk Kertas PaperOne™ Jenis All Purpose (APRIL Learning Institute, 2012) ................................................................................................................................ 6 Tabel 2.3 Spesifikasi Produk Kertas PaperOne ™ Jenis Copier (APRIL Learning Institute, 2012)................................................................................................................................................ 7 Tabel 2.4 Spesifikasi Produk Kertas PaperOne™ Jenis Digital ..................................................... 7 Tabel 2.5 Spesifikasi Produk Kertas PaperOne™ Jenis Offset (APRIL Learning Institute, 2012)................................................................................................................................................ 8 Tabel 2.6 Distribusi Listrik oleh PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) .............................. 8 Tabel 3.1 Spesifikasi Chipper di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012)............................ 12 Tabel 3.2 Parameter Proses Digesti Kayu Akasia dan MHW di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) .............................................................................................................................. 16 Tabel 4.1 Peralatan Proses Woodyard and Chip Screen Area (Erissa, 2012) ............................... 38 Tabel 4.2 Peralatan Proses Digesting Area (Erissa, 2012) ............................................................ 39 Tabel 4.2 Peralatan Proses Digesting Area (Lanjutan) ................................................................. 40 Tabel 4.3 Peralatan Proses Washing Area (Erissa, 2012) ............................................................. 40 Tabel 4.3 Peralatan Proses Washing Area (Lanjutan) ................................................................... 41 Tabel 4.4 Peralatan Proses Bleaching Area (Erissa, 2012) ........................................................... 41 Tabel 5.1 Spesifikasi Reactifier Clarifier di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) .......... 43 Tabel 5.2 Karakteristik Air Proses di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) ..................... 43 Tabel 5.3 Karakteristik Air Demineralisasi di PT RAPP (Fuad, 1998) ........................................ 44 Tabel 5.4 Spesifikasi Unit Recovery Boiler di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) ...... 45 Tabel 5.5 Spesifikasi Unit Power Boiler di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) ........... 45 Tabel 5.6 Karakteristik dan Fungsi Steam di PT RAPP (Erissa, 2012) ........................................ 46 Tabel 5.7 Spesifikasi Turbine Generator di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) .......... 46 Tabel 5.7 Spesifikasi Turbine Generator di PT RAPP (lanjutan)................................................. 47 Tabel 5.8 Jumlah Unit dan Kapasitas Generator Diesel dan Turbin Gas PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) ............................................................................................................... 47 Tabel 5.9 Spesifikasi Kompresor Udara di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) ............ 47 Tabel 5.10 Karakteristik Weak Black Liquor di PT RAPP (Erissa, 2012) .................................... 48 Tabel 5.11 Komposisi Padatan pada Weak Black Liquor (Fuad, 1998) ........................................ 48 Tabel 5.12 Karakteristik Air Limbah Hasil Pengolahan di PT RAPP (Erissa, 2012) ................... 50 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Contoh Tampilan Lembaran Pulp Akasia (APRIL Learning Institute, 2012) ............ 4 Gambar 2.2 Contoh Tampilan Lembaran Pulp MHW (APRIL Learning Institute, 2012) ............. 5 Gambar 2.3 Produk Kertas PaperOne™ Jenis All Purpose (APRIL Learning Institute, 2012)...... 6 Gambar 2.4 Produk Kertas PaperOne™ Jenis Copier (APRIL Learning Institute, 2012) ............. 6 Gambar 2.5 Produk Kertas PaperOne™ Jenis Digital (APRIL Learning Institute, 2012) ............. 7 Gambar 2.6 Produk Kertas PaperOne™ Jenis Offset (APRIL Learning Institute, 2012) ............... 8 Gambar 3.1 Skema Proses Area Wood Preparation and Chip Screening (Erissa, 2012) ............. 11 Gambar 3.2 Skema Dasar Sistem Screening (Erissa, 2012) ......................................................... 18 Gambar 3.3 Proses Screening (Erissa, 2012) ................................................................................ 19 Gambar 3.4 Diagram Alir Proses Washing (APRIL Learning Institute, 2012) ............................ 23 Gambar 3.5 Skema Proses Pengeringan Pulp pada Pulp Dryer (Erissa, 2012) ............................. 27 Gambar 3.6 Proses pada Chemical Plant (Erissa, 2012) ............................................................... 28 Gambar 3.7 Diagram Alir pada Klor Alkali Plant (Erissa, 2012) ................................................. 29 Gambar 3.8 Diagram Alir pada Brine Treatment (Erisssa, 2012) ................................................. 29 Gambar 3.9 Diagram Alir pada Proses Chemical Treatment Brine (Erissa, 2012) ...................... 31 Gambar 3.10 Diagram Alir pada Sistem Katoda (Erissa, 2012) ................................................... 32 Gambar 3.11 Diagram Alir pada Sistem Anoda (Erissa, 2012) .................................................... 33 Gambar 3.12 Diagram Alir pada Klorin Dioksida Plant (Erissa, 2012) ....................................... 34 Gambar 3.13 Diagram Alir pada Oksigen Plant (Erissa, 2012) .................................................... 35 Gambar 5.1 Skema Pengolahan Air di PT RAPP (Erissa, 2012) .................................................. 42 Gambar 5.2 Skema Pengolahan Air Demineralisasi di PT RAPP (Erissa, 2012) ......................... 44 Gambar 5.3 Skema Pengolahan Efluen di PT RAPP (Erissa, 2012)............................................. 49 Gambar 6.1 Gambar Pabrik PT. RAPP dilihat dari ketinggian (Erissa, 2012) ............................. 52 Gambar 6.2 Lokasi PT. RAPP pada Peta (www.mongabay.co.id) ............................................... 52 Gambar 6.3 Struktur Organisasi PT. RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) ........................... 53 Gambar 6.4 Struktur Organisasi Fiberline Dept. (APRIL Learning Institute, 2012) ................... 54 Gambar 7.1 Struktur Organisasi PE di Fiberline Departement (APRIL Learning Institute, 2012).............................................................................................................................................. 56
vii
IDENTITAS TEMPAT PELAKSANAAN KERJA PRAKTEK Nama Perusahaan
: PT Riau Andalan Pulp and Paper
Alamat
: Jalan Lintas Timur, Pangkalan Kerinci, Kabupaten Pelalawan, Pekanbaru 28300, Riau, Sumatra
Status Perusahaan
: Perseroan Terbatas
Tahun Berdiri
: 1991
Jenis Perusahaan
:Pulp and Paper
Produk Perusahaan
:Produk lembaran pulp jenis akasia dan mix hardwoodserta produk kertas merek dagang PaperOne™
Visi Perusahaan
: Menjadi salah satu perusahaan pulp dan kertas terbesar di dunia dengan manajemen terbaik, paling menguntungkan, berkesinambungan serta merupakan perusahaan pilihan bagi para pelanggan dan karyawan.
Misi Perusahaan
:Membangun dan mengembangkan suatu kelompok usaha regional yang dikelola suatu usaha internasional yang terdiri dari professional yang bermotivasi tinggi dan memiliki komitmen. Menghasilkan pertumbuhan yang berkesinambungan dan selalu menjadi yang terbaik di bidang industri maupun segmen pasar yang dimasuki. Memaksimalkan hasil perusahaan yang membawa manfaat bagi pihak terkait, dengan ikut berpastisipasi dan berkontribusi pada pembangunan sosial ekonomi nasional regional.
Tata Nilai
: Kaizen (perubahan ke arah yang lebih baik) dan 5S (Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu, dan Shitsuke)
viii
BAB I BAHAN BAKU DAN BAHAN PENUNJANG Bahan-bahan yang digunakan untuk proses produksi PT RAPP terbagi menjadi dua, yakni bahan baku untuk produksi pulp dan bahan penunjang yang digunakan dalam proses produksi pulp. I.1. Bahan Baku PT RAPP menggunakan kayu pepohonan yang bersumber baik dari concession forest (lahan milik pemerintah yang dikelola perusahaan) maupun lahan milik PT RAPP yang dikelola sendiri oleh perusahan (PT Riau Fiber). Proses produksi pulp pada PT RAPP menggunakan dua jenis kayu, yakni : a. Acacia Kayu Akasia yang digunakan pada proses produksi pulp di PT. Riau Pulp terbagi menjadi dua jenis , yakni kayu Acacia Mangium dan Acacia Crassicarpa.Kedua jenis kayu ini berwarna coklat muda keputihan. Perbedaan mendasar dari kedua jenis kayu ini ialah habitatnya, dimana Acacia Mangium memiliki habitat tanah kering,sedangkanAcacia Crassicarpa berhabitat di tanah basah. Spesifikasi tipikal kayu jenis akasia disajikan pada Tabel 1.1 Tabel 1.1 Karakteristik Kayu Jenis Akasia (Technical Dept., 2014) Jenis Kayu Moisture Content (%) Massa Jenis (kg/m3) pH Bark Content (%) Acacia 46 273.1 5.4 1.8 b. Mix Hardwood Kayu Mix Hardwood (MHW) merupakan campuran dari berbagai jenis kayu alam.Kayu jenis ini memiliki densitas yang lebih besar dibandingkan dengan kayu akasia. Jika dibandingkan dengan kayu akasia, kayu jenis ini lebih cenderung berwarna coklat kemerahan. Spesifikasi tipikal kayu jenis ini disajikan pada Tabel 1.2 Tabel 1.2 Karakteristik Kayu Jenis Mix Hardwood (Technical Dept., 2014) Jenis Kayu Moisture Content Massa Jenis (kg/m3) pH Bark Content (%) (%) Mix Hardwood 34 250.2 5.4 1.3 Seharusnya, densitas kayu MHW bernilai lebih dari 280 kg/m3. Namun pada pengukuran kali ini, sampel kayu MHW yang digunakan sudah lapuk, dimana ditunjukkan melalui moisture content kayunya yang rendah, yakni kurang dari 3537%. Hal ini menyebabkan massa yang terukur menjadi lebih rendah, sehingga densitas yang terkalkulasi juga menjadi lebih rendah dari aktual. I.2. Bahan Penunjang Bahan penunjang proses produksi pulp pada PT RAPP digunakan pada proses pemasakan kayu dan pemutihan pulp. Bahan-bahan tersebut adalah: 1
a. White Liquor Cairan ini digunakan dalam proses pemasakan untuk mengekstrak lignin dari chip kayu pada tahap Hot Liquor Filling. Cairan ini memiliki komponen NaOH, Na2S, Na2CO3 dan Na2SO4, namun komponen yang aktif dalam penghancuran lignin hanya Na2S dan NaOH. Karakterisitik white liquor yang digunakan pada PT RAPP disajikan pada Tabel 1.3 Tabel 1.3 Karakteristik White Liquor PT RAPP (Technical Dept., 2014) Liquor Total Active Total Sulphidity Total Alkali (g/L) Titrable (%) Suspended Alkali (g/L) Solid (mg/L) White Liquor 109 126 31.3 12 b. Black Liquor Cairan ini merupakan limbah sisa pemasakan kayu yang mengandung banyak lignin. Pada proses produksi pulp di PT RAPP, cairan ini digunakan pada proses pemasakan kayu sebagai cairan pemanas awal pada tahap Hot Liquor Filling. Karakteristik black liquor yang digunakan pada PT RAPP disajikan pada Tabel 1.4 Tabel 1.4 Karakteristik Black Liquor PT RAPP (Technical Dept., 2014) Liquor pH Total Active Fibers (mg/L) Solids (%) Alkali (g/L) Black Liquor 12.7 8.5 107 14.7 c. Klorin Dioksida (ClO2) Klorin dioksida pada proses pemutihan pulp digunakan pada tahap pemutihan D0, D1 dan D2. Pada ketiga tahap ini, klorin dioksida berfungsi menghancurkan lignin yang berwarna merah kehitaman, sehingga menyisakan fiber yang berwarna putih dan meningkatkan brightness dari pulp yang diproses. ClO2 yang dipompakan ke dalam tower D0, D1, dan D2 memiliki konsentrasi 10 g/L dengan laju alir yang bervariasi bergantung pada kappa number dan brightness dari pulp. d. Hidrogen Peroksida (H2O2) Hidrogen Peroksida digunakan pada proses pemutihan pulp pada tahap EOP. Hidrogen peroksida berfungsi untuk membantu proses pemutihan pulp agar mencapai brightness yang ditargetkan. Proses pemutihan pulp pada PT RAPP menggunakan hidrogen peroksida dengan kadar dibawah 5 kg/ton pulp. e. Oksigen (O2) Oksigen pada proses pemutihan digunakan pada tahap EOP. Oksigen berfungsi untuk mendelignifikasi pulp pada kondisi basa. Gas oksigen digunakan pada proses pemutihan pulp di PT RAPP dengan kadar 1-3 kg/ton pulp. Selain di pemutihan, oksigen juga digunakan di area washing, yaitu untuk proses delignifikasi oksigen.
2
f. Soda Kaustik (NaOH) Soda kaustik digunakan untuk pada proses pemutihan pulp pada tahap EOP. Soda kaustik digunakan untuk mengondisikan campuran pulp ke dalam kondisi basa sebelum memasuki menara EOP. Selain itu, soda kaustik juga berfungsi untuk melarutkan lignin yang sudah dihancurkan pada tahap D0. Pada proses pemutihan pulp di PT RAPP, soda kaustik digunakan dengan kadar 160-170 g/L dan dengan laju alir 10-17 kg/ton pulp. g. Asam Sulfat (H2SO4) Asam sulfat digunakan pada proses pemutihan pulp pada tahap D0..Asam sulfat berfungsi untuk mengondisikan campuran pulp ke keadaan asam (pH 2-3) agar tahap D0 (penghancuran lignin) berlangsung dalam keadaan optimal.Kadar asam sulfat yang digunakan oleh PT RAPP mencapai 99% atau hampir murni. h. Asam Klorida (HCl) Sama seperti asam sulfat, asam klorida berfungsi untuk menurunkan pH campuran pulp sebelum memasuki menara D0. Asam klorida yang digunakan pada proses pemutihan pulp di PT RAPP mencapai konsentrasi 99%. i. Talk (Mg3Si4O10(OH)2) Bubuk talk digunakan untuk memutihkan pulp pada proses pemutihan pada tahap D0, D1, dan D2. Secara khusus,bubuk talk hanya digunakan pada proses pemutihan pulp yang berbahan baku mix hardwood. Hal ini dikarenakan banyaknya getah dan noda-noda hitam pada kayu jenis ini, sehingga perlu dilakukan pemutihan dengan penambahan bubuk talk. j. Defoamer Defoamer digunakan menghilangkan busa yang terjadi saat pendilusian pulp. Busa pada aliran tidak diinginkan karena mengganggu proses-proses selanjutnya. Defoamer digunakan di area washing, dengan dosis 0,1 kg/ton pulp untuk akasia dan 0,04 kg/ton pulp untuk MHW. k. Digester Additives Digester additives ditambahkan ke dalam digester saat tahap pengisian hot white liquor. Digester additives berfungsi untuk mempermudah proses penghancuran lignin dan penetrasi liquor ke dalam chip. Digester additives digunakan dengan dosis 0,1 kg/ton pulp untuk akasia dan 0,5 kg/ton pulp untuk MHW.
3
BAB II PRODUK UTAMA DAN PRODUK SAMPING PT RAPP dalam keberjalanan operasinya, menghasilkan produk berupa lembaran pulp yang diproduksi oleh PT Riaupulp dan produk kertas yang diproduksi oleh PT Riau Andalan Kertas.Selain itu, unit bisnis PT Riau Prima Energi juga memproduksi listrik, dimana listrik ini didistribusikan ke perumahan, pabrik, dan PT PLN (Perusahaan Listrik Negara). II.1 Produk Utama Produk utama PT RAPP adalah lembaran pulp akasia dan mix hardwood serta produk kertas dengan merek dagang PaperOne™. Kapasitas produksi pulp di PT RAPPPangkalan Kerinci mencapai 2,7 juta ton pulp/tahun sedangkan kapasitas produksi kertas di PT RAPP-Pangkalan Kerinci mencapai 876 ribu ton kertas/tahun.Produk kertas PaperOne™ telah diekspor ke seluruh dunia, dimana saat ini produk tersebut tersedia di 55 negara. Sementara itu, lembaran pulp buatan PT RAPP telah digunakan oleh 80% perusahaan pembuat kertas di Asia dan 15% perusahaan pengguna pulp di Eropa. II.1.1 Lembaran Pulp Akasia dan Mix Hardwood. Produk lembaran pulp buatan PT RAPP diproduksi dengan proses yang berbasiskan ECF (Elemental Chlorine Free), yang berarti dalam pembuatannya, khususnya dalam proses pemutihan pulp (bleaching) , PT RAPP sama sekali tidak menggunakan gas klorin (Cl2). Proses pembuatan pulp dengan gas klorin saat ini dihindari, karena akan menghasilkan senyawa beracun berupa dioksin dalam jumlah besar.Contoh tampilan kedua jenis lembaran pulp ditampilkan pada Gambar2.1 dan 2.2. Spesifikasi kedua jenis lembaran pulp buatan PT RAPP disajikan pada Tabel 2.1
Gambar 2.1 Contoh Tampilan Lembaran Pulp Akasia (APRIL Learning Institute, 2012)
4
Gambar 2.2 Contoh Tampilan Lembaran Pulp MHW (APRIL Learning Institute, 2012) Tabel 2.1 Spesifikasi Kedua Jenis Lembaran Pulp di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Lembaran Pulp Produksi (ton/hari) Ash Content (%) Akasia 7250 0,21 Mix Hardwood 5850 0,32 II.1.2 Kertas Kertas yang diproduksi oleh PT RAPP tersedia dalam tiga bentuk, yaitu 50% dalam bentukcut size,25% dalam bentuk folio sheet, dan 25% dalam bentukcustomer roll. Produk kertas roll size dan folio size buatan PT RAPP bermerek dagang pribadi dari PT RiauPaper, dimana tersedia dalam 9 grammage yaitu 55, 60, 67, 70, 75, 80, 90, 100, dan 120 g/m2 dan dalam 3 kategori warna, yaitumega white, high white, dan standard white.Produk kertascut size buatan PT RAPP adalah kertas kualitas premium dengan merek dagang PaperOne ™. Terdapat 4 buah produk kertas cut size buatan PT RAPP yang telah disertifikasi Chain of Custody oleh PEFC (The Programme for the Endorsement of Forest Certification). Sertifikasi ini menunjukkan bahwa produk kertas milik PT RAPP dapat ditelusuri kembali proses produksinya dari hutan yang telah tersertifikasi. Sertifikasi ini menjamin bahwa hutan asal produk yang tersertifikasi merupakan hutan legal dan bukan hasil ilegal logging.Produk PT RAPP yang telah mendapat sertifikasi dari PEFC adalah sebagai berikut : a. PaperOne™ All Purpose Kertas tipe ini sesuai untuk kebutuhan pencetakan sehari-hari, baik di kantor maupun di rumah. Kertas ini diklaim sangat cocok untuk pencetakan dengan inkjet printerdikarenakan telah mengadopsi teknologi peningkatan kualitas permukaan kertas.Kemasan produk ini ditampilkan pada Gambar 2.3, sementara spesifikasi produk disajikan pada Tabel 2.2.
5
Gambar 2.3 Produk Kertas PaperOne™ Jenis All Purpose (APRIL Learning Institute, 2012) Tabel 2.2 Spesifikasi Produk Kertas PaperOne™ Jenis All Purpose (APRIL Learning Institute, 2012) Properti (unit) Metode Toleransi Target Grammage (g/m2) ISO 536 80 ±4% ISO 534 110 Ketebalan (μm) ±3 Kekasaran (ml/min) ISO 8791-2 140 ±40 ISO Brightness (%) ISO 2470 99 ±2 ISO Opacity (%) ISO 2471 95 ±2 CIE Whiteness (#) ISO 11475 167 ±2 b. PaperOne™ Copier Kertas jenis sesuai untuk pencetakan cepat dan dalam jumlah besar.Kertas jenis ini diklaim memiliki performa yang tangguh saat digunakan untuk pencetakan dalam jumlah besar dan cepat dikarenakan permukaannya yang halus sehingga tidak ada hambatan dalam pencetakan.Kertas jenis ini cocok untuk dijadikan keperluan fotokopi sehari-hari.Kemasan produk ini ditampilkan pada Gambar 2.4, sementara spesifikasi produk disajikan pada Tabel 2.3.
Gambar 2.4 Produk Kertas PaperOne™ Jenis Copier (APRIL Learning Institute, 2012)
6
Tabel 2.3 Spesifikasi Produk Kertas PaperOne ™ Jenis Copier (APRIL Learning Institute, 2012) Properti (unit) Metode Toleransi Target 2 Grammage (g/m ) ISO 536 70 75 80 ±4% ISO 534 100 103 107 Ketebalan (μm) ±3 Kekasaran (ml/min) ISO 8791-2 180 190 190 ±40 ISO Brightness (%) ISO 2470 96 96 96 ±2 ISO Opacity (%) ISO 2471 93 94 95 ±2 CIE Whiteness (#) ISO 11475 160 160 160 ±2 c. PaperOne™ Digital Produk kertas ini cocok untuk keperluan pencetakan digital, dikarenakan tekstur permukaannya yang ekstra halus.Kertas ini cocok untuk dijadikan kertas majalah dan buku berwarna lainnya.Kemasan produk ini ditampilkan pada Gambar 2.5 sementara spesifikasi produk disajikan pada Tabel2.4.
Gambar 2.5 Produk Kertas PaperOne™ Jenis Digital (APRIL Learning Institute, 2012) Tabel 2.4 Spesifikasi Produk Kertas PaperOne™ Jenis Digital Properti (unit) Metode Toleransi Target Grammage (g/m2) ISO 536 85 100 ±4% ISO 534 110 120 Ketebalan (μm) ±3 Kekasaran (ml/min) ISO 8791-2 60 100 ±40 ISO Brightness (%) ISO 2470 100 100 ±2 ISO Opacity (%) ISO 2471 96 97 ±2 CIE Whiteness (#) ISO 11475 170 170 ±2 d. PaperOne™ Offset Sesuai dengan namanya, produk kertas jenis ini sesuai untuk pencetakan offset. Pencetakan offset merupakan pencetakan dengan mentransfer gambar/tulisan dari rol plat ke kertas yang dicetak. Pencetakan ini umum digunakan dalam pencetakan koran, dimana pencetakan dilakukan dengan cepat dan dalam jumlah besar. Tampilan produk ini ditampilkan pada Gambar 2.6, sementara spesifikasi produk disajikan pada Tabel 2.5.
