PROSES PEMBUATAN KERTAS
Proses pembuatan kertas merupakan suatu proses pengolahan bubur serat ditambah dengan zat-zat penolong (filler) untuk menambah kekuatan kertas, menjadi lembaran-lembaran kertas yang diproses pada suatu alat yang disebut mesin kertas (paper machine). Secara garis besarnya proses pembuatan kertas terdiri dari tiga tahapan:
1.
Stock preparation (proses persiapan bahan baku). Pada bagian ini,
bahan baku berupa bubur kertas (pulp) dicampur dengan bahan penolong (filler) dan air sebelum masuk ke mesin kertas (paper machine) 2.
Forming (proses pembentukan). Proses ini sudah berada pada paper
machine, dimana bahan baku dari stock preparation dibentuk menjadi lembaran kertas dengan cara menyebarkan bubur kertas secara merata pada paper machine. 3.
Proses pembuangan air. Kertas yang telah dibentuk kemudian
dikeringkan (kadar air kira-kira 5%) sehingga menjadi lembaran kertas. Proses ini berada pada paper machineKertas yang sering kita gunakan itu biasanya terbuat dari kayu yang diolah dengan teknologi modern sehingga sampai ketangan kita. Untuk lebih mengenal kertas yang kita gunakan
PROSES
mari
kita
pelajari
PEMBUATAN
proses
BUBUR
pembuatan
KERTAS
kertas.
(PULP)
Proses pembuatan pulp ada dua macam yaitu secara kimia (chemical pulping) dan proses mekanikal (mechanical