7
Gambar 2.6 Produk Kertas PaperOne™ Jenis Offset (APRIL Learning Institute, 2012) Tabel 2.5 Spesifikasi Produk Kertas PaperOne™ Jenis Offset (APRIL Learning Institute, 2012) Properti (unit) Metode Target 2 Grammage (g/m ) ISO 536 55 60 70 75 80 90 100 120 ISO 534 68 77 87 94 99 111 121 143 Ketebalan (μm) Kekasaran ISO 8791-2 140 140 140 140 140 140 140 140 (ml/min) ISO Brightness ISO 2470 94 94 94 94 94 94 94 94 (%) ISO Opacity (%) ISO 2471 84 88 92 93 94 94 96 97 CIE Whiteness (#) ISO 11475 158 158 158 158 158 158 158 158 Moisture ISO 287 6 6 6 6 6 6 6 6 II.2 Produk Samping Produk sampingdari produksi pulp berupa kulit kayu, fines, dan weak black liquor di PT RAPP dimanfaatkan oleh unit bisnis PT Riau Prima Energi untuk memproduksi listrik dengan kapasitas total maksimum 535 MW.Pendistribusian listrik dari unit bisnis PT Riau Prima Energi disajikan pada Tabel 2.6. Tabel 2.6 Distribusi Listrik oleh PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Persentase Daya Listrik (%) Alokasi 24 Unit Bisnis PT Riau Prima Energi 17 Unit Bisnis PT Riau Andalan Kertas 56 Unit Bisnis PT Riau Pulp 1 Kompleks Perumahan PT RAPP 2 PT PLN (Perusahaan Lisrik Negara)
8
BAB III DESKRIPSI PROSES PT RAPP merupakan pabrik pulp dan kertas yang terintegrasi, dimana di dalam satu pabrik yang terpadu terdapat unit pembuatan pulp dan unit pembuatan kertas.Proses produksi pulp di PT RAPP terbagi menjadi 4 garis produksi. Garis produksi pada PT RAPP dikenal dengan sebutan fiberline. Fiberline #1 dan #3memproduksi pulp berbahan baku kayu jenis akasia dengan kapasitas produksi masing-masing 2600 dan 2100 ton/hari.Fiberline #2 memproduksi pulp berbaha baku kayu jenis mix hardwood dengan kapasitas produksi 3400 ton/hari. Sementara Pin Chip Digester khusus untuk memproduksi pulp yang berasal dari chip kayu akasia dan MHW yang berukuran 3-7 mm dengan kapasitas produksi 450 ton/hari Pulp hasil produksi dari keempat garis produksi ini kemudian sebagian dikirim ke PT Riau Andalan Kertas untuk dibuat kertas dan sebagian lagi dikirim ke departemen pulp machine untuk dikeringkan dan dibuat lembaran-lembaran pulp dan dijual ke konsumen. Secara garis besar, proses produksi pulp pada departemen fiberline terbagi menjadi 4 tahap utama yaitu woodyard and chip screening, digesting, washing dan bleaching. Setelah melalui proses produksi, pulp kemudian dikeringkan di area pulp dryer. III.1 Woodyard and Chip Screening Area Secara umum, area ini bertugas untuk menyiapkan kayu agar siap untuk dikirim ke digesting area untuk pemasakan menjadi pulp.Proses di area ini terbagi menjadi bebrapa tahap mulai dari penebangan kayu hingga penyaringan chip. III.1.1 Logging, Loading and Unloading Pada tahap ini, dilakukan pemilihan untuk penebangan kayu dan pengiriman ke pabrik kayu-kayu gelondongan yang telah ditebang pilih. Tahap tahap proses ini adalah sebagai berikut : a. Timber Crossing (Penjelajahan Tegakan) Penjelajahan tegakan bertujuan untuk memperoleh informasi mengenai lokasi pohon yang akan ditebang sekaligus massanya. Umumnya, penjelajahan tegakan dilakukan dengan sistem jalur dan plot. Tiap jalur atau plot sudah ditentukan panjang atau luasnya kemudian dihitung jumlah pohon, volume, dan diameter pohon. b. Felling (Penebangan) Penebangan pohon dilakukan oleh regu penebang yang terdiri atas 5 – 10 orang dengan menggunakan gergaji mesin, dimana gergaji yang digunakan bertipe chain sawhisquarna.Kapasitas kerja proses penebangan ini mencapai 10m3 untuk satu orang operator. Dalam proses penebangan ini terdapat beberapa faktor yag perlu diperhatikan, diantaranya adalah keadaan pohon (posisi, percabangan, dan tajuk pohon, keadaan lapangan, kerusakan kayu, dan faktor keamanan. c. Prebanching (Pengumpulan Kayu) Pengumpulan kayu bertujuan untuk mengumpulkan pohon-pohon yang sudah ditebang sedemikian rupa sehingga mempermudah pada proses penyeradanan. 9
Pada proses ini, digunakan excavator tractor dengan tipe Komatsu 200-6 dan Hitachi yang berkapasitas kerja 7,2 m3/jam. d. Skidding (Penyaradanan) Penyeradanan adalah proses pengumpulan ke tempat tertentu yang dilakukan secara mekanik. Alat yang digunakan untuk menyeradan disebut skidder.PT RAPP menggunakan skidder dengan merk Timber Jack, dimana skidder tersebut merupakan traktor berpengemudi dengan kapasitas 12 m3/jam e. Cross Cutting (Pemotongan) Pemotongan bertujuan untuk menyesuaikan ukuran dari tiap-tiap kayu yang akan dikirim ke pabrik. Umumnya diameter kayu yang digunakan di PT RAPP berkisar di nilai 30cm, dengan panjang 2.4-6 m. f. Stacking (Penumpukan) Kayu-kayu tersebut kemudian di tumpuk pada bagian penumpukan. Setiap tumpukan kayu diberi tanda jumlah gelondong, tanggal tebang, lokasi tebang, dan tanggal maksimum pengangkutan g. Loading and Unloading (Bongkar Muat) Setelah kayu tersebut mencapai tanggal angkutnya, kayu tersebut diangkut ke pabrik mengunakan truk. Kayu-kayu tersebut diangkut ke truk pengangkut menggunakan front dan loader. Ketika kayu sampai di area pabrik, kayu-kayu tersebut ditimbang dengan truk-truk milik perusahaan dan truk milik kontraktor.Setelah penimbangan selesai, muatan kayu pada truk dibongkar. III.1.2 Wood Preparation and Chip Production Pada area ini, kayu kayu yang telah diterima disimpan untuk kemudian dicacah menjadi bentuk chip, sehingga siap dimasak di digesting area. Skema proses dari tahap ini ditunjukkan pada Gambar 3.1. Proses di area ini terbagi menjadi beberapa tahap, yaitu :
10
Receiving Logs
Debarking Drum
Roller Table
Bark Crusher
Bark
Chipper
Bark Pile
Fines and Barks to PB
Washing Station
Chip Pile
Acrowood
Pin and Fines
Chip Screening
Oversize
Rechipper
Pin Accept
Pin Chip Pile
Accept to Digester
Pin Chip to Pin Chip Digester
Gambar 3.1 Skema Proses Area Wood Preparation and Chip Screening (Erissa, 2012) a. Penyimpanan Kayu (Wood Storage) Penyimpanan kayu di PT RAPP ditempatkan di area terbuka. Hal ini bertujuan untuk menjemur kayu dengan maksud mengurangi moisture content dalam kayu. Kayu-kayu tersebut disusun sedemikian hingga dengan panjang sekitar 30 m dan dengan tinggi 6 m untuk menjamin adanya sirkulasi udara di dalam tumpukan kayu tersebut b. Pemotongan Kayu (Slasher Deck) Pemotongan kayu di PT RAPP dilengkapi dengan alat circulation saw yang berfungsi untuk memotong gelondongan kayu yang panjangnya mencapai lebih dari 3 meter. Agar proses selanjutnya lebih mudah, panjang kayu diatur sedemikian rupa sehingga panjangnya berkisar antara 2-3 m. Area pemotongan kayu di PT RAPP menerima kayu yang terdiri dari dua jenis, yaitu kayu yang telah dikuliti dan yang belum dikuliti. Kayu-kayu yang belum dikuliti terlebih dulu ditumpuk dan dijemur selama 1-2 bulan sebelum diproses lebih lanjut. Hal ini bertujuan agar kadar air di dalam kayu turun menjadi 4050%. Sementara itu, untuk kayu-kayu yang sudah dikuliti dapat langsung menuju proses berikutnya.
11
c. Umpan Konveyor (Infeed Conveyor) Kayu-kayu dari area penyimpanan diangkut oleh crane menuju infeed conveyor yang akan mengalirkan kayu menuju debarking drum. Umpan konveyor ini digunakan dengan maksud agar pengisian batang kayu pada debarking drum dapat berlangsung secara optimum, sehingga kulit kayu dapat terbuka secara sempurna.Peralatan umpan konveyor di PT RAPP terbagi menjadi dua jenis yaitu site feed conveyordengan sistem motor penggerak untuk wood room line 1 dan 2 dan sistem gentle feed conveyor dengan sistem hidrolik untu wood room line 3-7. d. Pengulitan Kayu (Debarking Drum) Proses pengulitan kayu diperlukan karena kulit kayu yang sulit untuk dimasak dan menyisakan noda hitam pada pulp. Proses pengulitan kayu di PT RAPP dilakukan di sebuah alat yang bernama tumbledebarking drumdengan ukuran 5,5 m x 30 m.. Prinsip kerja dari alat tersebut adalah dengan menjatuhkan kayu pada sebuah drum berdiameter 4-6 m dan panjang 20-36 m. Drum tersebut kemudian dirotasi dengan kecepatan 7-30 rpm, sehingga kayu-kayu yang ada didalamnya saling beradu, menyebabkan kulit kayu terkelupas. Agar proses pengulitan kayu berlangsung secara stabil, pengisian kayu di dalam drum minimal 50% dari total volume drum, sehingga benturan antar kayu dapat terjadi secara maksimal. Kulit kayu yang terkelupas kemudian dikirim ke unit bark crusher, dimana kulit kayu akan dihancurkan untuk kemudian dikirim ke penyimpanan kulit kayu bark pile. Kulit kayu ini selanjutnya dimanfaatkan sebagai bahan bakar power boiler. Sementara itu, kayu yang telah dikuliti kemudian dikirim ke unit pencacahan. e. Pencacahan (Chipping) Setelah melewati proses pengulitan, kayu-kayu tersebut dikirimkan ke unit pencacahan melalui roller table and washing station.Roller table ini dilengkapi gerigi-gerigi pada permukaannya, sehingga dapat mengelupas kulit yang masih tersisa pada kayu keluaran debarking drum. Sistem washing station merupakan penyemprotan air ke kayu agar kayu lebih mudah dicacah dan kulit kayu yang masih menempel pada kayu dapat diluruhkan. Kedua sistem pengiriman kayu ke chipperiniperlu diperhatikan agar kayu mauk ke chipper secara teratur dan dalam kondisi bersih dari kulit kayu.Pencacahan dilakukan agar chip yang dimasak memiliki ukuran yang seragam, sehingga pemasakan dapat berlangsung secara sempurna. Spesifikasi chipper yang digunakan di PT RAPP disajikan pada Tabel 3.1 Tabel 3.1 Spesifikasi Chipper di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Tipe Gravityfeed Chipper Jumlah pisau 12 buah Diameter Cakram 3560 mm Kecepatan Rotasi 300 rpm f. Penyimpanan Chip (Chip Pile) Penyimpanan chip di PT RAPP dilakukan dengan menumpuk chip pada chip pile. Penyimpanan ini dilakukan sebagai antisipasi apabila terjadi keterlambatan 12
pasokan bahan baku, sehingga tidak akan menghambat produksi. Setiap fibreline memiliki chip pile yang berbeda beda. Untuk fibreline 1 dan 2 , chip pile berbentuk balok dengan dimensi 390m x 20m x 23m. Untuk fibreline 3 , chip pile berbentuk circular dimana pengambilan chip dilakukan secara memutar dengan kontinu, dengan kapasitas 43.000 m3. Untuk fibreline 4 , chip pile merupakan pin chip berukuran 1-1,5 mm dengan kapasitas 50.000 m3. g. Penyaringan Chip (Chip Screening) Chip screening merupakan proses penyeragaman ukuran chip agar proses pemasakan dapat berlangsung secara sempurna dan seragam. Proses penyaringan chip di PT RAPP mengkategorikan chip menjadi 4 jenis, yaitu: Oversize atau Overthick ( diameter > 45 mm atau tebal > 8 mm) Accept ( diameter = 8 – 45 mm, tebal 7-8 mm) Pin ( diameter = 3 – 7 mm) Fines ( diameter < 3 mm) Chip yang berukuran accept dikirm menuju chip silo untuk proses pemasakan di dalam digester .Oversized chip dikirim ke rechipper untuk dicacah ulang dan dikirimkan kembali ke area chip screening. Sementara itu, undersized chip kemudian dikirim ke acrowood untuk dipisahkan antara pin chip dengan fines . Pin chip kemudian dikirim menuju pin chip pile, ssmentara fines dikirim menuju PT Riau Prima Energi untuk digunakan sebagai bahan bakar power boiler. III.2 Digesting Area Secara umum, area ini adalah tempat dimana chip kayu dikonversikan menjadi pulp melalui suatu proses digesti. Digesti yang dimaksud disini adalah penghancuran komponen lignin dari suatu chip kayu, sehingga hanya menyisakan serat-serat selulosa dan hemiselulosa yang kemudian dikonversikan menjadi pulp. PT RAPP menggunakan proses Kraft untuk mengkonversikan kayu menjadi pulp, dimana pada proses ini, digunakan bahan kimia berupa white liquor untuk menghancurkan lignin yang terdapat di dalam kayu. Senyawa aktif yang berperan untuk mengurai lignin dari kayu pada white liquor adalah Na2S dan NaOH. Proses digesti di PT RAPP untuk fiberline 1 dan 2 menggunakan digester mode super batch sementara untuk fiberline 3 dan Pin Chip Digester menggunakan digester mode kontinu. III.2.1 Digester Mode Superbatch (Fiberline1 dan 2) Unit fiberline 1 dan 2 memiliki 14 unit digester superbatch dengan kapasitas digester untuk fiberline 1 adalah 350 m3 dan untuk fiberline 2 adalah 400 m3. Bahan baku untuk fiberline 1 merupakan kayu akasia, sementara untuk fiberline 2 adalah mix hardwood. Perbedaan bahan baku di antara kedua fiberlinetidak menyebabkan adanya perbedaan dalam proses digesti, hanya saya parameter proses digesti untuk keduanya berbeda. Perbedaan parameter proses digesti antara keduanya disajikan dalam Tabel 3.2 Prinsip kerja digester mode superbatch adalah dengan membagi-bagi proses digesti ke dalam beberapa tahapan. Tahap-tahap tersebut kemudian dilakukan secara berurutan pada satu unit digester secara bergantian sedemikian rupa sehingga tidak ada dua unit digester yang sedang berjalan dalam tahap yang sama. Tahap-tahap dalam proses digesti superbatch adalah sebagai berikut: 13
a. Pengisian Chip Chip yang berasal dari chip silo didistribusikan menuju tiap-tiap digester melalui screw conveyor. Ketika massa chip mencapai 10 ton, LP steam ditembakkan ke dalam digester, yang bertujuan untuk menjejalkan chip ke dalam digester, sehingga menimalisasi ruang kosong antar chip. Proses pengisian chip dengan bantuan penjejalan steam masih menyisakan 60% ruang kosong di dalam digester (210 m3). Ruang kosong ini berfungsi sebagai tempat liquor masuk pada tahap-tahap selanjutnya. LP steam juga berfungsi untuk mengeluarkan udara yang ada di dalam pori-pori chip, sehingga udara tersebut tergantikan oleh steam yang terkondensasi. Dengan begitu, kemungkinan terjadinya proses channeling (bahan kimia pemasak yang tidak tersebar secara merata antar chip) dapat diminimalisasi. Tahap ini dihentikan apabila massa chip sudah mencapai 120 ton, dengan waktu kurang lebih sekitar 30 menit. b. Impregnasi Pada tahap ini, warm black liquor dengan suhu 95-100oC dan tekanan 3 bar diinjeksikan ke dalam digester yang telah diisi oleh chip. Penginjeksian ini bertujuan untuk memanaskan chip yang ada di dalam digester, menghilangkan udara yang terdapat di dalam digester untuk memudahkan penetrasi, mengisi pori-pori chip dengan black liquor untuk mempermudah proses pemasakan, menetralkan asam yang terdapat di dalam chip dan mengangkut partikel-partikel halus (fines) yang terbawa dari area chip screening. Tahap ini memakan waktu kurang lebih 25 menit. c. Hot Liquor Filling Tahap ini merupakan tahap dimana cairan-cairan dengan temperatur yang lebih tinggi diinjeksikan ke dalam digester. Pada tahap ini, hot black liquor diinjeksikan ke dalam digester disusul dengan injeksi hot white liquor ke dalam digester.
Pengisian hot black liquor (HBL) Secara umum, tujuan dari pengisian HBL ke dalam digester bertujuan untuk menaikkan temperatur chip di dalam digester hingga mendekati temperatur pemasakan. Cairan HBL mengandung alkali yang tersisa dari proses sebelumnya, sehingga penggunaan cairan HBL ini juga bertujuan untuk memanfaatkan kembali alkali yang tersisa, sehingga penggunaan white liquor untuk proses pemasakan lebih efisien. Cairan HBL yang digunakan pada tahap ini berasal dari tangki HBL akumulator 1 dengan temperatur 165oC. Cairan dipompakan menuju digester melalui bagian bawah digester, dimana overflow dari cairan yang telah melalui digester akan dikirim ke tangki WBL (Weak Black Liquor). Pengaliran HBL dilakukan dengan laju 200 l/s selama 25 menit.
Pengisian hot white liquor(HWL) Setelah pengisian HBL selesai, dilakukan pengisian HWL yang berasal dari tangki HWL akumulator dengan suhu 160oC. Komponen aktif yang terdapat didalam HWL adalah NaOH dan Na2S. Sama seperti pengisian HBL, HWL masuk ke dalam digester melalui bagian bawah digester. 14
Overflow dari pengisian HWL dikirimkan yang berupa HBL dikirimkan ke tangki HBL akumulator 2. Pengisian HWL dilakukan selama kurang lebih 25 menit d. Pemanasan dan Pemasakan Sebelum dilakukan pemanasan, dilakukan ekualisasi temperatur digester dengan mensirkulasi cairan yang ada di dalam digester agar temperatur digester menjadi homogen
Pemanasan Proses pemanasan dilakukan pemberian panas ke cairan di dalam digester dari aliran MP Steam bersuhu 205oC melalui alat penukar panas. Jumlah steam yang ditembakkan bergantung pada suhu awal digester sebelum pemanasan dilakukan. Proses pemanasan dilakukan hingga temperatur target, yakni 163-170oC untuk MHW dan 150-156oC untuk akasia. Tahap ini diperkirakan memakan waktu kurang lebih 15 menit.
Pemasakan Proses pemasakan dilakukan dengan sirkulasi cairan yang ada di dalam digester. Sirkulasi bertujuan untuk mempertahankan temperatur pemasakan pada seluruh bagian digester. Pemasakan dilakukan hingga H-faktor yang ditargetkan tercapai. Nilai H-faktor untuk bahan baku kayu akasia adalah sekitar 400. Sedangkan untuk bahan baku mix hardwood, nilai H-faktor yang ditargetkan adalah sekitar 500. H-faktor merupakan suatu variabel yang menyatakan waktu dan temperatur pemasakan. Variabel tersebut didefinisikan sebagai jumlah waktu untuk memasak chip pada temperatur tertentu dikalikan dengan laju relatif yang berhubungan dengan temperatur. Tahap ini umumnya dilakukan selama 55 menit.
e. Displacement Proses ini bertujuan untuk menghentikan pemasakan disaat nilai H-faktor telah tercapai. Selain itu , proses ini juga berfungsi sebagai tahap pencucian awal. Cairan yang digunakan untuk memindahkan cairan sisa pemasakan yang terdapat di dalam digester adalah filtrat dari area washing. Filtrat ini memiliki temperatur sekitar 80 oC. Fitrat tersebut dipompakan ke dalam digester melalui bagian bawah digester, menggantikan black liquor yang terdapat di dalamnya. Black liquor yang masih mengandung banyak alkali tersebut kemudian dikirim menuju HBL akumulator 1 dan HBL akumulator 2, bergantung pada temperaturnya. Untuk black liquor dengan suhu di kisaran 165oC dikirim menuju ke HBL akumulator 1, sementara untuk suhu yang lebih rendah (sekitar 140 oC) dikirim menuju HBL akumulator 2. Pada akhir proses ini, temperatur digester sudah turun hingga di bawah 100oC. Proses displacement memerlukan waktu kurang lebih 55 menit. f. Discharge Proses ini merupakan pemompaan pulp hasil pemasakan dari dalam digester menuju ke tangki discharge untuk kemudian dikirimkan menuju area washing. Konsistensi dan suhu daripada cairan di dalam digester telah mengalami 15
penurunan pada tahap displacement, sehingga pemompaan cairan di dalam digester dapat dilakukan dengan mudah. Tahap ini memakan waktu sekitar 20 menit Setiap tahap dilakukan bergantian di tiap unit digester, sehingga tidak terjadi overlapping dalam proses digesti. Parameter dari proses digesti tersebut disajikan pada Tabel 3.2 Tabel 3.2 Parameter Proses Digesti Kayu Akasia dan MHW di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Parameter (unit) Akasia MHW Efisiensi Hot Liquor Filling (%) > 90 > 90 Efisiensi Displacement (%) > 90 > 90 Alkali Charge (ton) 13-14 20-22 Alkali Efektif Weak Black Liquor ke Evaporator (g/L) 5-7 < 12 Alkal Efektif Hot Black Liquor (g/L) 18-22 20-22 Total Alkali Aktif White Liquor (g/L) 95-100 100-105 Sulfiditas White Liquor (%) 30-35 30-35 Total Padatan Tersuspensi White Liquor (mg/L) < 40 < 40 o Temperatur Pemasakan ( C) 155-160 163-170 H-Faktor ∓400 ∓500 Bilangan Pre-Kappa 17-19 14-16 Yield (%) 45-50 49-53 III.2.1 Digester Mode Kontinu (Fiberline 3 dan Pin Chip Digester) Fiberline 3 dan Pin Chip Digester memiliki digester dengan mode operasi kontinu, dengan kapasitas produksi berturut-turut 2100 ton pulp/hari dan 450 ton pulp/hari. Digester kontinu memiliki tiga alat proses utama, yaitu impregnation bin, high pressure feeder dan digester kontinu. Tahap pertama dari proses ini adalah pengisian chip. Chip yang akan didigestikan ditampung terlebih dahulu di chip buffer, sebagai tempat penampungan sementara chip yang akan diumpankan ke dalam impregnation bin. Sebelum diumpankan, chip terlebih dahulu dilewatkan pada chip meter untuk mengatur laju alir masuk chip ke dalam impregnation bin. Pada impregnation bin, terjadi proses impregnasi yaitu proses pemanasan awal dengan pemompaan dilusike dalam impregnation bin melalui center pipe. Uap panas yang terkandung dalam liquor ini akan menyebabkan perbedaan temperatur liquor dengan temperatur chip, sehingga udara yang terdapat di dalam chip akan terdorong keluar. Udara yang telah keluar dari chip akan membuat kondisi chip menjadi vakum. Kondisi vakum ini bertujuan untuk mempermudah liquor masuk ke dalam chip untuk mengikat lignin yang terdapat di dalam chip. Liquor yang dipompaka tadi keluar melalui strainer, sehingga tidak ada chip yang terbawa keluar dari impregnation bin. Selanjutnya chip dimasukkan ke dalam high pressure feeder (HPF). HPF merupakan rotary valve yang terhubung dengan dua sistem yang terpisah. Rotary valve ini bertujuan untuk memisahkan aliran bertekanan rendah yang berasal dari impregnation bin dengan aliran bertekanan tinggi yang berasal dari digester. Koneksi horizontal untuk chip keluaran impregnation bin memiliki tekanan yang sama dengan bagian keluaran impregnation bin, sementara koneksi vertikal memiliki tekanan yang lebih tinggi untuk memompakan chip dan liquor ke dalam digester. Pada saat rotor berputar, HPF pocket 16
yang telah terisi oleh chip akan bertukar posisi dengan koneksi vertikal, sehingga chip yang ada didalam pocket akan terdorong oleh whiteliquor. Chip dan white liquor akan masuk ke dalam digester melalui bagian atas digester, dimana terdapat top separator. Top separator terdiri dari screen dan screw, dimana tujuannya adalah untuk memisahkan liquor dengan chip. Liquor yang terpisah kemudian dikirim kembali ke impregnation bin, sementara chip akan jatuh ke dalam digester. Digester kontinu bekerja seperti sebuah reaktor aliran sumbat, dimana profil kematangan chip akan bervariasi di sepanjang digester. Pulp yang terbentuk kemudian dikirim menuju blow tank melalui bagian bawah digester. Blow tank berfungsisebagai tempat penampungan pulp sebelum dikirim ke proses selanjutnya. III.3 Washing Area Pulp hasil pemasakan di digester setelah dikirim ke discharge tankakan memiliki konsistensi sebesar 3.5-4.8% dan brightness dibawah50%. Dari discharge tank pulp berwarna coklat ini akan memasuki tahap pencucian yang secara umum berguna untuk mengeluarkan liquor-liquor yang terkandung di dalam pulp serta memisahkan materialmaterial lain yang tidak diinginkan. Tujuan dari pencucian ini sendiri secara detail adalah sebagai berikut : - Menurunkan bilangan kappa - Memisahkan liquor dari pulp - Memisahkan knot,shive, dan partikel pengotor lainnya seperti debu dan pasir - Mengurangi sodacarry over atau soda loss (<15kg/adt) Proses washing ini sendiri terdiri dari 4 tahapan yang terdiri dari deknotting, washing, sreening, pressing, dan delignifikasi oksigen III.3.1 Deknotting Deknotting adalah proses pemisahan pulp dari material-material yang memiliki diameter yang lebih besar dari 8-10 mm. Partikel-partikel ini biasanya merupakan mata kayu (knot) yang tidak masak hasil dari proses pemasakan chip yang oversized di dalam digester. Ketika pulp dari discharge tank digester dipompakan keluar, pulp akan masuk ke alat yang disebut basket press. Proses knotting ini sendiri berlangsung dengan prinsip penyaringan berdasarkan ukuran partikel. Pulp dari discharge tank akan masuk ke knotter dan mengalami dua tahapan knotting. Tahapan pertama atau biasa disebut sebagai primary knotter akan menyaring pulp dan menahan partikel-partikel dengan ukuran lebih besar dari 8mm. Pulp yang lolos dari primary knotter akan disebut sebagai accept dan selanjutkan akan dikirim ke tahap washing. Pulp yang tertahan di knotter atau biasa disebut sebagairejectakan diteruskan ke knotter kedua (secondary knotter). Disini pulp akan disaring kembali, pulp dengan ukuran lebih dari 6mm akan tertahan (reject) dan yang lolos knotter akan diteruskan ke washing. Reject dari knotter kedua ini akan dipompakan ke knot drainer. Dari knot drainer chip dikerigkan lalu dipompakan ke knot tank. Chip-chip pada knot tank akan dikirim kembali ke digester agar dimasak kembali. Reject secondary knotter yang dikirim ke knot drainer ini biasanya berbentuk chip tidak matang dan mata-mata kayu. III.3.2 Washing Proses washing ini merupakan proses pencucian pulp coklat yang bertujuan untuk mengeluarkan kotoran-kotoran yang dapat larut dalam air yang dikandung oleh pulp. 17
Kotoran ini terdiri dari senyawa organic (lignin) dan senyawa anorganik (soda) sisa dari pemasakan di digester. Selain itu white liquor yang sudah berubah menjadi black liquorpada proses pemasakan di digester juga akan dikeluarkan dari dalam pulp sehingga pulp menjadi bersih. Prinsip pencuciannya sama seperti proses pencucian baju. Pulp diberikan dilusi lalu nantinya “diperas” dan proses ini dilakukan secara berulangulang (multi stage washing) dengan tujuan agar kotoran dan liquor yang dikandung oleh pulp benar-benar keluar dan didapatkan pulp bersih. Pemberian dilusi pada pulp dilakukan dengan aliran yang lambat dengan tujuan dilusi benar-benar meresap ke dalam pori-pori pulp dan membawa kotoran danliquor keluar dari dalam pulp. Disamping itu aliran lambat ini bertujuan agar serat-serat yang dikandung pulp tidak rusak terkena gaya yang diberikan oleh aliran air dan juga mencegah pembentukan busa. Pencucian pulp ini dilaksanakan dengan system berlawan arah, maksudnya adalah arah aliran pulp berlawan arah dengan arah aliran dari cairan pencucinya. Tujuannya adalah agar cairan kotor hasil pencucian yang black liquor dapat dipompakan kembali ke digester dan digunakan sebagai bahan baku dari proses impregnasi tanpa harus dipisahkan terlebih dahulu dari pulp. Pada proses pencucian cairan yang digunakan sebagai pelarut kotoran adalah black liquor temperature ±70˚C..Pulp hasil pencucian ini akan ditampung di LC tank untuk homogenisasi lalu kemudian dikirim ke screener Pulp yang masuk ke screener nantinya diharapkan memiliki konsistensi sebesar 34%.Pulp diharapkan lebih banyak mengandung air ketimbang black liquor sisa hasil pemasakan.Black liquor yang sudah dikeluarkan dari pulp pada proses washing ini akan dikirim ke displacement tank pada proses pemasakan, liquor ini nantinya akan digunakan kembali sebagai cairan untuk membantu proses impregnasi chip. Keluar dari screener, pulp nantinya juga akan dicuci kembali. III.3.3 Screening Proses screening berlangsung dengan cara penyaringan partikel berdasarkan beda ukuran dan beda berat. Untuk itu perlu diperhatikan faktor kemungkinan (probability faktor) dari penyaringan. Probability faktor ini adalah kemungkinan terbawaya reject oleh accept dan accept oleh reject. Hal ini akan mempengaruhi efisiensi penyaringan (yield dan kualitas).
α = A yang terbawa R β = R yang terbawa A Gambar 3.2 Skema Dasar Sistem Screening (Erissa, 2012) 18
Penyaringan yang baik harus mengusahakan α dan β serendah-rendahnya. Hal ini sulit dicapai dengan satu saringan saja karena yang akan terjadi adalah jika β rendah maka α akan naik, dan jika α rendah maka β akan naik. Hal ini membuat penyarigan pada umumnya menggunakan system penyaringan bertingkat dimana kapasitas alat penyaringan hanya dipakai 70%nya saja (memperkecil β tetapi memperbesarα). Reject dari penyaring pertama yang masih banyak mengandung accept diolah lebih lanjut di penyaring kedua, ketiga, keempat, dan seterusnya. Pada screener untuk washing di RAPP digunakan penyaringan empat tingkat.Dari proses ini diharapkan pulp sudah murni mengandung fiber saja. Tidak ada lagi kayu belum masak dan juga shieve.Shieve merupakan serpihan kayu yang sangat kecil yang dapat menimbulkan bintik-bintik pada kertas nantinya. Berikut ini pada Gambar 3.2 diberikan skema system screening Accept Accept tank
Accept
Primary Screening
Accept
Washer
Reject
Secondary Screening
Accept
Reject
Dillution
Reject from screening Accept from screening
Tertiary Screening
Accept
Black liquor dillution
Reject
Quartenary Screening
Reject Reject Tank
Gambar 3.3 Proses Screening (Erissa, 2012) Tujuan penyaringan ini lebih khususnya adalah memisahkan kotoran-kotoran berdasarkan berat dan dimensi lebih besar dari serat.Accept dari screening dikirim ke proses delignifikasi oksigen, sedangkan reject discreen lebih lanjut secara bertahap (cascade screening) agar didapatkan penyaringan dengan efisiensi tinggi. Saringan terakhir yang masih reject akan dipress di screw press sehingga liquor yang terkandung dalam bahan keluar lalu bahan akan dikirim ke landfill dan menjadi limbah. III.3.4 Pressing Proses pressing menggunakan roll press atau vakum press. Pada roll press, pulp ditekan dua silinder yang bergerak berlawanan arah hinga tekanan 150 bar dan cairan dari dalam pulp keluar dan ditampung dalam lubang-lubang pada silinder.Cairan tersebut berupa black liquor sisa hasil pemasakan. Pada proses menggunakan vacuum press, cairan dalam pulp dihisap menggunakan vakum. Fiberline #1 memiliki empat alat vacuum press. Proses washing di RAPP berlangsung selama empat kali pencucian dan menggunakan enam alat press. Masing-masing proses dijelaskan sebagai berikut: 19
a. Brown stock wash Press (51 dan 52) Pulp yang lolos dari primary knotter dialirkan ke wash press. Pulp ini memiliki konsistensi awal sebesar 4%. Pada tahap ini digunakan press jenis DPA (displacement press). Setelah dialiri air dan dipress, konsistensi pulp naik menjadi 30-35%. Pulp lalu dialirkan ke screw conveyor lalu dilarutkan lagi dengan dilusi berupa black liquor dengan tujuan untuk medelignifikasi lignin hingga konsistensinya turun ke 6 %. Pulp hasil pencucian ini lalu dimasukan kedalam LC tank. b. Brown stock wash Press (5,6,7,8) Pulp dari LC tank didilusi kembali lalu dipress hingga konsistensinya mencapai 30-35%. Pulp kemudian dimasukan lagi ke dalam screen room dan konsistensinya diturunkan lagi ke 10-12% Dilusi pulp menggunakan black liquor sisa hasil pencucian.Filtrat black liquor hasil press akan digunakan kembali sebagai dilusi pada press 1 dan 2 Pulp yang sudah selesai dipress tadi sengaja didilusikan kembali karena jika konsistensinya terlalu besar pada proses delignifikasi nanti pulp akan rusak. Proses delignifikasi tetap memerlukan pulp dalam keadaan konsistensi rendah. III.3.5 Delignifikasi Oksigen Proses delignifikasi dapat ditunjukkan dari hasil penentuan bilangan kappa (kappa number). Kappa number digunakan untuk menyatakan berapa jumlah lignin yang masih tersisa di dalam pulp setelah pemasakan, pencucian, dan pemutihan.Pengujian kappa number yang dilakukan di dalam industri pulp memiliki dua tujuan, yaitu : -
merupakan indikasi terhadap derajat delignifikasi yang tercapai selama proses pemasakan, artinya kappa number digunakan untuk mengontrol pemasakan
-
menunjukkan kebutuhan bahan kimia yang akan prosesselanjutnya yaitu proses bleaching (pemutihan).
digunakan
untuk
Pada pengujian kappa number, jumlah larutan kalium permanganat (KMnO4) yang sudah diketahui konsentrasinya ditambahkan ke dalam sampel pulp.Setelah waktu tertentu, jumlah permanganat yang bereaksi dengan pulp ditentukan dengan mentitrasi sampel. Kappa number selanjutnya didefinisikan sebagai jumlah mililite KMnO4 0,1N yang dikonsumsi oleh 10 gram pulp selama 10 menit pada temperatur 25oC. Hasilnya dikoreksikan terhadap konsumsi 50% permanganat yang ditambahkan.Untuk pulp kraft hubungan antara kappa number dengan lignin adalah sebagai berikut : %lignin = 0,147 x kappa number Proses delignifikasi menggunakan oksigen ini bertujuan untuk menurunkan kandungan lignin yang dikandung oleh pulp. Pengurangan ini bertujuan agar ketika pulp diputihkan, kandungan pulp mengandung serat-serat selulostik dengan sedikit kandungan lignin saja. Adanya lignin dalam pulp akan memberikan tensile strength dan viskositas yang besar pada kertas ketika pulp dikonversi menjadi kertas nantinya. Untuk itulah lignin tidak sepenuhnya dihilangkan karena jika lignin benar-benar dihilangkan, kertas hasil konversi dari pulp tidak akan memiliki tensile strength yang besar dan akan mudah robek. 20
Proses delignifikasi dengan oksigen khususnya bertujuan untuk mengurangi konsumsi bahan kimia yang nantinya digunakan untuk pemutihan dan delignifikasi lanjutan pada area bleaching. Prinsip dari delignifikasi oksigen ini adalah proses oksidasi dari gugus hidroksil lignin sehingga lignin dapat terlepas dari pulp dan larut dalam air. Pada proses delignifikasi ini juga diberikan white liquor untuk memberikan suasana basa karena proses delignifikasi ini berlangsung dengan baik pada pH tinggi di kisaran 10,8-11,2. Pada proses delignifikasi dengan oksigen ini konsistensi dari pulp harus diperhatikan. Hal ini diperlukan karena oksigen yang diberikan ke dalam pulp berbentuk gas, perlu pengadukan merata agar diperoleh luas permukaan kontak yang besar antara pulp dengan oksigen.Makin encer pulp maka oksigen yang diberikan harus lebih banyak, hal ini sangatlah merugikan kedepannya karena memerlukan biaya lebih untuk mendapatkan banyak oksigen. Pada proses delignifikasi, konsistensi pulp awal dijaga antara 10-12%. Nilai konsistensi ini didapatkan dari proses dilusi pulp hasil press dengan black liquor. Selain itu, white liquor yang ditambahkan untuk menjaga pH haruslah dioksidasi terlebih dahulu. Tujuannya adalah agar Na2S yang terkandung pada liquor berubah menjadi Na2SO4, sehingga selulosa pada pulp tidak akan ikut terdegradasi pada proses delignifikasi. Secara garis besar pulp hasil washing memiliki bilangan kappa antara 17-19 dan akan diturunkan menjadi 9-10 pada proses delignifikasi ini. Variabel yang harus dijaga pada proses delignifikasi oksigen ini antara lain : - Temperatur reaktor - Tekanan reaktor - Waktu tinggal di reaktor - Konsentrasi white liquor yang ditambahkan - Jumlah oksigen Tahap-tahap proses delignifikasi oksigen dijabarkan sebagai berikut : 1. Pre O2 delignifikasi Pada tahap ini pulp hasil press dari proses washing didilusi hingga konsistensinya turun menjadi 10-12%.Pulp dialirkan ke mixer lalu ke dalam mixer dialirkan middle pressuresteam dan oksigen. MP steam ini berfungsi untuk menaikan suhu menjadi 100 oC. White liquor yang telah dioksidasi juga dialirkan ke dalam mixer.Selain untuk membuat suasana reaksi menjadi basa white liquor berfungsi untuk mengikat lignin yang telah dilepaskan oksigen agar tidak kembali ke dalam pulp.Mixer berfungsi hanya sebagai tempat pencampuran. 2. O2 delignifikasi Pulp yang telah selesai dimixing dengan oksigen dan white liquor kemudian dikirim ke reaktor dan diaduk menggunakan propeller pada reaktor. Disinilah kadar lignin diturunkan hingga mencapai bilangan kappa 9-10. Pada proses delignifikasi ini digunakan 2 reaktor yaitu : a. Reaktor A Pada reaktor A terjadi rekasi antara pulp dengan kaustik, O2, dan MP steam pada tekanan tinggi, suhu rendah dan waktu singkat. Tekanan 21
tinggi berfungsi untuk meratakan pencampuran oksigen, suhu yang rendah dan waktu singkat berfungsi agar proses delignifikasi tidak merusak serat-serat pada pulp. Kondisi pada reaktor A - Konsistensi : 10-12 % - Temperatur : 89-92 ˚C - pH : 10,8-11,2 - tekanan : 5.5-7 bar - waktu : 30 menit b. Reaktor B Pada reaktor B kembali dialirkan oksigen dan MP steam. Penambahan oksigen tidak sebanyak pada reaktor A. Pada reaktor ini terjadi rekasi antara pulp dengan kaustik, O2, dan MP steam pada tekanan rendah, suhu tinggi, dan waktu lama. Tujuannya adalah penyempurnaan proses delignifikasi dari reaktor A. Pulp yang sudah selesai dari reaktor B akan dipompakan ke blowtank untuk proses penghomogenan pulp dan penurunan tekanan serta suhu dari pulp. Kondisi pada reaktor B : - Konsistensi - Temperatur - pH - tekanan - waktu 3. Post O2 delignifikasi
: 10-12 % : 98-101 ˚C : 10,8-11,2 : 2-3 bar : 60 menit
Pulp dari blowtankakan dikirim lagi untuk dipress hingga konsistensinya naik ke 30-35% lalu kemudian didilusi lagi hingga konsistensinya mencapai 10-12% menggunakan black liquor pada screw conveyor. Pulp kemudian dikupulkan lagi ke tangki unbleach HDT (high density tank). Disini proses delignifikasi telah selesai. Pada unbleach HDT diharapkan pulp sudah memiliki kappa number sebesar 9-10, dan soda yang dikandung oleh liquor yang ditambahkan ke pulp hanya terbawa kurang dari 10 kilogram per ton pulp. Jika soda yang terbawa masih besar maka akan ditubuhkan ClO2 yang besar pula untuk memutihkan pulp. Brightness dari pulp diharapkan sudah mencapai 50. Berikut ini pada Gambar 3.4 diberikan proses washing secara detail
22
Gambar 3.4 Diagram Alir Proses Washing (APRIL Learning Institute, 2012) III.4 Bleaching Pulp hasil dari proses pencucian memiliki nilai brightness sebesar 50, sedangkan pulp siap jual haruslah memiliki nilai brightness sebesar 90. Untuk itulah perlu dilakukan proses pemutihan atau biasa disebut sebagai bleaching. Belum putihnya pulp ini dikarenakan masih adanya lignin yang dikandung oleh pulp meskipun pulp sudah dilignifikasi pada proses pencucian. Lignin sebenarnya bisa dihilangkan sempurna pada proses delignifikasidengan mengatur reaktor pada suhu tinggi. Kelemahan pertama dari proses ini adalah proses pemutihannya memakan waktu yang lama. Kelemahan kedua dari proses ini adalah penghilangan seluruh kadar lignin dengan pemanasan pada suhu tinggi dalam proses delignifikasi dapat menyebabkan putusnya rantai-rantai panjang selulosa dan hemiselulosamenjadi rantai yang lebih pendek. Pulp yang memiliki rantai selulosa dan hemiselulosa pendek akan sulit dijadikan kertas karena tensile strength dari kertas-kertas ini sangat rendah.Selulosa dan hemiselulosa merupakan senyawa organik yang sensitive terhadap suhu tinggi.Oleh karena itu diperlukan proses pemutihan dan penghilangan lignin lanjutan agar pulp memiliki brightnessyang sesuai untuk dijual. 23
Pemutihan pulp pada RAPP dilakukan dalam beberapa tahap. Tahapan tersebut dikodekan sebagai berikut :
Tahap D Pada tahap ini pulp direaksikan dengan klorindioksida (ClO2).ClO2 ini merupakan senyawa yang harganya relatif lebiih mahal dibandingkan dengan senyawa Cl2, namun senyawa ini jauh lebih ramah terhadap lingkungan dan bekerja sangat selektif terhadap lignin.ClO2 sangat berguna pada pemutihan tahap awal dan akhir saat konsistensi lignin rendah. Tahap D ini umumnya dijalankan pada kondisi berikut :
Konsistensi pulp Temperature waktu pH dosis ClO2
: 10-12% : 60-80˚C : 3-5 jam : 3,5-6 : 0,6-0,8% massa pulp
Tahap E
Tahap E merupakan tahap ekstraksi lignin yang telah didegradasi dari dalam pulp.Pada tahap ini digunakan senyawa basa NaOH. Umumnya tahap ini dilakukan setelah tahap D. Pada tahap ni terjadi penggantian gugus klorin oleh gugus alkali yang membuat lignin terlarut berdasarkan reaksi : Lignin-Cl + NaOH Lignin-OH + NaCl Kondisi pada tahap ini : Konsistensi pulp : 10-18% Temperature : 50-95˚C waktu : 0,75-1,5 jam pH : 10-11 dosis NaOH : 2-3% massa pulp Tahap P Tahap ini merupakan tahap pemutihan dengan bantuan senyawa hydrogen peroksida (H2O2).Senyawa hydrogen peroksida ini dapat menggantikan fungsi ClO2 untuk menurunkan kadar lignin dan memutihkan pulp. Namun senyawa ini mahal dan penangannya sulit sehingga tidak digunakan di RAPP. Kondisi operasi tahap ini :
Konsistensi pulp : 10-12% Temperature : 60-70˚C waktu : 2-4 jam pH : 8-10 dosis H2O2 : 5 kg/ton pulp
Tahap O Pada tahap ini digunakan oksigen sebagai agen pengikat lignin.Meskipun pada dasarnya pengikatan lignin dapat meningkatkan brightness penggunaan oksigen hanya sebatas untuk menurunkan bilangan kappa saja.Oksigen merupakan bahan 24
pemutih paling murah tetapi juga yang paling tidak selektif terhadap lignin.Selain itu, proses pemutihan menggunakan oksigen murni harus dilakukan pada suhu tinggi dan dapat merusak serat-serat pulp dan memakan waktu yang lama.Di RAPP tahap O ini biasa digabung dengan tahap E dan P pada satu reaktor.
Konsistensi pulp Temperature waktu pH dosis O2
: 10-14% : 90-110˚C : 20-60 menit : 8-10 : 3kg/ton pulp
Tahapan pemutihan pada RAPP dilaksanakan dalam empat tahap pemutihan yang dilaksanakan secara berurutan.Tahapan tersebut adalah D0-EOP-D1-D2.Dimana pada fiberline satu dari satu tahap ke tahap lainnya dilakukan juga pencucian pulp menggunakan washer dan roll press. 1. Tahap D0 Pada tahap pertama dari proses pemutihan in pulp direaksikan dengan ClO2. ClO2 merupakan bahan kimia jenis ECF (elemen chlorine free) dimana senyawa jenis ini lebih ramah terhadap lingkungan.Tujuan dari tahap D0 ini sendiri adalah untuk mendegradasi dan memisahkan struktur lignin yang terdapat dalam pulp, serta menaikan brightness secara drastis untuk pertama kalinya.Pada tahap ini suasana reaksi yang terjadi adalah suasana asam karena kayu umumnya membentuk pH asam ketika direaksikan denga ClO2.Kondisi pada tahap ini : Konsistensi pulp Temperatur Waktu reaksi pH reaksi Brightness Kappa number ClO2 charge dari washing)
: 11-12 % : 65-70˚C : 60 menit : 2-2,5 (untuk mix hardwood) dan 3-3,5 (Accacia) : 68-70 % ISO : 7,5-8,5 (mix hardwood) dan 9-10 (Accacia) : 25-30 kg/ton pulp (bergantung pada kappa number
2. Tahap EOP ( Ekstraksi, Oksidasi, dan Peroksida) Selesai dari tahap D0 pulp akan dicuci menggunakan washer. Pulp akandicuci menggunakan air hangatdan ditekan pada roll press hingga konsistensinya mencapai 28% lalu kemudian didilusikan lagi dengan air hangatsampai konsistensi 10-12%. Pada tahap ini lignin dari pulp yang telah dilepaskan sebagian pada tahap D0 akan diekstraksi dan dioksidasi sehingga lignin tersebut bisa hilang dari dalam pulp. H2O2 ditambahkan pada tahap ini dan berguna sebagai pemutih dari pulp.Bahan kimia yang ditambahkan pada tahap ini adalah NaOH dan O2.NaOH digunakan untuk melarutkan lignin yang telah dilepas pada tahap D0 dan yang akan dilepas oleh O2 dari proses oksidasi. Pada tahap ini kappa number dari pulp akan turun drastis karena mulai banyak lignin yang lepas. Kondisi pada tahap ini :
Konsistensi Temperatur
: 10-12 % : 75-80˚C 25
Waktu reaksi pH reaksi Brightness Kappa number O2 charge H2O2 charge NaOH charge
: 90 menit : 10,8-11,2 : 80-85 % ISO : 1-2 : 3kg/ ton : 5kg/ton : 16kg/ton (bergantung dari pH pulp)
3. Tahap D1 Selesai dari tahap E0 pulp akan dicuci menggunakan washer. Pulp akan dicuci menggunakan air hangatdan ditekan pada roll press hingga konsistensinya mencapai 28% lalu kemudian didilusikan lagi dengan air hangatsampai konsistensi 10-12%. Pada tahap ini brightness dari pulp akan dinaikan agar mencapai standar baku mutu pulp layak jual. Lignin yang sudah terekstrak pada tahap EOP membuat proses pemutihan pulp pada tahap ini berlangsung mudah. Proses terjadi pada keadaan asam. Kondisi pada tahap ini :
Temperatur Waktu reaksi pH reaksi Brightness ClO2 charge
: 75-80˚C : 180 menit : 3,5-4 ,5 : 89-89,5 % ISO : 10-15 kg/ton (tergantung brightness)
4. Tahap D2 Tahap D2 merupakan tahapan untuk mennyempurnakan proses pemutihan agar brightness pulp mencapai nilai standar ISO untuk produk siap jual. Pada proses ini digunakan bahan kimia berupa ClO2 dan SO2. SO2 pada tahap ini berfungsi untuk menetralkan ClO2 yang tersisa pada proses pemutiham. ClO2 sendiri berfungsi sebagai agen pemutih pada tahap ini. Kondisi pada tahap ini :
Konsistensi pulp Temperatur Waktu reaksi pH reaksi Brightness ClO2 charge
: 10-12 % : 75-80˚C : 180 menit : 3,5-4 ,5 : 89,5-90 % ISO : 0-4 kg/ton (tergantung brightness)
Selesai dari D2 pulp secara kimiawi telah selesai diputihkan. Pulp kemudian dikirim ke tangki penyimpanan tank yang disebut Bleach High Density Tank (BHDT) untuk menurukan suhunya dan homogenisasi. RAPP memiliki lima buah tangki HDT ini. Untuk HDT 1, 2, dan 5 pulp yang masuk akan diteruskan ke pulp dryer dan kemudian dikeringkan untuk pembentukan lembaran-lembaran pulp siap jual. HDT 3 dan 4 akan meneruskan pulpnya ke RAK. RAK merupakan salah satu business unit di RAPP yang mengolah pulp menjadi kertas jadi. Masing-masing HDT memiliki volume yang sama yaiutu 8000m3. Setelah homogenisasi, di dalam HDT, pulp akan dikirim ke LC tank agar terjadi pengenceran pulp konsistensi 10-12% menjadi 3-6% dan pH 5-6. Tujuan dari pengenceran ini adalah agar pulp mudah ditransportasikan dan mudah disaring dalam system screening di pulp dryer dan di paper machine. 26
III.5 Pulp Dryer Pulp dryer merupakan bagian dari proses terakhir pulp sebelum siap dijual. Di RAPP pulp dryer memiliki pabrik khusus yang menangani hanya proses pengeringan sampai pengepakan pulp siap jual. Inti dari proses pada pulp dryer adalah mengubah slurry pulp menjadi padatan lembaran pulp kering menggunakan pulp machine, selanjutnya pulp kering akan dibentuk dalam unit bale. Cara kerja pulp machine adalah memisahkan air dari bubur pulp secara efisien tanpa merusak serat dan beratnya. Formasi pulp yang dibentuk diharapkan memiliki kekuatan lembaran yang maksium. Pulp machineakan mengatur dan mengubah suspensi pulp menjadi lembaran pulp dengan kadar air 10%, lalu dilakukan pemotongan, pengebalan, dan pengunitan dengan tujuan untuk mempermudah pengangkutan pulp agar siap dikirim ke konsumen. Berikut ini pada Gambar 3.5 proses pada pulp dryer hingga didapatkan lembaran pulp siap jual.
HDT
LC Tank
Screening System
Double Decker
Head Box
White Water Silo
Machine Chest
Mixing Chest
Forming Section
Press Secction
Dryer Section
Cutter
QC
Baling line
Warehouse
Gambar 3.5 Skema Proses Pengeringan Pulp pada Pulp Dryer (Erissa, 2012) III.6 Chemical Plant Chemical plant merupakan unit operasi yang menghasilkan bahan kimia untuk keperluan proses yang ada di unit fiberline dan sekitarnya. Konsumsi produk dari chemical plant ini paling banyak digunakan pada fiberline.Produk yang dihasilkan untuk fiberlibe berupa soda kaustik untuk bahan baku liquor, oksigen untuk delignifikasi, ClO 2 untuk proses bleaching. Produk lainnya dari chemical plant juga digunakan pada proses pengolahan air, contohnya hypo digunakan sebagai disinfektan. Produk dari chemical plant secara keseluruhan antara lain :
27
1. NaOH (122 ton/hari) NaOH dibuat sebagai bahan dasar dari white liquor 2. Chlorin dioxide (155 ton/hari) ClO2 digunakan sebagai agen pemutih pulp pada proses bleaching 3. Natrium klorat, NaOCl3 (88 ton/hari) Merupakan bahan dasar aktif untuk pemutihan secara komersial. Kelebihan klorin selain dijual juga digunakan sebagai bahan dasar untuk membentuk NaOCl yang dapat digunakan sebagai pemutih pakaian 4. Sulfur dioksida (8 ton/ hari) Sulfur dioksida digunakan sebagai bahan dasar pembuatan H2SO4. 5. Oksigen (237 ton/ hari) Oksigen digunakan sebagai bahan dasar dari proses delignifikasi dan digunakan juga pada proses pemutihan tahap EOP. Oksigen dibentuk dari udara yang dipurging menggunakan gas nitrogen. Produk-produk diatas dibentuk pada chemical plant yang terdiri dari empat plant terintergrasi satu sama lain. Keempat plant penyusun chemical plant di RAPP adalah : 1. Klor Alkali Plant 2. Klorin dioksida Plant 3. Sulfur Dioksida Plant 4. Oksigen Plant Selain keempat chemical plant tersebut, terdapat plant Rekaustisasi dan Lime Kiln yang bertugas mendaur ulang black liquor menjadi white liquor untuk kebutuhan pemasakan. Secara garis besar proses yang terjadi pada chemical plant digambarkan pada Gambar 3.6 Weak Brine
Salt
Brine System
Brine
H2
Chlor Alkali
HCl Unit
Cl2
Caustic SO2 Plant
SO2 Storage
H2
SO2
Caustic Storage
Chlorate Plant
HCl
Chlorate Weak Chlorate
ClO2 Generator ClO2 ClO2 Storage
Gambar 3.6 Proses pada Chemical Plant (Erissa, 2012)
28
III.6.1 Klor Alkali Plant Filter
IE Dechlorinator
Dechlor-Brine
Anolyte tank Brine System
Clarifier
Deionized Storage
Candle Filter
Cooler Electrolyzers
Compressor
Treatment Tank
Catholyte Tank
Saturator
CO2 Plant
H2
Caustic Storage
Gambar 3.7 Diagram Alir pada Klor Alkali Plant (Erissa, 2012) III.6.1.1 Brine Treatment Sebelum garam digunakan untuk elektrolisis membran dalam proses pembuatan kaustik dan gas klorin, garam dijenuhkan terlebih dahulu dengan demin water dan dihilangkan pengotor-pengotornya. Pengotor-pengotor ini umunya adalah ion-ion seperti Ca2+, Mg2+, dan SO42-. Dari proses ini diharapkan kesadahan larutan garam berkurang menjadi 50ppb. Denim Water
Na2CO3
BaCl2
Salt Saturator/Lixator
Dechlorinated Brine
Brine Treatment Tank
Coagulant
Brine Clarified Storage Brine Clarifier
Precoat Agent
Caustic
Filter Aid
Brine Filter
Deionized Brine Storage Brine Filter Storage Ion Exchange
Gambar 3.8 Diagram Alir pada Brine Treatment (Erisssa, 2012)
29
III.6.1.2 Brine Saturation Proses ini berlangsung di dalam alat yang disebut saturator. Fungsi dari saturator ini sendiri adalah : 1. melarutkan garam 2. menjenuhkan kembali brine lemah (brine yang terdekloronisasi) 3. fitrasi, filtrasi ini dilakukan untuk garam-garam yang berada dibawah zona pelarutan dimana garam-garam ini tidak larut dalam larutan. Brine yang terdekloronisasi dan demin water didistribusikan di dalam saturator menggunakan pipa distribusi. Pipa distribusi ini berfungsi seperti shower yang melarutkan garam sampai brine menjadi jenih. Jika saturator masih dipenuhi garam, itu berarti garam tidak bisa dilarutkan lagi karena brine sudah jenuh. Parameter yang dikontrol dalam saturator antara lain : 1. Level 2. Temperatur 3. pH 4. Brine strength
: >60% : 60-80˚ C :9 : 320 gpl
III.6.1.3 Chemical treatment Selanjutnya brine akan diproses secara kimiawi pada tangki brine treatment untuk menghilangkan pengotor seperti kalsium, magnesium, dan sulfat. Fungsi tangki ini adalah : 1. menyediakan retention time dan sebagai wadah bagi kalsium, magnesium, dan sulfat untuk berekasi membentuk endapan 2. menjaga senyawa-senyawa insoluble tetap di suspense 3. mencampur dilusi demin water dengan brine jenuh untuk menjaga konsentrasi larutan agar dapat diproses pada elektrolyzer. Brine jenih dipompakan dari saturator menuju ke tangki brine treatment primary. Sludge brine dari clarifiers didaur ulang dan ditambahkan ke dalam aliran brine untuk membantu induksi nukleasi dari endapan yang dibentuk di tangki. Berikut pada Gambar 3.9 diberikan diagram alir pada proses chemical treatment brine
30
Caustic 32%
P-7
Storage Tank BaCl2 Solution Tank BaCl2
E-8
Treatment Tank 2
Denim Water
Treatment Tank 1
P-1
Solution Tank Na2CO3
Brine From Saturator
Storage Tank Na2CO3
Gambar 3.9 Diagram Alir pada Proses Chemical Treatment Brine (Erissa, 2012) Reaksi yang terjadi pada tangki brine treatment adalah : Untuk ion Ca2+ : CaSO4(aq) + Na2CO3(aq)CaCO3(s) + Na2SO4(aq) CaCl2(aq) + Na2CO3(aq) CaCO3(s) + 2 NaCl (aq) Reaksi yang terjadi untuk ion Mg2+ adalah MgCl2(aq) + 2 NaOH(aq) Mg(OH)2(s) + 2 NaCl(aq) FeCl3(aq) + 3 NaOH(aq) Fe(OH)3(s) + 3 NaCl(aq) Reaksi pemisahan sulfat dengan proses Na2SO4(aq) + BaCl2(aq) BaSO4(s) + 3 NaCl(aq) III.6.1.4 Brine Clarification Setelah diproses secara kimiawi dalam tangki brine treatment, brine dipompakan ke clarifier dan ditambahkan koagulan. Koagulan akan membantu proses sedimentasi sehingga semua sludge yang terbentuk pada tangki brine treatment akan mengendap pada clarifier. III.6.1.5 Brine filtration Setelah di klarifikasi brine akan defiler. Brine yang masih mengandung padatan dari clarifier akan dipompakan ke brine filter. Filter ini akan menahan padatan-padatan yang masih terkandung di brine. III.6.1.6 Ion exchange Brine yang sudah difiltrasi masih mengandung mineral-mineral pengotor yang nantinya akan menyulitkan proses elektrolisa. Calsium, magnesium, dan barium akan menurunkan efektifitas dari sel membrane klor alkali dengan menutupi struktur 31
membrannya. Barium juga merupakan racun bagi pembungkusan anoda yang digunakan pada electrolyzer.Pada ion exchanger ini resin akan mengganti berberapa kation yang memiliki level rendah sehingga kation-kation ini tidak mengganggu proses elektrolisa. Tidak semua kation pengotor ini akan hilang, namun dari proses ini diharapkan kesadahan dari brine sudah mencapai dibawah 30 ppb. III.6.1.7 Elektrolisa Elektrolisis bertujuan untuk menghasilkan gas khlor dan soda kaustik yang diproses secara elektrolisa dengan bahan dasar larutan garam dapur (NaCl).Alat yang digunakan disebut sebagai electrolyzer.Jenis yang digunakan FM21 membrane electrolyzer. Gas klor dihasilkan di kutub positif (katoda), sedangkan soda kaustik dan hydrogen dihasilkan di kutub negative (anoda). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2 NaCl (aq) + 2H2O(l) + panas Cl2(g) + 2 NaOH(aq) + H2(aq) III.6.1.7.1 Sistem Katoda H2 Stack
P-21 HCL unit
Nitrogen V-3 P-17
H2
P-37
NaCl
P-38
Caustic 32% Cells
P-25 V-4
Catholyte
Intermediate Caustic Tank
Cooling water
Caustic 30% HE Denim Water
Caustic Handling Area
Casutic 32% Storage
Gambar 3.10 Diagram Alir pada Sistem Katoda (Erissa, 2012) Sistem katoda terbagi ke dalam dua proses yaitu : Penanganan Kaustik Soda kaustik dihasilkan pada membrane electrolyzer pada konsentrasi 32% berat dan temperature 87˚C. Kaustik kemudian didinginkan dan ditransfer ke tangki penyimpanan untuk dikirim ke proses pada pengolahan pulp.
Penanganan Hidrogen Gas hydrogen yang dihasilkan dari proses elektrolisis akan meninggalkan electrolyzer dalam faasa kesetimbangan denga kaustik dalam bentuk uap cair. Gas hydrogen nantinya akan dilepaskan sebagian dan dididinginkan sebagian pada plant HCl 32
III.6.1.7.2 Sistem Anoda Chlorine Gas Handling
Cl2 Weak NaCl
NaCl
Anolyte
Cells
HCl Weak Brine
Wet Chlorine
Caustic 30% P-44
DeChlorinator Dechlorinated Weak Brine
Gambar 3.11 Diagram Alir pada Sistem Anoda (Erissa, 2012) Sistem anoda memiliki proses utama, yaitu penanganan gas klorin, dimana gas klorin dari elektrolizer akan didinginkan menggunakan air pendingin dan kemudian dikeringkan dengan cara dikontakkan ke asam sulfur. Gas kering kemudian dikompres menggunakan acid ring compressor dan kemudian dicairkan.Klorin cair kemudian disimpan dalam storage tank.
33
III.6.2 Klorin Dioksida Plant Water Strong chlorine feed
Hydrogen
Hydrochlyric Acid Production
Hydrochloric Acid Weak Chloraate
Sodium Chloratte Production
Strong Chlorate
Chlorine Dioxide Production
Weak Chlorate
Chlorine Dioxide Product Electricity
Water
Gambar 3.12 Diagram Alir pada Klorin Dioksida Plant (Erissa, 2012) Proses ini bertujuan untuk menghasilkan ClO2 dengan menggunakan dua generator. Masing-masing generator menghasilkan kurang lebih 75-78 ton larutan ClO2 perhari dengan konsentrasi 10gt/L ClO2. Produksi ClO2 merupakan reaksi reduksi natrium klorat Na2OCl3 dengan asam klorida (HCl).Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut. Elektrolisa klorat : NaCl(aq) + 3 H2O (aq) NaClO(aq) + 3H2 (aq) Generasi ClO2 : NaClO3 (aq) + 2 HCl (aq) NaCl (aq)+ClO2(g)+1/2Cl2(g)+H2O(l) HCl sintesis : H2(g) +Cl2(g) 2 HCl (aq) Tahapan produksi larutan ClO2 untuk pemutihan terdiri dari beberapa proses : 1. proses elektrolisa dari bahan ntrium klorida menghasilkan natrium klorat dan hydrogen, alta yang digunakan adalah electrolyzer dengan tipe chemeties chlorate cell 2. proses pendinginan dan penyaringan pekat klorat 3. produksi ClO2 dari natrium klorat dan asam klorida dalam chemeties generator 4. absorbsi gas klor dioksida yang dihasilkan generator menjadi cairan 5. penyimpanan cairan klor dioksida dalam tangki penyimpanan 6. menyiapkan larutan encer klorat yang meninggalkan generator 7. memproduksi HCl dengan konsentrasi 32% berat dalam unit pembakaran HCl sintesis dengan cara membakar klorin dari proses ClO2 dan make up aliran klo pekat dengan hydrogen dari chlorate cell 8. penyimpanan
34
III.6.3 Sulphur Dioxide Plant Pada dasarnya sulfur dioksida diproduksi dengan mencairkan belerang bubur kering dalam tangki pelelehan (melting pit) dengan temperature 135C. Melting pit terdiri dari tiga bagian yang masing-masing memiliki LP steam coil untuk mencairkan bubuk sulfur. Sulfur yang telah cair kemudian dipompakan ke nozzle burner menggunakan pompa DC drive melalui pipa steam jaket. Sulfur yang telah cair kemudian dipompakan melewati pembakar sulfur dimana sulfur dibakar dengan udara pembakaran panas hingga temperature mencapai 1300C agar terbentuk gas SO2. Gas yang terbentuk kemudian didinginkan pada pendingin melalui 2 tahap, kemudian gas diabsorb dalam air dingin pada absorber.Cairan SO2 yang terbentuk kemudian disimpan dan tangki penyimpanan. III.6.4 Oksigen Plant Plant oksigen bertujuan untuk menghasilkan oksigen dan nitrogen (dalam jumlah kecil). Bahan dasar dari plant ini adalah udara atmosferik, dan proses utamanya ada memisahkan nitrogen dan oksigen. Oksigen digunakan sebagai bahan dasar delignifikasi, sedangkan nitrogen digunakan pada chemical plant secara keseluruhan untuk mencegah gas-gas explosive seperti hydrogen. Pada RAPP digunakan dua system pemisahan oksigen dan nitrogen dari udara.Sistem pertama adalah system cryogenic dan kedua adalah system non-cryogenic. Raw Air
Air Filtration
Air Separation
Air Compression
Cooling
Expansion
Adsorption
Oxygen Compression
Liquefaction
Cryogenic Storage
Oxygen Gas
Vaporization
Gambar 3.13 Diagram Alir pada Oksigen Plant (Erissa, 2012)
35
III.6.5 Rekaustisasi dan Lime Kiln Unit ini bertugas untuk memenuhi kebutuhan white liquor untuk pemasakan pulp. Unit ini terbagi menjadi dua, yaitu : 1. Unit Rekaustisasi Unit ini digunakan untuk merubah green liquor menjadi white liquor kembali.Kalsium oksida yang sudah direaksikan dengan air sehingga menghasilkan Ca(OH)2,akan dimasukan ke dalam green liquor. Green liquor yang mengandung natrium karbonat (Na2CO3) akan membentuk NaOH ketika bereaksi denganCa(OH)2. NaOH ini nantinya akan digunakan sebagai bahan dasar pemasakan. Selain NaOH, CaCO3 juga akan terbentuk. CaCO3 ini nantinya akan dikirim ke lime kiln untuk menghasilkan CaO kembali. Tahapan proses rekaustisasi adalah sebagai berikut : 1. Melarutkan lelehan (smelt) yang keluar dari ruang bakar ke dalam dissolving tank dengan green liquor encer 2. Pemisahan green liquor dan pemisahan dreg 3. Green liquor yang sudah jernih direaksikan dengan Ca(OH)2 menjadi white liquor 4. White liquor dijernihkan dengan cara memisahkan CaCO3 dan selanjutnya siap digunakan untuk pemasakan pulp. Proses rekaustisasi ini diharapkan mampu menghasilkan 6750m3 white liquor perhari dengan kandungan alkali aktif didalamnya sebesar 105gr NaOH/l. Reaksi yang terjadi dalam proses rekaustisasi adalah : Slaking Kaustisasi
: CaO(s) + H2O Ca(OH)2(aq) : Ca(OH)2(aq) + Na2CO3(aq) CaCO3(s) + 2 NaOH (aq)
Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi kaustisasi : a. Suhu : 95-105˚C Bila suhu < 70˚C, reaksi akan berjalan sangat lambat, bila lebih besar dari 105˚C bisa terjadi percikan di dalam lime slacker b. Tekanan : 1 atm c. Kapur berlebih : 5-10% Reaksi kaustisasi merupakan reaksi kesetimbagan dan mempunyai efisiensi kurang lebih 80%.Oleh karena itu, kapur yang ditambahkan perlu berlebih untuk meningkatkan efisiensi kaustisasi.Bila kapur terlalu berlebih, kecepatan pengendapan lumpur kapur (CaCO3) menurun. Apabila kapur kurang maka efisiensi kaustisasi menurun d. Waktu tinggal : 10-60 menit Dengan pengaturan kondisi-kondisi yang baik diatas dan kapur yang ditambahkan cukup, maka reaksi akan berlangsung dalam waktu 10 menit. Bila tidak maka diatur parameter-parameter lainnya sehingga waktu reaksi tidak lebih dari 10 menit.
36
2. Unit Lime Kiln Proses lime kiln bertujuan untuk membakar CaCO3 dari sisa reaksi kaustisasi dan batu kapur (limestone) untuk memperoleh kembali kapur CaO yang selanjutnya digunakan pada proses kaustisasi. Pemabakaran kembali lime mud dan limestone dilakukan dengan menggunakan rotary lime kiln. Fungsi utama dari tungku ini adalah kalsinasi lumpur kalsium karbonat menjadi kalsium oksida (CaO). Reaksi kalsinasi dapat dilihat sebagai berikut : CaCO3 + panas CaO + CO2 ΔH= 42,500 kkal , T= 1000-1100˚C Udara disuplai dengan mengatur kekuatan draft fan dan pembakaran gas dihisap pada kiln dengan induced draft fan. Gas yang tinggal di kiln dimuat dengan lime dust. Selanjutnya dilewatkan melalui electrostatic precipitator, sebelum dibuang ke udara bebas gas terlebihdahulu dilewatkan pada recovery lime dust. Hasil dari lime dust dimasukan kembali sebagai umpan terakhir pada kiln. Proses lime kiln dirancang dengan kapastitas 670 ton CaO/hari.
37
BAB IV PERALATAN UTAMA DAN PENDUKUNG PROSES IV.1. Peralatan Proses Peralatan utama proses produksi pulp di Departemen Fiberline di PT RAPPdisajikan pada Tabel4.1 hingga Tabel 4.4. Tabel 4.1 Peralatan Proses Woodyard and Chip Screen Area (Erissa, 2012) No. Nama Alat Fungsi Spesifikasi Alat 1 Screw Mengambil chip dari chip Kapasitas 200-800 reclaimer1 dan pile untuk dikirimkan ke Kecepatan m3/jam 2 chip conveyor under 6,3-25,4 m/s storage 2 Chip conveyor Menerima chip dari screw Panjang 298 m under storage1 reclaimer dan Lebar 1,2 m dan 2 mengirimkannya ke chip Kapasitas 1000 m3/jam conveyor to digester. Kecepatan 2 m/s 3 Chip conveyor Mengirimkan chip ke chip Panjang 264,9 m to digester silo Lebar 1,2 m Kapasitas 1200 m3/jam Kecepatan 2,3 m/s 4 Chip Screener Menyaring chip sesuai Lebar 5,1 m dengan ukurannya yaitu Panjang 6,5 m 7-45 mm Kapasitas 800 m3/jam 5 Chip conveyor Mengirimkan pin dan Lebar 1,2 m to acrowood fines ke bagian Panjang 58,8 m pemrosesan acrowood Kapasitas 1000 m3/jam Kecepatan 2,3 m/s 6 Conveyor for Mengirimkan oversize Lebar 0.8 m over size chips chip ke rechipper Panjang 25,4 m Kapasitas 1000 m3/jam 7 Rechipper Mencacah ulang Kapasitas 250 m3/jam oversized chip Jumlah 12 pisau
38
No. 1
2 3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Tabel 4.2 Peralatan Proses Digesting Area (Erissa, 2012) Nama Alat Fungsi Spesifikasi Screw Conveyor Mendistribusikan chip Diameter 1,12 m 411CA001 dan dari chip conveyor ke Panjang 10 m 411CA002 chip silo 411T015 dan Kapasitas 150000 m3 / jam 411T016 Chip Silo 411T015 dan Menampung chip dari Volume 500 m3 411T016 chip screening area Temperatur 30oC Chip Silo Discharge Mengirimkan chip dari Diameter 7,6 m 411E015 dan 411E016 chip silo ke screw conveyor Screw Conveyor Mendistribusikan chip Diameter 1m 411C003,…….,411C006 dari chip silo ke digester Panjang 9,4 m 411E003,…..,411E006 Kapasitas 12000 m3/jam Screw Conveyor Mendistribusikan chip Diameter 1m 411C007, 411C008, dari chip silo ke digester Panjang 1,3 m 411C015, 411C016 411E007, 411E008, Kapasitas 12200 m3/jam 411E015, dan 411E016 Screw Conveyor Mendistribusikan chip Diameter 1m 411C009, 411C010, dari chip silo ke digester Panjang 9,5 m 411C013, 411C014 Kapasitas 12000 m3/jam Screw Conveyor Mendistribusikan chip Diameter 1m 411C001 dan 411C012 dari chip silo ke digester Panjang 1,3 m Kapasitas 12000 m3/jam Digester 411E001,…., Tempat berlangsungnya Volume 350 m3 411E014 proses pemasakan chip Tekanan 1,4 Mpa Temperatur 210oC Air evacuating fan Mengeluarkan udara Kapasitas 8000 n-m3/jam dalam digester saat proses Tekanan 4000 Mpa pengisian chip. Kecepatan 2289 rpm Impregnation liquor Menampung cairan Volume 1650 m3 tank 411T002 impregnasi untuk proses Tekanan Atmosferik pemasakan chip Temperatur 90oC Hot black liquor Menampung black liquor Volume 1100 m3 accumulator I-411T004 panas sisa pemasakan Tekanan 1,1 Mpa dan II-411T005 chip pada digester Temperatur 210oC Hot black liquor Menampung black liquor Volume 850 m3 accumulator 411T006 panas sisa pemasakan Tekanan 1,1 Mpa chip pada digester Temperatur 210oC White liquor tank Menampung white liquor Volume 4000 m3 411T013 untuk proses pemasakan Tekanan Atmosferik chip di dalam digester Temperatur 100oC
39
No 14
15
No 1
2
3 4 5
6
7
Tabel 4.2 Peralatan Proses Digesting Area (Lanjutan) Nama Alat Fungsi Spesifikasi Displacement liquor Menampung cairan Volume tank 411T001 untuk mendilusi black Tekanan liquor sisa pemasakan Temperatur chip Discharge tank 411T007 Menampung chip kayu Volume yang telah dimasak Tekanan untuk dikirim ke area Temperatur washing Tabel 4.3 Peralatan Proses Washing Area (Erissa, 2012) Nama Alat Fungsi Spesifikasi Primary knotter Menyaring knot (mata Tipe kayu) yang tidak masak pada proses pemasakan Laju Alir chip Umpan Outlet Consistency Tekanan Operasi Secondary knotter Menyaring knot yang Tipe belum tersaring pada Hilang tekan primary knotter. Kapasitas Dump Tank 421T032
Menampung filtrate yang telah disaring pada knotter Knot accept tank Manampung knot yang 421T002 tersaring pada knotter Primary dan Menyaring debu partikulat secondary screen yang terdapat pada pulp
Wash press pressate tank 421T005 dan 421T009 Pre-O2 wash press pressate tank 421T023
Kapasitas Temperatur Kapasitas Temperatur Tipe Tekanan Temperatur Volume Menampung filtrat yang Volume dihasilkan pada proses Temperatur press washing Menampung filtrate yang Volume dihasilkan pada proses Temperatur press washing sebelum delignifikasi O2
7000 m3 Atmosferik 100oC 5000 m3 Atmosferik 90oC
Radiscreen K160D 250-550 L/s 2,4 % 20-400 Kpa Radi Trim 360 10 Kpa 1.46 kg/s 230 m3 100oC 130 m3 100oC D8 0,6 Mpa 100oC 1,1 m3 1400 m3 90oC 1400 m3 80oC
40
Tabel 4.3 Peralatan Proses Washing Area (Lanjutan) No Nama Alat 8 1stpost O2 wash press pressate tank 421T029 9 2nd post O2 wash press pressate tank 421T013 10 Oxygen blow tank
Fungsi Menampung filtrat yang dihasilkan pada proses press washing pertama setelah proses delignifikasi dengan oksigen Menampung filtrat yang dihasilkan pada proses press washing kedua setelah proses delignifikasi dengan oksigen
Spesifikasi Volume 800 m3 Temperatur 80oC Volume 790 m3 Temperatur 90oC
Menampung oksigen yang digunakan pada Volume 570 m3 proses delignifikasi dengan oksigen Temperatur 90oC
Tabel 4.4 Peralatan Proses Bleaching Area (Erissa, 2012) No Nama Alat Fungsi Spesifikasi 1 Unbleached HD Tower Menampung pulp yang telah Volume 431T030 melewati area washing Temperatur 2 Pre-tower D0 431T001, D1 Menambah waktu retensi Volume 431T004 &431T005 dan pemutihan pulp pada Main Temperatur D2 431T008 &431T009 Tower D0, D1, dan D2 3 Main tower D0 431T002, Tempat berlangsungnya Volume D1 431T007, dan 431T010 proses pemutihan pulp tahap Temperatur D0, D1, dan D2 4 Pre Tower EO 431T003 Menambah waktu retensi Volume proses pemutihan di Main Temperatur Tower tahap EOP 5 Main tower EO 431T004 Tempat berlangsungnya Volume proses pemutihan pulp tahap Temperatur EOP 6 Pressate tank D0 431T014, Menampung cairan sisa dari Volume EOP 431T015, D1 proses pemutihan tahap D0, Temperatur 431T016, dan D2 431T017 EOP, D1, dan D2 7 Bleach HD Tower 431T034 Menampung pulp yang telah Volume melewati area bleaching Temperatur
8000 m3 100oC 855 m3 100oC 2090 m3 100oC 855 m3 100oC 1858 m3 75oC 310 m3 80oC 8000 m3 100oC
41
BAB V SISTEM UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH V.1. Utilitas Kebutuhan energi dan sumber daya baik untuk operasional pabrik maupun komplek perumahan disediakan secara mandiri oleh PT RAPP business unit PT Riau Prima Energi. Secara garis besar, unit utilitas di PT Riau Prima Energi terbagi menjadi tiga, yakni unit penyediaan air, unit pembangkitan steam, dan unit pembangkitan listrik. V.1.1 Unit Penyediaan Air Kebutuhan air baik untuk operasional pabrik maupun perumahan disediakan oleh unit raw water treatment yang merupakan area dari power island. Unit ini bertugas untuk menyediakan air proses, air domestic, dan air demineralisasi untuk umpan boiler. Semua kebutuhan air bersumber dari Sungai Kampar Kiri. Pemompaan water intake air ke area raw water treatment menggunakan pompa sentrifugal bertekanan tinggi. Air tersebut dipompakan kedalam suatu bak dimana akan dilakukan conditioning dengan maksud untuk menyaring sampah-sampah yang berukuran besar. Skema pengolahan air mentah menjadi air proses di PT RAPP disajikan pada Gambar 5.1. Karakteristik air proses yang dihasilkan di PT RAPP disajikan pada Tabel 5.2 PAC and CAUSTIC
RAW WATER
Cascade Aerator
Reactifier Clarifier
Sand Filter Bed
Water Basin
PROCESS WATER
Gambar 5.1 Skema Pengolahan Air di PT RAPP (Erissa, 2012) Pengolahan air sungai menjadi air siap pakai terbagi ke dalam 3 tahap berikut : a. Cascade Aerator Pada unit ini, air dikontakkan dengan udara dengan maksud mengendapkan larutan besi yang ada di dalam air. Udara bertujuan untuk mengoksidasi besi yang larut menjadi ferrit yang akan terendapkan di dalam air. b. Reactifier Clarifier Pada unit ini, air ditambahkan senyawa-senyawa kimia tertentu dengan maksud mengendapkan flock yang terdapat di dalam air. Senyawa-senyawa kimia yang digunakan pada PT RAPP adalah soda kaustik (NaOH) dan PAC (Poli Aluminium Klorida). PAC merupakan polimer sintetik yang larut dan bereaksi dengan air. PAC bereaksi dengan air membentuk aluminium poli-hidroksida yang mengendap dalam bentuk floc. Floc ini kemudian mengendap dan 42
mengadsorpsi kotoran-kotoran yang terdapat di dalam air, sehingga keduanya dapat diangkat secara bersamaan dengan mudah. Setelah proses ini, air akan berubah menjadi jernih dan memiliki pH sekitar 4,5. Untuk menetralkan air tersebut, ditambahkanlah kaustik. Selain itu, kaustik juga berguna untuk mengondisikan air agar proses koagulasi dengan PAC menjadi optimum (pH 5,5 – 6,5). Hypochlorit juga ditambahkan ke dalam air untuk membunuh alga dan bakteri yang terdapat di dalam air. Floc yang terbentuk di tahap ini kemudian disaring pada unit selanjutnya, Sand Filter Bed. Spesifikasi Reactifier Clarifier yang terdapat di PT RAPP disajikan pada Tabel 5.1 Tabel 5.1 Spesifikasi Reactifier Clarifier di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Spesifikasi Reactifier Clarifier Jumlah unit 4 Kapasitas 4320 m3/jam Ukuran 56,4 m diameter x 5,54 m tinggi Manufaktur Ion Exchange, India c. Sand Filter Bed Sand Filter Bed adalah suatu unit penyaringan flock yang berasal dari reactifier clarifier. Unit ini menggunakan karbon dan pasir sebagai media penyaring. Flock yang tidak mengendap di unit reactifier clarifier akan terbawa menuju sand filter bed dan tertahan di atas pasir dan karbon. Karbon yang terdapat di dalam media penyaring juga berfungsi sebagai penetralisir bahan-bahan kimia yang terdapat di dalam air. Air jernih yang lolos melalui sand filter bed selanjutnya terkumpul pada suatu reservoir tank untuk kemudian didistribusikan. Regenerasi sand filter bed dilakukan dengan metode high pressure back wash, dimana cairan pembersih bertekanan tinggi dialirkan menuju sand filter bed , sehingga flock-flock yang menempel pada saringan tersebut akan terbongkar. Aliran backwash ini akan dialirkan kembali menuju Reactifier Clarifier #3. Tabel 5.2 Karakteristik Air Proses di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Parameter Air Proses pH 6,8-7,2 Turbiditas (NTU) 1 Residual Cl2 (mg/L) 0,2-0,5 Al (mg/L) 0,1 Warna (PtCo) 10 Permanganat number (mg/L) 10 Ca Hardness (mg/L) 50 Sementara itu, untuk kebutuhan umpan boiler, perlu dilakukan pengolahan lebih lanjut agar air proses yang terdapat di dalam water basindapat digunakan. Pengolahan lebih lanjut dilakukan di bagian boiler feed water yang terdapat di area power island . Pengolahan lanjut ini dilakukan guna menghilangkan ion-ion yang terkandung di dalam air, sehingga sesuai untuk air umpan boiler. Skema pengolahan air proses menjadi air demineralisasi di PT RAPP disajikan pada Gambar 5.2. 43
PROCESS WATER
ACF
SAC
Degasser
DEMIN WATER
SBA
Demin Tank
Gambar 5.2 Skema Pengolahan Air Demineralisasi di PT RAPP (Erissa, 2012) Pengolahan lanjut ini menghasilkan air demineralisasi, yang terbagi menjadi beberapa tahap, yakni : a. Activated Carbon Filter (ACF), proses ini merupakan proses lebih lanjut dari proses sand filter bed dimana pada proses ini dilakukan penghilangan bau dan warna. Karbon aktif digunakan untuk menghilangkan sedimen, komponen organik volatil, rasa, dan bau dari air. b. Strong Acid Cation (SAC), merupakan resin yang beroperasi dengan siklus H, dimana resin jenis ini menmpertukarkan kation-kation logam yang larut di dalam air sseperti Fe2+, Na2+,Mg2+, dan Ca2+ dengan ion H+ yang berikatan dengan resin. Ion H+ tersebut akan membentuk asam-asam seperti HCl, H2SO4, dan H2CO3 dengan anion-anion yang terdapat di dalam air. Regenerasi resin ini dilakukan dengan pengaliran asam kuat seperti HCl dan H2SO4 secara backwash, sehingga kation logam yang berikatan dengan resin akan membentuk garam. c. Degasser, merupakan proses penghilangan gas-gas korosif yang larut dalam air, terutama O2 dan CO2 d. Strong Base Anion (SBA), resin jenis ini berfungsi untuk menghilangkan asamasam yang terkandung di dalam air akibat proses di SAC. Prinsip kerjanya adalah dengan mereaksikan ion OH- yang berikatan dengan resin dengan kation asamasam yang larut di dalam air, sehingga pada akhirnya dihasilkan air. Anion asam yang terdapat di dalam air akan diikat oleh resin. Pada saat regenerasi, basa kuat dialirkan secara backwash, sehingga anion asam yang berikatan dengan resin ditukarkan dan membentuk garam e. Demin Tank, merupakan tempat penampungan akhir air demineralisasi yang siap dikirim ke boiler Karakteristik air demineralisasi yang dihasilkan di PT RAPP disajikan pada Tabel 5.3 Tabel 5.3 Karakteristik Air Demineralisasi di PT RAPP (Fuad, 1998) Parameter Air Demineralisasi pH 5,5-7,0 Konduktivitas (μS/cm) ≤ 1,0 Silika (μg/L) ≤ 20 Cu (μg/L) ≤3 Fe (μg/L) ≤ 0,02 DO (μg/L) ≤7 DEHA (μg/L) 60-150 44
V.1.2 Unit Pembangkitan Steam Steam yang dibangkitkan di PT. Riau Prima Energi berasal dari dua jenis boiler yakni recovery boiler dan power boiler.Kedua jenis boiler tersebut sama-sama menghasilkan high pressure steam. Mekanisme pembangkitan steam melalui kedua jenis boiler ini adalah sebagai berikut : a. Recovery Boiler PT Riau Prima Energi memilki empat unit recovery boiler dengan total steam yang dihasilkan sebanyak 60045 ton/hari. Unit recovery boiler menggunakan heavy black liquor sebagai bahan bakar. Heavy black liquor merupakan weak black liquor yang telah dipekatkan melalui evaporator. Pemekatan ini bertujuan agar kandungan organik di dalam black liquor dapat dibakar dan rugi-rugi panas melalui moisture loss dapat diminimalisasi. Spesifikasi keempat unit recovery boiler di PT RAPP disajikan pada Tabel 5.4 Tabel 5.4 Spesifikasi Unit Recovery Boiler di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Spesifikasi Solid Firing Capacity (tons of dry solids / day) Laju Steam (kg/s) Tekanan Steam (Bar) Temperatur Steam (oC) Perusahaan Manufaktur Commisioning b. Power Boiler
RB-1 4070
RB-2 4070
RB-3 4070
RB-5 7000
170 84 480 Tampella 1993
170 84 480 Kvaerner 1999
170 84 480 Kvaerner 2001
271,4 84 480 Metso 2009
PT Riau Prima Energi memiliki tiga unit power boiler dengan total steam yang dihasilkan mencapai 17346 ton/hari. Unit ini menggunakan kulit kayu dan fines, batu bara, dan sludge sebagai bahan bakarnya. Kulit kayu dan fines yang digunakan berasal dari area chip screening, sementara batu bara bersumber dari deposit batu bara yang dimiliki oleh PT RAPP. Sementara itu sludgeyang digunakan berasal dari unit pengolahan limbah. Spesifikasi ketiga unit power boiler di PT RAPP disajikan pada Tabel 5.5 Tabel 5.5 Spesifikasi Unit Power Boiler di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Spesifikasi PB-1 PB-2 PB-3 Laju Steam (ton/jam) 241,9 486 651 Bahan Bakar Kulit kayu, minyak Kulit kayu dan Batu Kulit kayu dan berat, Peat bara batu bara Tekanan Steam (Bar) 84 140 140 Temperatur Steam 480 540 540 o ( C) Perusahaan Outokompu Foster Wheeler Kvaerner Manufaktur Ecoenergy Commisioning 1993 1998 2006 45
Steam yang berasal dari kedua jenis boiler ini dialirkan menuju unit pembangitan listrik, dimana high pressure steam yang dihasilkan akan mengalami penurunan tekanan menjadi medium pressure steam dan low pressure steamdikarenakan penggunaannya untuk menggerakkan turbine generator. Spesifikasi dan fungsi ketiga jenis steam tersebut pada PT RAPP disajikan pada Tabel 5.6 Tabel 5.6 Karakteristik dan Fungsi Steam di PT RAPP (Erissa, 2012) Steam Tekanan (bar) Temperatur Fungsi (oC) HP Steam 83-84 480 Membangkitkan listrik pada turbine generator MP Steam 11 200 Memanaskan dan mensirkulasi digester pada proses pemasakan chip. LP Steam 3,5 150 Menjejalkan chip pada digester saat proses pengisian chip ke dalam digester V.1.3 Unit Pembangkitan Listrik Penyediaan listrik di PT RAPP ditangani oleh unit bisnis PT Riau Prima Energi. Unit pembangkitan listrik di PT RAPP terbagi menjadi dua, yaitu unit steam turbines sebagai pembangkit listrik utama dan unit diesel generator dan gas turbines sebagai pembangkit listrik cadangan (standby unit). V.1.3.1 Unit Pembangkit Listrik Utama PT Riau Prima Energi menggunakan turbine generator yang digerakkan oleh high pressure steam yang dihasilkan oleh unit pembangkitan steam . Terdapat dua jenis turbin yang digunakan oleh PT Riau Prima Energi, yaitu back pressure turbine dan condensing extract turbine. PT Riau Prima Energi mampu membangkitkan listrik sebesar 535 MW dari tujuh unit turbine generator yang dimilikinya untuk keperluan operasional pabrik dan perumahan. Distribusi listrik yang dihasilkan unit ini disajikan pada Tabel 2.6. Spesifikasi ketujuh turbine generator di PT RAPP disajikan pada Tabel 5.7. Tabel 5.7 Spesifikasi Turbine Generator di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Spesifikasi TG-1 TG-2 TG-3 TG-4 Tipe Fully Back Pressure Back Pressure Back Pressure Condensing (two bleeding) (two bleeding) (two bleeding) Manufaktur Mitsubishi Mitsubishi Mitsubishi ABB Kapasitas 27,5 53,8 53,8 100 (MW) Tekanan Steam 82 82 82 82 (Bar) Temperatur 477 477 477 477 Steam (oC) Commisioning 1993 1993 1993 1998 46
Tabel 5.7 Spesifikasi Turbine Generator di PT RAPP (lanjutan) Spesifikasi TG-5 TG-6 TG-7 Tipe Condensing Turbine Back Pressure (two Condensing (one extractive at 4,75 bleeding) turbine(two bar) bleeding) Manufaktur ABB ABB Siemens Kapasitas (MW) 100 100 100 Tekanan Steam 138 82 138 (Bar) Temperatur 538 477 538 Steam (oC) Commisioning 1999 2002 2008
V.1.3.2 Unit Pembangkit Listrik Cadangan Unit ini berfungsi sebagai pembangkit listrik cadangan apabila pembangkit listrik utama mati. Unit ini membangkitkan listrik melalui dua jenis alat, yaitu generator berbahan bakar diesel dan turbin gas. Jumlah unit dan daya yang dihasilkan oleh kedua alat tersebut disajikan pada Tabel 5.8. Tabel 5.8 Jumlah Unit dan Kapasitas Generator Diesel dan Turbin Gas PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Spesifikasi Generator Diesel Turbin Gas Jumlah Unit 2 3 Kapasitas (MW) @1,02 @4,2 Sementara itu, kebutuhan udara bertekanan untuk menggerakkan turbin gas dalam rangka pembangkitan listrik dipenuhi oleh PT Riau Prima Energi melalui 8 unit kompresor udara buatan Atlas Copco, Belgia. Spesifikasi kompresor udara tersebut disajikan pada Tabel 5.9. Tabel 5.9 Spesifikasi Kompresor Udara di PT RAPP (APRIL Learning Institute, 2012) Spesifikasi
Nilai
Tekanan absolut udara inlet (bar) Kelembapan udara relatif (%) Temperatur udara inlet (oC) Temperatur air pendingin inlet (oC)
1 0 20 20
V.2. Pengolahan Limbah Hampir seluruh limbah di PT RAPP dimanfaatkan kembali untuk keperluan proses produksi pulp. Umumnya, limbah-limbah tersebut dimanfaatkan kembali melalui chemical recovery ataupun digunakan sebagai bahan bakar untuk keperluan pembangkitan steam. 47
V.2.1 Limbah Weak Black Liquor Limbah weak black liquor merupakan sisa pemasakan dan pencucian pulppada digesting area dan washing area. Karakteristik limbah ini disajikan pada Tabel 5.10 Tabel 5.10 Karakteristik Weak Black Liquor di PT RAPP (Erissa, 2012) Variabel Weak Black Liquor Solid Content (%) 16,54 pH 12,8 Nilai Panas (kcal/kg) 3045 Sementara itu, kandungan yang terdapat dalam padatan pada weak black liquor disajikan pada Tabel 5.11 Tabel 5.11 Komposisi Padatan pada Weak Black Liquor (Fuad, 1998) Senyawa Kimia Kandungan (%massa) Na2O 31,4 Sulfur 3,20 Hidrogen 3,36 Karbon 28 Abu 33,43 SiO2 0,181 Fe2O3 0,06 Al2O3 0,018 CaO 0,055 MgO 0,03 Sludge 0,34 Limbah weak black liquor tersebut perlu dipekatkan agar kandungan zat organiknya dapat dibakar pada recovery boiler. Pemekatan tersebut dilakukan pada unit multi effect evaporator. PT RAPP memiliki 4 unit evaporator.. Setelah mengalami pemekatan, solid content dari weak black liquor dapat mencapai 70-72% sehingga menjadi heavy black liquor. Heavy black liquor inilah yang kemudian dijadikan bahan bakar recovery boiler untuk pembangkitan steam. Kandungan mineral anorganik sisa pembakaran pada recovery boiler berupa lelehan (smelt) kemudian dikirimkan menuju unit rekostisasi. Pada unit ini, lelehan anorganik dicmapurkan ke dalam dissolving tank untuk dicampurkan dengan weak green liquor. Campuran ini kemudian dijernihkan dan direaksikan dengan kapur (CaO) untuk membentuk white liquor. White liquor ini kemudian dijernihkan dengan memisahkan lumpur kapur (CaCO3), sehingga white liquor siap dikirim ke white liquor tank untuk proses pemasakan. Lumpur kapur yang terpisahkan kemudian dikalsinasi pada unit lime kiln untuk membentuk kapur yang dapat digunakan kembali untuk proses rekostisasi. V.2.2 Limbah Kulit Kayu dan Fines Limbah jenis ini dihasilkan dari woodyard and chip screening area. Kedua jenis limbah ini dimanfaatkan sebagai bahan bakar power boiler untuk keperluan pembangkitan steam. V.2.3 Limbah Cair Lainnya 48
Seluruh limbah cair yang dihasilkan PT RAPP ditampung di dalam bucket screen untuk pemrosesan lebih lanjut. Bucket screen bertujuan untuk memisahkan limbah padat dengan limbah cairnya, dimana pada PT RAPP, hanya limbah cair yang akan diproses. Dari bucket screen, limbah cair dialirkan menuju primary clarifier dimana akan terjadi dua aliran. Suhu aliran tersebut 52-55oC. Prinsip kerja primary clarifier ini adalah dengan sedimentasi, dimana underflow berupa slurry akan diproses pada sludge handling. Slurry pada sludge handling dihilangkan air dan sisa limbah yang melekat padanya. Sludge dari sludge handling kemudian akan dialirkan menuju unit power boiler, sebagai bahan bakar boiler untuk keperluan pembangkitan steam. Overflow pada primary clarifier kemudian dialirkan menuju equalition basin. Hal ini dilakukan agar penurunan temperatur dan penghilangan efluen tetap merata dan tidak ada endapan yang terbentuk. Selanjutnya, limbah dialirkan menuju neutralizing tank, dimana limbah akan dinetralisir dengan penambahan HCl ataupun NaOH. Limbah kemudian dialirkan ke cooling tower, dimana suhunya diturunkan hingga 32 sampai 37oC, setelah itu dilakukan penambahan defoamer untuk menghilangkan busa dan pemberian nutrient berupa urea dan DAP yang dilakukan melalui pemompaan. Tujuan pemberian nutrient adalah agar mikroba dapat tumbuh untuk menghilangkan kadar TSS, pH, dan COD. Keluar dari cooling tower, air masuk ke aeration basin dimana aerator akan menghasilkan gelembung udara untuk menumbuhkan bakteri yang bertujuan untuk menurunkan COD dari limbah tersebut. Selanjutnya dari aeration basin, limbah dialirkan menuju distribution well yang berungsi untuk mendistribusikan limbah tersebut ke empat buah secondary clarifier.Secondary clarifier merupakan tahap terakhir pengolahan efluen di PT RAPP. Over flow dari clarifier ini dapat langsung dibuang ke Sungai Kampar, namun under flow dari efluen ini perlu dikembalikan ke sludge handling untuk diproses ulang. Skema pengolahan limbah di PT RAPP ditampilkan pada Gambar 5.3. Karakteristik air limbah hasil pengolahan limbah yang siap dibuang ke Sungai Kampar disajikan pada tabel 5.12
EFLUEN
Bucket Screen
Primary Clarifier
OVERFLOW
Equalitition Basin
UNDERFLOW
SOLID to LANDFILL
Sludge Handling Neutralizing Tank
HCL/NAOH
SLUDGE to PB UNDERFLOW
OVERFLOW to KAMPAR RIVER
Secondary Clarifier
Aeration tank
Cooling Tower
UREA DAP DEFOAMER
Gambar 5.3 Skema Pengolahan Efluen di PT RAPP (Erissa, 2012)
49
Tabel 5.12 Karakteristik Air Limbah Hasil Pengolahan di PT RAPP (Erissa, 2012) Parameter Nilai pH 6,0-8,0 Warna (ptco) <500 COD (ppm) 175
50
BAB VI LOKASI PABRIK, TATA LETAK PABRIK, ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN VI.1 Lokasi Pabrik PT Riau Andalan Pulp & Paper berlokasi di Pangkalan Kerinci, Kabupaten Pelalawan Propinsi Riau.Lokasi ini berjarak sekitar 50 km dari ibukota Riau Pekanbaru.PT Riau Andalan Pulp & Paper ini juga terletak di dekat sungai, sungai terdekat (Sungai Kampar) berada kurang lebih 4 kilometer dari lokasi pabrik. Disamping itu PT Riau Andalan Pulp & Paper juga memiliki pelabuhan sendiri didaerah Buaran dan Futong yang berjarak kurang lebih 40 kilometer dari pabrik dan digunakan sebagai pelabuhan utama dalam proses pengiriman produk ke konsumen di seluruh dunia. Lokasi PT RAPP memberikan beberapa keuntungan, antara lain :
Proses transportasi produk dapat melalui Sungai Kampar, dimana sungai ini berhubungan langsung ke perairan internasional
Sumber bahan baku kayu relatif dekat, karena di daerah Pelalawan sampai Pekanbaru masih merupakan daerah perkebunan
Sumber air pendingin dapat diambil dari Sungai Kampar
Air yang sudah diolah pada water treatment plant dapat dibuang langsung ke Sungai Kampar
VI.2 Tata letak dan Denah Pabrik PT Riau Andalan Pulp & Paper terletak di lahan seluas 1750 hektar yang diisi oleh perumahan karyawan, empat perusahaan pendukung dan empat pabrik yang terintegrasi satu sama lain. Riau Pulp (RPL) merupakan perusahan dan pabrik pendukung RAPP yang produksi utamanya adalah pulp dimana sebagian pulp dari RPL akan dikirim ke RAK (Riau Andalan Kertas) untuk dijadikan kertas dan sebagian lagi dijual dalam bentuk pulp. RAK merupakan perusahaan dan pabrik pendukung RAPP yang bertugas untuk mengolah pulp basah dari RPL menjadi kertas siap jual.RPE (Riau Prima Energi) merupakanperusahaan dan pabrik penghasil listrik dan air untuk keperluan pabrik dan perumahan di dalam pabrik. Riau fiber merupakan perusahaan yang bertugas dalam pengelolaan perkebunan kayu dan HPH yang diberikan pemerintah daerah untuk menghasilkan kayu sebagai bahan baku pabrik. Chemical Plant merupakan pabrik pendukung yang berfungsi untuk menghasilkan bahan-bahan kimia yang digunakan sebagai bahan dasar proses dalam pabrik. Denah dan letak PT.RAPP diberikan dalam Gambar 6.1 dan Gambar 6.2
51
Gambar 6.1 Gambar Pabrik PT. RAPP dilihat dari ketinggian (Erissa, 2012)
Gambar 6.2 Lokasi PT. RAPP pada Peta (www.mongabay.co.id)
52
VI.3 Manajemen Perusahaan a. Struktur Organisasi PT RAPP
Gambar 6.3 Struktur Organisasi PT. RAPP (APRIL Learning Institute, 2012)
53
b. Struktur Organisasi Fiberline Dept.
Fiberline Dept. Head
Fiberline 1 Area Head
Fiberline 2 Area Head
Fiberline 3 Area Head
Team Leader A
Team Leader B
Team Leader C
Team Leader D
DCS Operator
DCS Operator
DCS Operator
DCS Operator
Field Operator
Field Operator
Field Operator
Field Operator
Process Engineer and Process Specialist
Gambar 6.4 Struktur Organisasi Fiberline Dept. (APRIL Learning Institute, 2012)
54
c. Peraturan Kerja Karyawan yang bekerja di PT RAPP terbagi menjadi karyawan kerja shift dan karyawan kerja reguler. Karyawan kerja reguler adalah karyawan yang bekerja pada bagian yang tidak berhubungan langsung dengan proses produksi pulp, sedangkan karyawan kerja shift adalah karyawan yang berhubungan langsung dengan proses produksi pulp. Karyawan kerja shift dibagi menjadi empat tim, yaitu A, B, C, dan D. Sistem kerja karyawan kerja shift adalah tiga hari kerja dan satu hari libur. Waktu kerja karyawan kerja shift adalah delapan jam untuk setiap shift dengan pembagian waktu sebagai berikut:
Shift pagi
: 07.00 – 15.00
Shift siang
: 15.00 – 23.00
Shift malam
: 23.00 – 07.00
Waktu kerja karyawan kerja reguler adalah sebagai berikut:
Senin – Kamis : 07.00 – 16.00 dengan jam istirahat 11.30 – 13.00 untuk karyawan yang berhubungan dengan technical (process and maintenance) dan 08.00 – 17.00 dengan jam istirahat 12.00 – 13.30 untuk karyawan yang bekerja di office
Jumat : 07.00 – 16.00 dengan jam istirahat 11.30 – 13.30 untuk karyawan yang berhubungan dengan technical (process and maintenance) dan 08.00 – 17.00 dengan jam istirahat 11.30 – 13.30 untuk karyawan yang bekerja di office
Sabtu : 07.00-11.00 untuk karyawan yang berhubungan dengan technical (process and maintenance) dan 08.00-12.00 untuk karyawan yang bekerja di office. Jatah masuk untuk hari sabtu digilir 2 minggu sekali
Minggu : Libur
55
BAB VII PROSPEK/JENJANG KARIER INSINYUR KIMIA DI PERUSAHAAN VII.1. Struktur Organisasi Process Engineering (PE) di PT RAPP Seorang process engineer di PT RAPP umumnya berada ditempatkan di bagian produksi, dimana disana ia berada langsung dibawah seorang area head (Superintendent). Dalam keberjalanannya, seorang PE akan bekerjasama dengan seorang process specialist (Supervisor) dan para operator untuk melaksanakan tugasnya. Contoh struktur organisasi seorang PE di Fiberline Departement disajikan dalam Gambar 7.1
Fiberline Dept. Head
Fiberline 1 Area Head
Fiberline 2 Area Head
Fiberline 3 Area Head
Team Leader A
Team Leader B
Team Leader C
Team Leader D
DCS Operator
DCS Operator
DCS Operator
DCS Operator
Field Operator
Field Operator
Field Operator
Field Operator
Process Engineer and Process Specialist
Gambar 7.1 Struktur Organisasi PE di Fiberline Departement (APRIL Learning Institute, 2012) 56
Seorang PE bertugas untuk memastikan proses berjalan sesuai dengan yang diharapkan. PE diharapkan dapat melaporkan masalah masaalah yang terjadi selama proses produksi. Tugas seorang Process Engineer di PT RAPP meliputi :
Melaporkan keberjalanan proses produksi harian, mencakup konsumsi bahan baku dan total produksi hari itu.
Melaporkan kegagalan-kegagalan yang terjadi dalam rangka pencapaian targetjumlah produksi.
Menyelesaikan masalah-masalah teknis harian yang bersifat kontinyu bersama-sama dengan operator dan specialist.
Memberikan pengarahan serta saran kepada bagian operasi dalam hal perbaikan maupun hal yang bersifat perubahan agar tercapainya kondisi proses dan kerja yang efisien dan produktif.
Melakukan modifikasi proses apabila dibutuhkan, sehingga produksi dapat terus berjalan dalam rangka pemenuhan target jumlah produksi.
Seorang PE bergabung di PT RAPP melalui jalur Graduate Trainee (GT), dimana selama 1 tahun, seorang sarjana teknik kimia bersama sarjana-sarjana lain yang baru bergabung diberikan pelatihan guna memberikan skill yang dibutuhkan selama bekerja di PT RAPP. Adapun program tersebut meliputi: 1. Foundational and Mill Overview Pada tahap ini, insinyur kimia yang baru bergabung diberikan dasar-dasar dalam proses pembuatan pulp dan kertas di PT RAPP. Tahap ini meliputi pengajaran langsung di kelas dan orientasi ke lapangan (mill overview) secara keseluruhan proses produksi pulp dan kertas di PT RAPP. Tahap ini dilaksanakan selama 1,5 bulan. 2. Core and On the Job Training Pada tahap ini, insinyur kimia akan ditempatkan di departemen tempat dimana ia akan bekerja. Disini, insinyur kimia tersebut akan langsung turun ke lapangan dimana ia akan mengaplikasikan keilmuan yang telah diperoleh di bangku kuliah terhadap permasalahan-permasalahan yang terjadi di departemennya. Tahap ini berlangsung selama 4,5 bulan 3. Job Assesment Tahap terakhir dari program GT, dimana insinyur kimia merancang suatu proyek dalam rangka memberikan improvement terhadap proses produksi yang sedang berjalan. Proyek tersebut didasarkan kepada permasalahan-permasalahan produksi aktual yang terjadi di lapangan yang dia amati selama tahap on the job training. Tahap ini berlangsung selama 6 bulan, dimana di akhir tahap ini, seorang trainee harus mempresentasikan hasil proyeknya kepada pimpinan departemennya.
57
BAB VIII KESIMPULAN Kesimpulan yang diperoleh dari pelaksanaan kerja praktek di PT RAPP adalah: 1. PT RAPP memproduksi pulp dengan kapasitas produksi 2,7 juta ton/tahun dan kertas dengan kapasitas produksi 876 ribu ton/tahun. 2. Produk yang dihasilkan PT RAPP, yaitu:
Produk pulp:
Lembaran pulp jenis Akasia
Lembaran pulp jenis Mix Hardwood
Cut Size dengan Merk Dagang PaperOne™
Folio Sheet
Customer rolls
Prooduk kertas:
3. Proses produksi pulp di PT RAPP terbagi menjadi dua, yaitu:
Proses produksi pulp, terbagi menjadi 4 tahap yaitu wood preparation and chip production, digesting, washing, bleaching.
Proses pengeringan pulp.
58
DAFTAR PUSTAKA APRIL Learning Institute, “Presentation for New Employee Orientation”, Riau Andalan Pulp and Paper, Pangkalan Kerinci. 2012 Fuad, Uwan, “Introduction to Pulp and Paper Technology”, Raja Garuda Mas Internasional, Riau, 1998. Erissa, Hesty, Meldha, Zuqni, “Perhitungan Mass Balance pada Unit Digester Fiberline #3 dan Washing Fiberline #2 di PT Riau Andalan Pulp and Paper”, Laporan Kerja Praktek, Universitas Riau, 2012. Technical Departement , “ Fiberline Department Daily Technical Report”, Riau Andalan Pulp and Paper, Pangkalan Kerinci, 2014. www.mongabay.co.id, diakses pada tanggal 13 Agustus 2014.
59
1
TK- 4090 KERJA PRAKTEK
EVALUASI PERFORMANCE DIGESTER PADA FIBERLINE #1
LAPORAN TUGAS KHUSUS
KERJA PRAKTEK DI PT RIAU ANDALAN PULP AND PAPER PANGKALAN KERINCI – RIAU
Oleh: Pratama Istiadi (13011048)
Pembimbing: Prof. Dr. Tjandra Setiadi Radar Herri Dalimunthe, S.T., M.Eng.
SEMESTER I 2014/2015 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG ii
i
DAFTAR ISI DAFTAR ISI ................................................................................................................................... ii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................................... iv DAFTAR TABEL ........................................................................................................................... v BAB I .............................................................................................................................................. 1 PENDAHULUAN ........................................................................................................................... 1 I.1. Latar Belakang ...................................................................................................................... 1 I.2. Permasalahan ......................................................................................................................... 1 I.3. Tujuan.................................................................................................................................... 1 BAB II ............................................................................................................................................. 2 TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................................................. 2 II.1. Kraft Pulping ....................................................................................................................... 2 II.2. Digester Batch ...................................................................................................................... 4 II.2.1 Komponen Digester Batch......................................................................................... 4 II.2.2 Proses Produksi Pulp SuperBatch ............................................................................. 5 II.3 Neraca Massa ........................................................................................................................ 7 II.3.1 Liquor Balance .......................................................................................................... 7 BAB III ............................................................................................................................................ 8 IDENTIFIKASI MASALAH DAN METODOLOGI PENYELESAIAN...................................... 8 III.1 Identifikasi Masalah ............................................................................................................ 8 III.2 Metodologi Penyelesaian ..................................................................................................... 9 III.2.1 Asumsi-Asumsi yang Digunakan ............................................................................. 9 BAB IV ......................................................................................................................................... 10 PEMBAHASAN ........................................................................................................................... 10 IV.1 Liquor Balance Digester #2, #4, dan #10 .......................................................................... 10 IV.2 Evaluasi Tahap Pengisian Chip ......................................................................................... 17 IV.3 Evaluasi Kinerja Load Cell ............................................................................................... 20 BAB V ........................................................................................................................................... 23 KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................................................... 23 V.1. Kesimpulan ........................................................................................................................ 23 V.2. Saran .................................................................................................................................. 23 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................... 24 LAMPIRAN A .............................................................................................................................. 25 ii
CONTOH PERHITUNGAN ......................................................................................................... 25 A.1. Perhitungan Liquor Balance Tahap Impregnasi ................................................................ 25 A.2. Perhitungan Liquor Balance Tahap HBL Filling .............................................................. 25 A.3. Perhitungan Liquor Balance Tahap HWL Filling ............................................................. 26 A.4. Perhitungan Liquor Balance Tahap Displacement ............................................................ 26 A.5. Perhitungan Liquor Balance Tahap Discharge ................................................................. 27 A.6. Perhitungan Chip Maksimum di dalam Digester............................................................... 27 A.7. Perhitungan Durasi Tahap Chip Filling Teoritis ............................................................... 28
iii
DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1 Skema Evaluasi Performa Fiberline 1........................................................................ 8 Gambar 3.2 Skema Metodologi Penyelesaian Tugas Khusus ......................................................... 9 Gambar 4.1 Skema Tahap Impregnasi .......................................................................................... 11 Gambar 4.2 Skema Tahap HBL Filling ........................................................................................ 12 Gambar 4.3 Skema Tahap HWL Filling ....................................................................................... 14 Gambar 4.4 Skema Tahap Displacement ...................................................................................... 15 Gambar 4.5 Skema Tahap Discharge ........................................................................................... 16 Gambar 4.6 Skema Tahap Pengisian Chip .................................................................................... 17 Gambar 4.7 Profil level chip di dalam chip silo 10-11 Juli 2014 (Fiberline Dept., 2014) ............ 19 Gambar 4.8 Profil level chip di dalam chip silo 19-20 Juli 2014 (Fiberline Dept., 2014) ............ 19 Gambar 4.9 Pembacaan Massa Chip oleh Load Cell Digester #4 dan #10 13-14 Juli 2014 (Fiberline Dept., 2014) .................................................................................................................. 21 Gambar 4.10 Pembacaan Massa Chip oleh Load Cell Digester #4 dan #10 19-20 Juli 2014 (Fiberline Dept., 2014) .................................................................................................................. 21 Gambar A.1 Skema Liquor Balance Tahap Impregnasi ............................................................... 25 Gambar A.2 Skema Liquor Balance Tahap HBL filling ............................................................... 25 Gambar A.3 Skema Liquor Balance Tahap HWL Filling ............................................................ 26 Gambar A.4 Skema Liquor Balance Tahap Displacement ........................................................... 27 Gambar A.5 Skema Liquor Balance Tahap Discharge................................................................. 27
iv
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Performa Pemasakan di Fiberline 1 (Fiberline Dept., 2014) .......................................... 1 Tabel 4.1 Performa Digester dan Parameternya yang bermasalah (Fiberline Dept., 2014) .......... 10 Tabel 4.2 Data Laju Alir Tahap Impregnasi (Fiberline Dept., 2014) ............................................ 11 Tabel 4.3 Data Laju Alir Tahap HBL Filling (Fiberline Dept., 2014) .......................................... 12 Tabel 4.4 Data Laju Alir Aktual Tahap Impregnasi (Fiberline Dept., 2014) ................................ 13 Tabel 4.5 Data Laju Alir Tahap HWL Filling (Fiberline Departement, 2014) ............................. 14 Tabel 4.6 Data Laju Alir pada Tahap Displacement (Fiberline Dept., 2014) ............................... 15 Tabel 4.7 Data Laju Alir pada Tahap Discharge (Fiberline Dept., 2014) .................................... 16 Tabel 4.8 Data Durasi Tahap Pengisian Chip (Fiberline Dept., 2014) ......................................... 18 Tabel 4.9 Profil level chip di Chip Silo (Fiberline Dept., 2014) ................................................... 20 Tabel 4.10 Pembacaan Massa Chip oleh Load Cell pada Digester #4 dan #10 (Fiberline Dept., 2014).............................................................................................................................................. 22
v
BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Proses produksi kertas menggunakan pulp sebagai bahan bakunya. PT RAPP menggunakan proses kraft, dimana chip kayu dimasak dengan white liquor pada sebuah digester sehingga menghasilkan pulp. Digester ini beroperasi dalam mode batch, dimana pengumpanan chip kayu dan pengambilan produk pulp dilakukan secara partaian. Proses pemasakan ini berlangsung melalui beberapa sequences (tahap), dari mulai pengisian bahan baku hingga pengambilan produk. Proses produksi pulp di PT RAPP, dilakukan secara partaian di sejumlah digester. Satu proses partaian terbagi atas beberapa tahap. Setiap tahap memiliki fungsi yang spesifik, dimana input dan output dari setiap tahap berbeda-beda. Input dan output dari setiap tahap tersebut haruslah seimbang, dimana jika terdapat ketidakseimbangan, maka tahap tersebut dapat dinyatakan berjalan sebagaimana mestinya. Maka dari itu, peneracaan massa dari setiap tahap proses produksi pulp menjadi penting, sebagai langkah evaluasi performa digester dalam menjalankan proses produksi pulp. I.2. Permasalahan Proses produksi pulp di RAPP, fiberline 1 memiliki target produksi, yang dinyatakan dalam jumlah pemasakan yang dikerjakan dalam sehari. Dalam satu hari produksi dan dalam keadaan normal (fiberline tidak sedang dalam prosedur start-up ataupun shut down) ditargetkan 75 - 78 pemasakan terselesaikan. Fiberline 1 memiliki 14 unit digester, hal ini berarti diharapkan mampu menyelesaikan 5-6 kali siklus pemasakan. Selama Juli 2014, terdapat 3 hari dimana produksi gagal mencapai targetnya, yakni tanggal 10, 13, dan 19 Juli. Performa pemasakan di fiberline 1 pada tanggal-tanggal tersebut disajikan pada Tabel 1.1 Tabel 1.1 Performa Pemasakan di Fiberline 1 (Fiberline Dept., 2014) Tanggal Pemasakan yang Terselesaikan di Fiberline 1 10 Juli 72 Pemasakan 13 Juli 73 Pemasakan 19 Juli 74 Pemasakan I.3. Tujuan Tujuan dari tugas khusus ini adalah mengevaluasi performa digester pada fiberline 1, melalui penyusunan neraca massa setiap tahap produksi pulp dan melakukan root cause analysis terhadap penyebab penurunan performa pemasakan pada tanggal-tanggal yang bermasalah.
1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Kraft Pulping Pembuatan pulp kraft dilakukan dengan larutan yang terdiri dari natrium hidroksida dan natrium sulfida, yang dinamakan lindi putih. Menurut terminologi digunakan definisidefinisi berikut, dimana semua bahan kimia dihitung sebagai ekuivalen natrium dan dinyatakan sebagai berat NaOH dan Na2O. Alkali total
Semua garam natrium
Alkali yang dapat dititrasi
NaOH + Na2S + Na2CO3
Alkali aktif
NaOH + Na2S
Alkali efektif
NaOH + ½Na2S
Kraft pulping menghasilkan serat pulp yang kuat dalam proses pemasakan dengan menggunakan bahan kimia yang merupakan campuran dari NaOH dan Na2S (lindi putih). Tujuan dari pengolahan kraft (sulfat) pulp adalah untuk memisahkan serat dalam kayu secara kimia dan melarutkan sebagian besar lignin yang terdapat dalam dinding serat atau untuk memasak serpihan kayu sesuai dengan target bilangan kappa.Pemisahan serat terjadi dengan melarutkan lignin yang terdapat di dalam lamela tengah yang berfungsi menyatukan antar serat.Bahan kimia dalam larutan pemasak juga melakukan penetrasi ke dalam dinding serat dan melarutkan lignin yang terdapat di dalam kayu. Proses kraft memiliki beberapa keuntungan, diantaranya :
semua spesies kayu dapat digunakan sebagai bahan baku
prosesnya relatif tidak sensitif terhadap kulit kayu
waktu pemasakan relatif singkat
masalah pitch dalam pulp relatif kecil
pulp lebih kuat
efisien dalam penggunaan kembali bahan kimia dan energi
memiliki hasil samping seperti turpentine dan tall oil yang cukup bernilai
Kandungan NaOH dan Na2S dalam lindi putih akan menyerang lignin dalam proses pemasakan. Keduanya akan terdisosiasi dalam air, sehingga ion hidroksil dari kaustik dan ion hidrosulfida dari Na2S akan menyerng lignin sehingga membentuk lignin terdegradasi, sehinga menyisakan fiber untuk dikonversi menjadi pulp. Mekanisme reaksi dari penyerangan lignin ditunjukkan oleh reaksi sebagai berikut,
2
NaOH Na+ + OHNa2S + H2O NaOH + NaSH Na2S
2Na+ + S2-
S2-+ H2O SH- + OHNa2CO3 + H2O CO32- + H2O OH- + lignin
2 Na+ + CO32- + H2O CO32-+ OH-
lignin terdegradasi
SH-+ lignin lignin terdegradasi Secara umum, mekanisme penyerangan lignin oleh lindi putih adalah sebagai berikut : 1. Terdisosiasinya NaOH dan Na2S menjadi ion natrium dan ion hidroksida. 2. Reaksi antara ion sulfide dengan air sehingga menghasilkan ion hidrosulfida dan ion hidroksida. 3. Penyerangan lignin oleh ion hidroksida dan ion hidrosulfida Mekanisme penyerangan lignin pada proses kraft pulping sangat kompleks. Kehadiran ion SH- meningkatkan kelarutan lignin tanpa meningkatkan kelarutan dari selulosa.Efek keseluruhan dari semua reaksi antara lignin, ion SH-, dan ion OH- adalah polimer lignin diputus menjadi molekul yang lebih kecil. Molekul yang kecil ini tidak lagi berfungsi sebagai perekat dan tertinggal dalam struktur kayu dan akan terlarut dalam larutan pemasak dan terpisah dari serat kayu. Idealnya, hanya lignin yang akan larut di dalam proses kraft pulping, namun terdapat sejumlah selulosa dan hemiselulosa yang ikut bereaksi dengan ion OH- selama pemasakan. Umumnya, sekitar 20% selulosa dan hemiselulosa pada serat kayu akan bereaksi dengan ion OH-. Hemiselulosa terdegradasi lebih cepat dan lebih banyak daripada selulosa, dikarenakan ukuran molekulnya yang lebih kecil dan bercabang serta kadarnya yang lebih tinggi dalam struktur kayu. Terlarutnya selulosa dan hemiselulosa selama proses kraft pulping tidak diinginkan, karena dapat menurunkan yield pulp dalam proses kraft pulping. Umumnya, suatu proses kraft pulping dilaksanakan pada temperatur 155-165 oC (Bajpai, 2012). Hal ini dilakukan agar semua chip dapat termasak secara sempurna. Temperatur ini dijaga agar tidak melebihi 170oC, dikarenakan di atas temperatur tersebut, akan terjadi reaksi hidrolisis alkali. Pada reaksi ini, rantai selulosa dipotong menjadi dua bagian, membentuk gugus akhir baru yang dapat melangsungkan peeling. Peeling merupakan pemisahan satu per satu unit gula pada akhir rantai selulosa dan hemiselulosa. Mekanisme ini tidak diinginkan di dalam proses kraft pulping, karena dapat melarutkan selulosa dalam jumlah besar sehingga berujung menurunkan yield pulp.
3
Ekstraktif merupakan komponen grup non-struktural yang terdapat di dalam kayu. Ekstraktif bukan merupakan komponen dinding sel di dalam kayu (Cole, 2010). Ekstraktif bereaksi dan mengkonsumsi cukup banyak larutan pemasak selama proses kraft pulping. Kebanyakan ektraktif dilarutkan selama pemasakan. Beberapa ekstraktif yang terlarut dapat diolah sebagai hasil samping dari proses kraft seperti minyak tall dan turpentine. Beberapa material dari ekstraktif yang sangat sulit dilarutkan dan tersisa dalam pulp disebut material yang tidak dapat disabunkan (non saponifiables). Selain ekstraktif, tumpukan pitch (getah) yang terdapat dalam kayu juga menimbulkan masalah dalam proses kraft pulping, dimana getah ini dapat menimbulkan kerusakan pada alat-alat proses. Salah satu contoh ekstraktif yang terdapat di dalam kayu ialah ester-ester asam lemak. Asam-asam lemak larut bersama-sama dengan asam-asam resin sebagai garam-garam natrium dalam lindi pemasak. Asam-asam resin nerupakan bahan-bahan pelarut yang efektif yang mempermudah penghilangan asam-asam lemak yang terdapat di dalam kayu. Karena kayu keras tidak mengandung asam-asam resin, maka sabun tall biasanya ditambahkan pada pemasakan untuk mengurangi kandungan ekstraktif dalam pulp akhir sampai tingkat yang cukup rendah sehingga persoalan pengkerakan dapat dicegah. II.2 Digester Batch Secara umum, digester adalah suatu bejana tempat proses pemasakan atau reaksi delignifikasi dari serpihan kayu berlangsung (Fuad, 1998). Dengan penambahan larutan pemasak kimia, panas, dan tekanan maka lignin akan larut dan serpihan kayu diubah menjadi pulp. Digester dirancang untuk tahan terhadap temperatur dan tekanan tinggi, mempunyai volume yang cukup untuk menampung serpihan kayu dan ciran pemasak, memiliki konstruksi yang tahan terhadap korosi dan tidak terpengaruh lingkungan luar, serta mempunyai sistem sirkulasi tekanan dan larutan pemasak. Digester yang digunakan di fiberline 1 memiliki kapasitas 350 m3, dengan volume kosong 60 % apabila terisi chip secara penuh. II.2.1 Komponen Digester Batch Digester untuk produksi pulp secara batch di RAPP memiliki beberapa komponen utama yang memiliki fungsinya masing masing. Komponen-komponen tersebut adalah :
Load Cell, merupakan sensor yang berfungsi untuk mengukur massa chip yang masuk ke dalam digester saat tahap pengisian chip.
Capping Valve, berfungsi untuk mengatur laju chip yang masuk ke dalam digester saat tahap pengisiaan chip
Gamma Ray Height Detector, berfungsi untuk mengukur ketinggian dalam digester pada saat pengisian chip, dimana apabila chip melebihi ketinggian yang telah diatur, capping valve akan membuka dan mengeluarkan chip yang berlebih.
Strainer, merupakan saringan yang dipasang di pangkal pipa-pipa inlet dan outlet digester. Berfungsi untuk menahan chip agar tidak terbawa keluar saat tahap tahap pengisian dan pengeluaran cairan.
Control Valve, berfungsi untuk mengatur laju alir cairan keluar dan masuk digester 4
Manhole, merupakan jalur tempat orang masuk ke dalam digester saat produksi dihentikan dan bagian dalam digester akan dibersihkan.
Steam Packer, berfungsi untuk menembakkan LP steam ke dalam digester saat tahap pengisian chip ke sisi paling luar pada bagian dalam digester. Dengan adanya penembakan ini, tumpukan chip di dalam digester akan tersebar merata, tidak terkonsentrasi di bagian tengah saja.
Proses produksi di PT RiauPulp, fiberline 1, menggunakan digester batch, dimana proses digesti kayu dilakukan secara bertahap mulai dari pengisisan chip hingga pengeluaran produk pulp dilakukan secara partaian. II.2.2 Proses Produksi Pulp SuperBatch Proses produksi pulp di PT RAPP, fiberline 1, menggunakan mode operasi superbatch, yang mana merupakan modifikasi dari proses batch. Proses produksi ini dilakukan pada 14 unit digester. Proses ini dilakukan secara bertahap, dimana tiap tahap dilakukan secara bergantian pada masing masing digester secara berurutan mulai dari digester #1 hingga digester #14, sehingga tidak ada dua digester yang sedang menjalani tahap yang sama (overlapping). Tahap tahap tersebut adalah : a. Pengisian chip Chip diisikan ke dalam digester dari chip silo. Pada tahap ini chip diisikan sebanyak 120 ton ke dalam digester. Proses pengisian ini dibantu dengan steam packer bertekanan 2,5 bar dengan tujuan memadatkan chip ke dalam digester dan meratakan pengisian chip di digester. Penembakan steam dilakukan saat pengisian chip di digester telah mencapai 10 ton. Tahap ini dihentikan ketika ketinggian chip di dalam digester telah mencapai ketinggian tertentu yang dibaca melalui gamma ray height detector. b. Impregnasi Tahap ini merupakan pemompaan weak black liquor yang berasal dari tangki impregnasi. Weak black liquor dipompakan dengan dengan volume 265 m3 menuju digester.Tahap ini dilakukan saat pengisian chip telah mencapai 60-70 ton. Umumnya, void fraction dari digester di fiberline 1 yang telah terisi oleh chip adalah 0,6. Dengan volume digester 350 m3, maka volume kosong yang dapat diisi oleh weak black liquor adalah sebanyak 210 m3. Sisa 55 m3 dari weak black liquor yang dipompakan kemudian dialirkan menuju tangki weak black liquor. Tangki WBL ini bersistem overflow dengan tangki impregnasi, overflow ini sebelum dialirkan ke tangki impregnasi disaring terlebih dahulu, sehingga serat yang terkandung didalamnya dapat disirkulasi kembali. c. Hot Black Liquor Filling Pada tahap ini, dilakukan pemompaan black liquor bersuhu 165oC sebanyak 285 m3 dari HBL akumulator 1 ke dalam digester, memindahkan 210 m3 cairan impregnasi yang terdapat di dalam digester pada tahap sebelumnya. Cairan impregnasi yang dipindahkan ini dialirkan ke dalam tangki WBL. Sementara, sisa 75 m3 cairan black liquor panas dari HBL akumulator 1 dialirkan menuju HBL akumulator 2. Pengaturan ini dilakukan dengan switching valve, dimana 5
valve akan mengalirkan black liquor suhu rendah ke tangki WBL dan suhu tingi ke HBL akumulator 2. Terdapat parameter yang menyatakan keefisienan dari tahap ini, yaitu HBL Efficiency, yang dinyatakan melalui persamaan berikut, 𝐻𝐵𝐿 𝐸𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑦 =
𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 𝐿𝑖𝑞𝑢𝑜𝑟 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑙𝑎𝑐𝑒𝑑 𝑡𝑜 𝑊𝐵𝐿 𝑇𝑎𝑛𝑘 𝑇𝑒𝑜𝑟𝑒𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝐿𝑖𝑞𝑢𝑜𝑟 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑙𝑎𝑐𝑒𝑑 𝑡𝑜 𝑊𝐵𝐿 𝑇𝑎𝑛𝑘
d. Hot White Liquor Filling Pada tahap ini dilakukan pemompaan white liquor sebanyak 114 m3 dengan suhu 160oC ke dalam digester, memindahkan black liquor dengan jumlah yang sama yang terkandung di dalam digester menuju HBL akumulator 2. e. Pemanasan dan pemasakan Pada tahap ini, dilakukan sirkulasi cairan yang ada di dalam digester. Selain disirkulasi, cairan yang disirkulasi juga dipanaskan dengan alat penukar panas dengan fluida servis MP steam dengan tekanan 11-12 bar dengan suhu 205oC. Terdapat beberapa parameter yang diperhatikan di dalam tahap ini, di antaranya adalah :
H-Factor, merupakan suatu model kinetik yang menyatakan laju delignifikasi pada proses kraft pulping (Gullichsen, 2000). H-Faktor merupakan variabel tunggal yang mengkombinasikan parameter temperatur (T) dan waktu (t), dimana dianggap reaksi delignifikasi merupakan satu reaksi tunggal. H-Faktor merupakan parameter yang menentukan lamanya tahap pemasakan dilakukan di PT RAPP. Proses pemasakan dihentikan apabila nilai H-Faktor telah tercapai sesuai dengan setpoint value.H-Faktor dinyatakan melalui persamaan berikut, 𝑡
𝐻=
exp 43,2 − 0
16115 𝑑𝑡 𝑇
Kappa Number, merupakan suatu bilangan yang menyatakan persen massa lignin yang terdapat di dalam pulp (Fuad, 1998). Kappa Number dinyatakan melalui persamaan berikut, 𝐾𝑎𝑝𝑝𝑎 𝑁𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 = %
𝑤 𝐿𝑖𝑔𝑛𝑖𝑛 ÷ 1,54 𝑤
f. Displacement Pada tahap ini, dilakukan pemompaan cairan filtrat dari area washing yang ditampu ng di dalam tangki displacement ke dalam digester. Cairan ini dipompakan sebanyak 450 m3 ke dalam digester, memindahkan sebanyak 210 m3 white liquor sisa pemasakan yang telah berubah menjadi black liquor ke dalam HBL akumulator 1. Sisa dari cairan filtrat ini kemudian dialirkan menuju HBL akumulator 2. g. Discharge Tahap ini bertujuan untuk mengeluarkan kayu yang telah masak, sehingga siap untuk dikirim ke area washing. Pengeluaran pulp dilakukan dengan terlebih 6
dahulu memompakan cairan dilusi dari tangki displacement sebanyak 350 m3. Setelah pulp terdilusi, barulah pulp siap dipompakan menuju tangki discharge untuk dikirim menuju area washing. II.3 Neraca Massa Neraca massa merupakan perhitungan massa dalam proses industri kimia. Perhitungan neraca massa mencakup perhitungan komposisi dan laju alir massa pada setiap aliran dalam proses produksi. Perhitungan neraca massa didasari oleh hukum kekekalan massa, yang menyatakan bahwa jumlah massa yang dimasukkan memiliki jumlah yang sama besar dengan massa yang dihasilkan suatu sistem bila tidak terjadi akumulasi massa di dalam sistem. Hukum bila didefinisikan ke dalam neraca massa dapat dinyatakan sebagai berikut,
Laju Alir Massa Masuk = Laju Alir Massa Keluar + Laju Akumulasi Massa Laju akumulasi massa yang dimaksud mencakup massa yang berubah menjadi kerak di dalam alat dan massa yang hilang baik akibat reaksi maupun bocor. II.3.1 Liquor Balance Proses produksi pulp di PT RAPP menggunakan peneracaan massa yang disederhanakan, yang dikenal dengan istilah liquor balance, dimana hanya liquor yang dibuat peneracaannya. Pada liquor balancing, densitas liquor dianggap tidak signifikan berbeda antara masing-masing liquor, baik white liquor maupun black liquor, sehingga peneracaan dapat menggunakan laju alir volumetriknya saja. Hal ini dilakukan karena yang terukur secara online di sistem DCS (Distributed Control System) merupakan laju alir volumetrik, bukan laju alir massa. Selain itu, dalam proses actual, laju alir volumetrik dari setiap tahap tidak konstan, melainkan terdapat ramping (kenaikan secara bertahap). Ramping dilakukan untuk menghindari rusaknya equipment akibat kenaikan laju alir secara tiba-tiba. Dengan adanya hal-hal tadi yang terjadi di dalam proses actual di lapangan, liquor balance dapat disederhanakan menjadi persamaan berikut, 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐿𝑖𝑞𝑢𝑜𝑟 𝑀𝑎𝑠𝑢𝑘 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐿𝑖𝑞𝑢𝑜𝑟 𝐾𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟 + 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐿𝑖𝑞𝑢𝑜𝑟 𝑇𝑒𝑟𝑎𝑘𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑠𝑖
7
BAB III IDENTIFIKASI MASALAH DAN METODOLOGI PENYELESAIAN III.1 Identifikasi Masalah Identifikasi masalah dilakukan dengan metode root cause analysis, yaitu dilakukan pencarian dari segala penyebab yang mungkin terjadi pada permasalahan yang terjadi kemudian dilakukan analisis untuk setiap kemungkinan tersebut. Evaluasi yang dilakukan dapat ditampilkan dengan sederhana dengan skema pada Gambar 3.1.
Penurunan Level Chip pada Chip Silo Load Cell Rusak
Penurunan Efisiensi Tahap HBL Filling
Permasalahan Terjadi pada Load Cell
Kesalahan Operator Permasalahan time delay CHF dan aktual chip di dalam digester Penurunan Jumlah Pemasakan yang Terselesaikan di Fiberline 1
Penurunan Kinerja Digester di Fiberline 1 Permasalahan pada Pompa
Permasalahan pada Equipment
Permasalahan pada Motor
Permasalahan pada Valve
Gambar 3.1 Skema Evaluasi Performa Fiberline 1 Gambar 3.1 menunjukkan bahwa penurunan jumlah pemasakan pasti disebabkan oleh penurunan kinerja salah satu ataupun lebih digester yang terdapat di fiberline 1. Maka dari itu, disusunlah suatu metodologi untuk menyelesaikan masalah yang terjadi di fiberline 1. 8
III.2 Metodologi Penyelesaian Berdasarkan Gambar 3.1, disusunlah suatu metodologi yang digunakan dalam penyelesaian tugas khusus ini. Skema metodologi penyelesaian tugas khusus ini ditampilkan pada Gambar 3.2 Pengumpulan data kinerja tiap digester pada Fiberline 1
Pengecekan parameterparameter kinerja setiap digester
Cek HBL Efisiensi apakah > 90 %
tidak
Penyusunan Liquor Balance tiap tahap produksi pulp
Cek waktu Chip Filling apakah diantara 27-33 menit
ya
ya
Evaluasi Equipment Digester (Bantuan Operator)
Cek apakah load cell berfungsi dengan baik (Bantuan Operator)
tidak
tidak
Evaluasi Level Chip di dalam Chip Silo
Evaluasi Performa Load Cell
ya Evaluasi CHF time delay dan aktual chip di dalam digester (cek gap)
Analisis dan Penyusunan Laporan
Gambar 3.2 Skema Metodologi Penyelesaian Tugas Khusus III.2.1 Asumsi-Asumsi yang Digunakan Pengerjaan tugas khusus ini memerlukan beberapa asumsi, agar tugas khusus dapat terselesaikan. Asumsi yang digunakan adalah :
Tidak ada liquor yang terbuang dari sistem, dan tidak ada liquor dari lingkungan yang masuk ke dalam sistem. (Sistem tertutup)
Ruang kosong di dalam digester yang telah terisi chip dianggap konstan, yaitu sebesar 210m3.
Perbedaan densitas antar liquor, baik white liquor maupun black liquor tidak signifikan, sehingga penyusunan neraca massa dapat disederhanakan melalui liquor balancing.
9
BAB IV PEMBAHASAN Setelah dilakukan pengumpulan data kinerja setiap digester, ditemukan beberapa digester yang kinerjanya tidak sesuai dengan target produksi. Tabulasi performa digester dan parameternya yang bermasalah disajikan pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Performa Digester dan Parameternya yang bermasalah (Fiberline Dept., 2014) Tanggal Jumlah Pemasakan Digester Siklus Saat HBL Eficiency Terselesaikan Pemasakan Jam (%) (WIB) 10-11 72 Pemasakan #2 Siklus 1 15.06 70,0 Juli Siklus 2 20.01 72,9 2014 13-14 73 Pemasakan #10 Siklus 3 01.58 75,7 Juli 2014 19-20 74 Pemasakan #2 Siklus 1 13.06 76,2 Juli #4 Siklus 1 04.01 52,4 2014 Siklus 5 18.54 75,2 Berdasarkan Tabel 4.1, didapatkan kesimpulan bahwa digester #2, #4, dan #10 memiliki masalah pada tahap pengisian hot black liquor, dimana efisiensinya kurang dari 90 %. Untuk menganalisis efisiensi ini, dilakukan penyusunan liquor balance pada setiap tahap produksi pulp. IV.1 Liquor Balance Digester #2, #4, dan #10 Untuk evaluasi lebih lanjut, dilakukan penyusunan liquor balance pada tahap-tahap yang menggunakan liquor untuk digester #2 , #4 dan #10 pada tanggal-tanggal yang tertera pada Tabel 4.1. Tahap-tahap yang dilakukan liquor balancing adalah sebagai berikut : a. Impregnasi Skema tahap impregnasi ditunjukkan pada Gambar 4.1
10
Weak Black Liquor
WBL TANK
DIGESTER V-1
Impregnation Liquor IMPREGNATION TANK
Gambar 4.1 Skema Tahap Impregnasi Data laju alir impregnation liquor terukur secara online, sementara data laju alir weak black liquor dieroleh melalui perhitungan yang terlampir pada Lampiran A. Tabulasi data-data tahap ini untuk setiap digester pada tanggal-tanggal yang gagal mencapai target produksi ditampilkan pada Tabel 4.2 Tabel 4.2 Data Laju Alir Tahap Impregnasi (Fiberline Dept., 2014) Digester Siklus Imp Liquor (m3) Liquor to Tanggal WBL (m3) 10/07/2014 #2 #1 294 84 #2 293 83 14/07/2014 #10 #3 294 84 19/07/2014 #2 #1 tidak terukur #4 #5 284 74 20/07/2014 #4
#1
287
77
Pada akhir tahap ini, terdapat sebanyak 210 m3 impregnation liquor yang terakumulasi di dalam digester. Pada tahap ini volume impregmation liquor yang dipompakan sengaja dilebihkan dari 210 m3, sehingga overflow dari tahap ini yang berupa weak black liquor dapat sekaligus membawa fines dan partikel halus yang tersisa di dalam chip saat tahap pengisian chip. Fines dan partikel halus pada chip dapat mengganggu proses pemasakan chip. Data yang tidak terukur pada tahap ini disebabkan oleh terganggunya fungsi alat flowmeter pada pipa pengalir impregnation liquor ke dalam digester #2. b. Hot Black Liquor (HBL) Filling Skema tahap hot black liquor filling ditampilkan pada Gambar 4.2 11
Weak Black Liquor V-5
Weak Black Liquor
P-11
P-13
WBL TANK
V-6 V-4 P-12
HBL Akumulator 2
DIGESTER V-7
P-14
Hot Black Liquor HBL Akumulator 1
Gambar 4.2 Skema Tahap HBL Filling Pada kondisi normal, sesuai dengan perhitungan pada lampiran A, terdapat sebanyak 210 m3 impregnation liquor yang terdapat di dalam digester setelah tahap impregnasi selesai, dimana impregnation liquor ini kemudian akan didorong keluar sebagai weak black liquor (WBL) menuju tangki WBL dengan pemompaan hot black liquor ke dalam digester. Namun, dikarenakan adanya masalah, impregnation liquor yang terdapat di dalam digester tidak mencapai jumlah itu. Hal ini dapat diketahui dari volume weak black liquor yang terdorong keluar menuju tangki WBL pada tahap ini yang tidak mencapai volume impregnation liquor yang seharusnya terakumulasi di dalam digester, yakni 210 m3. Sisa dari Hot Black Liquor yang digunakan untuk mendorong impregnation liquor keluar menuju tangki WBL, dialirkan menuju HBL akumulator 2. Pemilahan liquor yang masuk ke dalam tangki WBL ataupun HBL akumulator 2 didasarkan pada temperatur liquor, dimana liquor yang memiliki temperatur diatas 105oC akan dialirkan menuju HBL akumulator 2, sementara untuk temperatur dibawah 105oC dialirkan menuju tangki WBL. Tabulasi data-data tahap ini untuk setiap digester pada tanggal-tanggal yang gagal mencapai target produksi ditampilkan pada Tabel 4.3 Tabel 4.3 Data Laju Alir Tahap HBL Filling (Fiberline Dept., 2014) Digester Siklus HBL in HBL Eff Liquor to HBL out Tanggal (m3) (%) WBL (m3) (m3) 10/07/2014 #2 #1 236 70,0 147 89 #2 237 72,9 153 84 14/07/2014 #10 #3 237 75,7 159 78 19/07/2014 #2 #1 237 76,2 160 77 #4 #5 75,2 20/07/2014 #4
#1
-
52,4
-
12
Volume Hot Black Liquor yang dipompakan ke dalam digester (HBL in) dan nilai efisiensi HBL terukur secara online di DCS, sementara nilai WBL dan HBL yang terdorong keluar diperoleh melalui perhitungan yang dilampirkan pada lampiran A. Terjadinya masalah pada tahap ini, yang ditunjukkan oleh volume WBL yang terpompakan keluar digester menuju tangki WBL yang tidak mencapai jumlah seharusnya (210 m3), mengindikasikan adanya masalah di tahap sebelumnya yaitu tahap impregnasi, dimana impregnation liquor yang terakumulasi di dalam digester tidak mencapai 210 m3. Maka dari itu data pada Tabel 4.2 menjadi salah, karena WBL aktual yang keluar dari digester melebihi jumlah yang tertera pada Tabel 4.2. Data aktual di lapangan pada tahap impregnasi disajikan pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Data Laju Alir Aktual Tahap Impregnasi (Fiberline Dept., 2014) Tanggal Digester Siklus Imp Liquor WBL teoritis WBL aktual (m3) (m3) (m3) 10/07/2014 #2 #1 294 84 147 #2 293 83 153 14/07/2014 #10 #3 294 84 159 19/07/2014 #2 #1 tidak terukur #4 #5 284 74 20/07/2014 #4
#1
287
77
-
Dari tabel 4.4, terlihat bahwa WBL aktual melebihi WBL teoritis, yang menunjukkan bahwa pengisian impregnation liquor tidak merata sehingga volume impregnation liquor yang terakumulasi di dalam dibawah 210 m3. Hal ini mengindikasikan adanya masalah di tahap sebelumnya, yaitu tahap pengisian chip dimana pengisian chip yang tidak merata, mengakibatkan impregnation liquor tidak dapat terakumulasi secara sempurna untuk mengisi seluruh ruang kosong di dalam digester yang telah terisi penuh oleh chip. Analisis lebih lanjut mengenai masalah yang terjadi pada tahap pengisian chip dibahas pada Subbab IV.2. c. Hot White Liquor (HWL) Filling Skema tahap hot white liquor filling ditampilkan pada Gambar 4.3
13
Hot Black Liquor
HBL Akumulator 2
V-1
DIGESTER
Hot White Liquor HWL Akumulator
Gambar 4.3 Skema Tahap HWL Filling Data-data laju alir pada tahap ini untuk digester yang bermasalah pada tanggaltanggal yang gagal mencapai target produksi disajikan pada Tabel 4.5 Tabel 4.5 Data Laju Alir Tahap HWL Filling (Fiberline Departement, 2014) Digester Siklus HWL (m3) HBL (m3) Tanggal 10/07/2014 #2 #1 119 119 #2 115 115 14/07/2014 #10 #3 116 116 19/07/2014 #2 #1 112 112 #4 #5 114 114 20/07/2014 #4
#1
113
113
Pada tahap ini, volume HWL yang dipompakan ke dalam digester terukur secara online di PI Procesbook ™. HWL ini akan dipompakan ke dalam digester, mendorong keluar sejumlah HBL yang terakumulasi di dalam digester di akhir tahap hot black liquor filling. Volume HBL yang dipindahkan keluar dari digester menuju HBL akumulator 2 akan bernilai sama dengan volume HWL yang dipompakan ke dalam digester. Nilai HBL yang dipompakan keluar dari digester diperoleh melalui perhitungan yang terlampir pada Lampiran A. d. Displacement Skema tahap displacement disajikan pada Gambar 4.4 14
Hot Black Liquor >165 C V-3
V-4
Hot Black Liquor 140-165 C
HBL Akumulator 1 P-12
V-2
HBL Akumulator 2
V-1
DIGESTER
Disp. Liquor Displacement Tank
Gambar 4.4 Skema Tahap Displacement Sejumlah displacement liquor dari displacement tank dipompakan ke dalam digester, memindahkan hot black liquor sisa tahap pemasakan yang masih banyak mengandung lignin sisa pemasakan ke dalam HBL akumulator 1 dan 2. Displacement liquor merupakan filtrat dari area washing, sehingga tahap displacement juga berfungsi sebagai tahap pencucian awal. Data-data volume pada tahap ini untuk setiap digester pada tanggal-tanggal yang bermasalah disajikan pada Tabel 4.6 Tabel 4.6 Data Laju Alir pada Tahap Displacement (Fiberline Dept., 2014) Tanggal Digester Siklus Disp. Liquor HBL 1 HBL 2 3 3 (m ) (m ) (m3) 10/07/2014 #2 #1 438 #2 442 326 116 14/07/2014 #10 #3 434 19/07/2014 #2 #1 453 226 227 #4 #5 434 259 175 20/07/2014 #4
#1
-
-
-
Pemilahan hot black liquor yang akan memasuki HBL akumulator 1 ataupun HBL akumulator 2 didasarkan pada temperatur liquor, sesuai dengan Gambar 4.4 Data-data yang tidak terukur pada Tabel 4.6 disebabkan terganggunya fungsi alat 15
flowmeter pada bagian dan tanggal tersebut. Data volume displacement liquor dan HBL yang dialirkan menuju HBL akumulator 1 pada tahap ini terukur secara online, sementara data volume HBL yang dialirkan menuju HBL akumulator 2 diperoleh melalui perhitungan yang terlampir pada Lampiran A. e. Discharge Skema tahap discharge ditampilkan pada Gambar 4.5 Discharge Liquor
Discharge Tank
DIGESTER V-5
Dilution Liquor Dilution Tank
Gambar 4.5 Skema Tahap Discharge Pada tahap ini dipompakan sejumlah tertentu dilution liquor ke dalam digester, dimana secara simultan juga dilakukan pengeluaran pulp beserta liquor yang terdapat di dalam digester untuk kemudian dikirim ke area washing. Jumlah discharge liquor akan sama dengan jumlah dilution liquor yang dipompakan ke dalam digester. Dilution liquor dibutuhkan guna menurunkan konsistensi pulp hingga mencapai 5%, agar pulp mudah ditransportasikan. Data-data setiap digester pada tanggal-tanggal yang bermasalah disajikan pada Tabel 4.7 Tabel 4.7 Data Laju Alir pada Tahap Discharge (Fiberline Dept., 2014) Tanggal Digester Siklus Dilution Discharge Liquor 3 Liquor (m ) (m3) 10/07/2014 #2 #1 317 317 #2 388 388 14/07/2014 #10 #3 310 310 19/07/2014 #2 #1 450 450 #4 #5 379 379 20/07/2014 #4
#1
381
381 16
Data dilution liquor yang masuk ke dalam digester terukur secara online, sementara data discharge liquor yang keluar menuju digester diperoleh melalui perhitungan pada Lampiran A. Secara umum, apabila terjadi penurunan performa digester, dapat terlihat pada nilai HBL efisiensi, dimana nilai ini mengindikasikan cairan impregnasi yang masuk ke dalam digester pada tahap impregnasi tidak memenuhi seluruh ruang kosong yang tersisa di dalam digester yang telah terisi penuh oleh chip. Ruang kosong ini adalah 60% dari volume total digester pada fiberline 1. Digester pada fiberline 1 memiliki volume total 350m3, maka dari itu setelah terisi penuh oleh chip, digester menyisakan ruang kosong sebesar 210m3. IV.2 Evaluasi Tahap Pengisian Chip Apabila pengisian chip berlangsung secara merata dimana seluruh chip terisi dan terpadatkan secara sempurna, ruang kosong yang tersisa di dalam digester juga akan tersebar merata, sehingga saat dilakukan pemompaan cairan impregnasi, cairan impregnasi dapat mengisi seluruh ruang kosong di dalam digester secara merata sehingga seluruh chip di semua bagian dari digester dapat terimpregnasi secara sempurna. Skema tahap pengisian chip disajikan pada Gambar 4.6 Chip from Chip Screening Area
P-38
P-40 P-41
P-23 P-17
411C003
P-7
P-3
411C005 P-1
411C002
411C001 P-8
P-18 P-6
P-39
Chip Silo 411T015
P-12
P-4
P-26 P-9
411C009 P-5
P-13
411C004 P-31
411C006
P-2
P-22
411C012
P-10
411C008
P-11
P-19
411C013
1
3
5
7
9
11
P-27
411C010 P-20 P-24
411C011 411C007
P-30
P-32
P-28
411C014
13
2
4
6
8
10 12
14
Gambar 4.6 Skema Tahap Pengisian Chip
17
Chip dari chip screening area dialirkan menuju chip silo. Kemudian, kedua buah chip silo discharge yang terdapat pada chip silo mendistribusikan chip ke digester bernomor ganjil dan genap yang sedang dalam tahap chip filling melalui screw conveyor. Pengisian chip akan dihentikan terlebih dahulu pada digester yang terakhir memulai tahap chip filling apabila level chip di dalam chip silo berkurang hingga dibawah 10%. Pengisian ini akan dimulai kembali apabila level chip di dalam chip silo telah mencapai 55%. Secara teoritis, waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tahap chip filling adalah 25,2 menit (perhitungan terlampir pada Lampiran A). Durasi ini bervariasi, tergantung pasokan chip dari chip screen area. Menurut operator, umumnya tahap chip filling berlangsung selama 27 hingga 33 menit. Namun terjadi anomali pada tanggal-tanggal dimana terjadi penurunan produksi pulp. Data durasi tahap pengisian chip pada tanggaltanggal tersebut disajikan pada Tabel 4.8 Tabel 4.8 Data Durasi Tahap Pengisian Chip (Fiberline Dept., 2014) Tanggal Digester Siklus CHF time (min) 10/07/2014 #2 #1 38,9 #2 25,1 14/07/2014 #10 #3 28,7 19/07/2014 #2 #1 24,7 #4 #5 28,3 20/07/2014 #4
#1
31,2
Dari Tabel 4.8 diperoleh kesimpulan bahwa Digester #2 pada tanggal-tanggal tersebut mengalami anomali pada tahap chip filling, dimana durasi tahap pengisian chip kurang dari 27 menit ataupun melebihi 33 menit. Durasi pengisian chip yang kurang dari 27 menit mengindikasikan chip yang masuk tidak tersebar secara merata, sehingga pengisian chip memakan waktu yang lebih singkat. Sementara itu, durasi pengisian chip yang lebih lama dari 33 menit mengindikasikan laju chip masuk yang lambat, sehingga mengakibatkan pengisian chip berlangsung lebih lama dan memperlambat waktu total sequences pemasakan dan menurunkan jumlah pemasakan yang terselesaikan dalam sehari. Akibat tidak meratanya penyebaran chip di dalam digester, cairan impregnasi yang masuk ke dalam digester pada tahap impregnasi tidak dapat tersebar secara merata di dalam digester, sehingga cairan impregnasi tidak dapat mengisi seluruh ruang kosong yang tersisa di dalam digester yang telah terisi oleh chip. Hal ini dibuktikan kembali pada data di Tabel 4.3 dimana efisiensi tahap HBL Filling yang rendah hingga dibawah 90 %. Fenomena tidak meratanya liquor yang masuk ke dalam digester dikenal dengan istilah channeling .Dengan begitu, tidak semua chip terimpregnasi secara sempurna dan fines yang tersisa di dalam chip juga tidak dapat terbawa keluar. Kedua peristiwa ini mengganggu proses pemasakan, karena memperlambat tahap pemasakan, dimana nilai setpoint H-Faktor dari proses pemasakan tersebut menjadi lebih lama tercapai. Akhirnya, durasi total satu siklus pemasakan pulp menjadi lebih lama, sehingga dalam sehari jumlah pemasakan yang terselesaikan tidak mencapai target produksi. Pangkal dari permasalahan ini ialah menurunnya level chip di dalam chip silo hingga dibawah 10%. Hal ini dapat diketahui melalui profil level chip silo pada tanggal tersebut yang ditampilkan pada Gambar 4.7 dan 4.8.
18
Gambar 4.7 Profil level chip di dalam chip silo 10-11 Juli 2014 (Fiberline Dept., 2014)
Gambar 4.8 Profil level chip di dalam chip silo 19-20 Juli 2014 (Fiberline Dept., 2014) Data level chip di dalam chip silo yang kurang dari 10 % disajikan pada Tabel 4.9
19
Tabel 4.9 Profil level chip di Chip Silo (Fiberline Dept., 2014) Tanggal dan Pukul Level Chip di Chip Silo (%) 10 Juli 2014 pukul 6.04 3,6 % pukul 10.38 8,31 % 19 Juli 2014 pukul 8.32 9,5 % pukul 12.20 8,45 % 20 Juli 2014 pukul 2.31 3,89 % Terlihat pada Tabel 4.9 bahwa level chip di dalam chip silo pada tanggal 10, 19, dan 20 Juli 2014 mengalami penurunan hingga dibawah 10 %. Penurunan ini membuat laju chip discharge lambat, sehingga mengakibatkan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tahap ini lebih lambat dari biasanya, sehingga memperlambat total waktu pemasakan yang berujung pada tidak tercapainya target pemasakan dalam sehari. Penurunan ini diakibatkan terhambatnya pasokan chip dari area chip screening menuju chip silo. Terhambatnya pasokan ini berpangkal dari permasalahan yang terjadi pada chip screening area. Permasalahan yang terjadi disebabkan oleh plug-up yang terjadi pada rechipper akibat banyaknya bark yang masih tersangkut. Hal ini dibuktikan melalui Fiberline 1 loss cook report pada tanggal 10 Juli 2014, dimana dilaporkan terjadinya plug up pada chip conveyor 341C341. Chip conveyor 341C341 merupakan oversize chip conveyor menuju rechipper. Selain itu, mekanisme tahap chip filling yang mana satu buah chip silo sekaligus mengisi dua buah digester juga mempengaruhi penurunan level di dalam chip silo. Hal ini dikarenakan terbatasnya pasokan accept chip dari chip screen area. Pembatasan ini dilakukan untuk menghindari overcapacity dari chip screen yang berujung kepada terbypass-nya oversize dan overthick chip ke digester. Rendahnya level chip di dalam chip silo menyebabkan penurunan laju chip yang masuk ke dalam digester, sehingga tahap chip filling akan memakan waktu yang lebih lama dari normalnya. Hal ini mengakibatkan bertambahnya waktu total pemasakan, sehingga dalam sehari, jumlah pemasakan tidak mencapai targetnya. IV.3 Evaluasi Kinerja Load Cell Sementara itu, dari Tabel 4.8, terlihat bahwa untuk digester #4 dan #10 pada tanggal – tanggal tersebut memiliki CHF time yang normal, yakni berada di antara 27 – 33 menit. Maka penyebab dari penurunan performa pada digester ini bukan berasal dari penurunan level chip pada chip silo.Salah satu indikasi penyebab masalah ini ialah permasalahan yang terjadi pada alat pengukur massa di dalam digester, yaitu load cell. Load cell merupakan suatu alat transduser yang mampu mengkonversi gaya berat menjadi sinyal elektrik (Anderson, 1969). Load cell bekerja berdasarkan deformasi yang terjadi pada strain gauge. Strain gauge mendeteksi regangan yang terjadi sebagai sinyal elektrik, dikarenakan regangan yang terjadi mengubah efektifitas hambatan listrik pada kabel penghantar listrik yang terdapat di dalamnya. Sinyal ini kemudian dikalkulasi menjadi gaya berat yang diderita oleh transduser tersebut.
20
Setelah berdiskusi dengan pembimbing dan operator, ditemukan bahwa load cell yang terdapat pada Digester #4 dan #10 memang mengalami kerusakan pada tanggal 13-14 Juli dan 19-20 Juli. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 4.9 dan 4.10.
Gambar 4.9 Pembacaan Massa Chip oleh Load Cell Digester #4 dan #10 13-14 Juli 2014 (Fiberline Dept., 2014)
Gambar 4.10 Pembacaan Massa Chip oleh Load Cell Digester #4 dan #10 19-20 Juli 2014 (Fiberline Dept., 2014) Sementara itu, data dari Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 disajikan pada Tabel 4.10
21
Tabel 4.10 Pembacaan Massa Chip oleh Load Cell pada Digester #4 dan #10 (Fiberline Dept., 2014) Siklus Massa Chip (13 – 14 Juli) Massa Chip (19 – 20 Juli) Pemasakan Dig #4 Dig #10 Dig #4 Dig #10 1 143,28 ton 141,18 ton 152,50 ton 146,42 ton 2 137,50 ton 118,51 ton 162,43 ton 128,39 ton 3 152,55 ton 139,42 ton 137,41 ton 145,51 ton 4 130,32 ton 132,50 ton 102,30 ton 133,48 ton 5 126,27 ton 140,49 ton 123,33 ton 134,55 ton Secara teoritis untuk volume digester 350 m3, massa maksimal chip yang dapat masuk ke dalam digester adalah 120 ton (perhitungan dilampirkan pada Lampiran A), namun pada aktualnya, densitas dan steam packing factor akan bervariatif sehingga massa tersebut juga bervariatif. Namun menurut operator, variasi ini tidak akan melebihi 10 ton. Sehingga dapat ditarik kesimpulan apabila pembacaan load cell melebihi 130 ton, maka terdapat indikasi terganggunya fungsi load cell. Terlihat pada Tabel 4.9 pembacaan massa chip untuk digester #4 pada tanggal 13-14 Juli 2014 untuk siklus 1 hingga 4 melebihi 130 ton, bahkan pada siklus 3, pembacaan melebihi jauh dari 130 ton, yakni 152,55 ton. Begitu pun untuk tanggal yang sama, pada digester #10, 4 kali pembacaan massa pada load cell melebihi angka 130 ton. Untuk tanggal 19-20 Juli 2014, pembacaan massa pada digester #4, juga 3 kali melebihi angka 130 ton, bahkan pada siklus 1 dan 2 pembacaan massa jauh melebihi 130 ton, yakni 152,5 dan 162,43 ton. Begitupun untuk digester #10, pembacaan massa juga 4 kali melebihi angka 130 ton. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada tanggal 13-14 dan 19-20 Juli 2014, penurunan kinerja digester #4 dan #10 diakibatkan terganggunya fungsi load cell pada kedua digester tersebut. Terganggunya fungsi alat tersebut sangat mengganggu proses pengisian chip, dimana load cell akan mendeteksi massa yang salah, sehingga proses-proses pada tahap chip filling yang menggunakan sensor massa sebagai kendalinya juga akan bermasalah. Salah satunya ialah steam packing. Steam packing akan mulai beroperasi ketika load cell mendeteksi massa chip di dalam digester mencapai 10 ton. Namun, akibat pendeteksian yang salah, steam packing dimulai ketika massa belum mencapai 10 ton, akibatnya formasi chip pada digester tidak merata secara sempurna. Hal ini dibuktikan pada data di Tabel 4.1, dimana proses HBL filling memiliki efisiensi yang rendah, dimana tidak semua chip terimpregnasi oleh liquor akibat tidak meratanya penyebaran chip di dalam digester. Akhirnya, waktu untuk mencapai H-Faktor saat proses pemasakan menjadi lebih lama, sehingga dalam sehari proses pemasakan yang terselesaikan gagal mencapai target produksinya. Saat ini pengecekan load cell dilakukan hanya ketika ada masalah saja, bukan secara berkala. Hal ini tentunya kurang baik bagi keberjalanan produksi pulp, karena tidak ada suatu jadwal regular pengecekan load cell, sehingga tidak ada informasi mengenai keadaan load cell apakah layak guna atau tidak. Dengan pengecekan berkala, diharapkan ada suatu tindak preventif untuk mencegah gagal produksi akibat kerusakan load cell.
22
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diperoleh dari pengerjaan tugas khusus ini yaitu:
Penurunan performa Digester #2 pada tanggal 10 dan 19 Juli 2014 disebabkan oleh menurunnya level chip di dalam chip silo. Penurunan level ini disebabkan terhambatnya pasokan chip menuju digesting area dari chip screening area, yang disebabkan oleh terjadinya plug-up pada oversize chip conveyor menuju rechipper.
Pengoperasian tahap chip filling saat ini, dimana satu buah chip silo sekaligus mengisi dua buah digester juga mempengaruhi penurunan level chip di dalam chip silo. Hal ini dikarenakan terbatasnya pasokan accept chip dari chip screen area untuk menghindari bypass oversize dan overthick chip.
Penurunan performa Digester #4 dan #10 pada tanggal 14,19, dan 20 Juli 2014 disebabkan oleh terganggunya fungsi load cell pada Digester #4 dan #10. Terganggunya fungsi load cell, mengakibatkan waktu untuk mencapai H-Faktor saat proses pemasakan menjadi lebih lama sehingga target pemasakan dalam sehari tidak tercapai. V.2. Saran Saran yang dapat diberikan melalui pengerjaan tugas khusus ini yaitu :
Pemeriksaan secara berkala kondisi rechipper pada chip screen area, sehingga dapat dilakukan tindak preventif pencegahan terjadinya plug up pada rechipper.
Peningkatan kapasitas chip screen, agar kebutuhan accept chip untuk pengisian chip ke dua buah digester secara bersamaan dapat terpenuhi.
Pemeriksaan dan kalibrasi load cell setiap digester dilakukan secara berkala, agar load cell yang fungsinya mulai terganggu dapat langsung digantikan.
23
DAFTAR PUSTAKA Anderson, Gordon B.,”Studies of Calibration Procedure for Load Cells and Proving Rings as Weighing Devices”, National Bureau of Standards, Washington D.C., 1969. Bajpai, P., “Biotechnology for Pulp and Paper Processing”, Springer Sciences, UK, 2012. Cole, Barbara, “Extractive Components of Wood”, University of Maine, Maine, 2010. Fiberline Dept., “Fiberline Monthly Loss Cook Report and Digester Parameters”, Riau Andalan Pulp and Paper, Pangkalan Kerinci, 2014. Fuad, Uwan, “Introduction to Pulp and Paper Technology”, Raja Garuda Mas Internasional, Riau, 1998. Gullichsen, Johan.,”Chemical Pulping”, Papermaking Science and Technology, Finland, 2000.
24
LAMPIRAN A CONTOH PERHITUNGAN A.1. Perhitungan Liquor Balance Tahap Impregnasi Berikut adalah contoh perhitungan liquor balance tahap impregnasi pada Digester #2, tanggal 10 Juli 2014, siklus #1. Skema liquor balance tahap ini disajikan pada Gambar A.1
F1
Digester Free Volume
F2
Gambar A.1 Skema Liquor Balance Tahap Impregnasi Digester Free Volume = 0,6 x Volume Digester Volume Digester = 350 m3 Digester Free Volume = 0,6 x 350m3 = 210 m3 F1 (Impregnation Liquor) = 294 m3 F2 (Weak Black Liquor) = F1 – Digester Free Volume F2 = 294 – 210 = 84 m3 F1 yang terakumulasi di dalam digester = Digester Free Volume = 210 m3 A.2. Perhitungan Liquor Balance Tahap HBL Filling Berikut adalah contoh perhitungan liquor balance tahap HBL filling pada Digester #2, tanggal 10 Juli 2014, siklus #1. Skema liquor balance tahap ini disajikan pada Gambar A.2
F3
F1 terakumulasi di dalam digester
F4
F5 Gambar A.2 Skema Liquor Balance Tahap HBL filling
25
F3 (HBL) = F4 (WBL to WBL Tank) + F5 (WBL to HBL Akumulator 2) F3 = 236 m3 F4 = F1 yang terakumulasi di dalam digester secara aktual F4 = Efisiensi HBL x F1 terakumulasi di dalam digester Efisiensi HBL = 70% F4 = 0,7 x 210 = 147 m3 F5 = F3 – F4 F5 = 236 – 147 = 89 m3 A.3. Perhitungan Liquor Balance Tahap HWL Filling Berikut adalah contoh perhitungan liquor balance tahap HWL filling pada Digester #2, tanggal 10 Juli 2014, siklus #1. Skema liquor balance tahap ini disajikan pada Gambar A.3
F6
HBL
F7
Gambar A.3 Skema Liquor Balance Tahap HWL Filling F6 (HWL masuk) = F7 (HBL dipindahkan) F6 = 119 m3 F7 = F6 = 119 m3 A.4. Perhitungan Liquor Balance Tahap Displacement Berikut adalah contoh perhitungan liquor balance tahap displacement pada Digester #2, tanggal 10 Juli 2014, siklus #2. Skema liquor balance tahap ini disajikan pada Gambar A.4
26
F7
HBL
F8
F9 Gambar A.4 Skema Liquor Balance Tahap Displacement F7 (Disp. Liquor) = F8 (HBL to akumulator 1) + F9 (HBL to akumulator 2) F7 = 442 m3 F8 = 326 m3 F9 = F7 – F8 F9 = 442 - 326 = 116 m3 A.5. Perhitungan Liquor Balance Tahap Discharge Berikut adalah contoh perhitungan liquor balance tahap discharge pada Digester #2, tanggal 10 Juli 2014, siklus #2. Skema tahap ini disajikan pada Gambar A.5
F10
WBL
F11
Gambar A.5 Skema Liquor Balance Tahap Discharge F10 (Dilution Liquor) = F11 Keterangan : Dilution liquor F10 digunakan untuk menurunkan konsistensi aliran F11 hingga 5% F10 = 388 m3 F11 = F10 = 388 m3 A.6. Perhitungan Chip Maksimum di dalam Digester Volume Digester = 350 m3 Densitas Akasia Chip = 285 kg/m3 Steam Packing Factor = 1,2 27
Chip di dalam digester = V Digester x ρ Akasia Chip x Steam pf Chip di dalam digester = 350 m3 x 285 kg/m3 x 1,2 Chip di dalam digester = 120 ton A.7. Perhitungan Durasi Tahap Chip Filling Teoritis Kapasitas Screw Conveyor = 1000 m3/jam Laju Alir Massa Chip = ρ Akasia chip x Kapasitas Screw Conveyor Laju Alir Massa Chip = 285 kg/m3 x 1000 m3/jam = 285 ton /jam Durasi Teoritis = Chip di dalam Digester / Laju Alir Massa Chip. Durasi Teoritis = 120 ton / 285 ton/jam Durasi Teoritis = 0,42 jam = 25,2 menit
28
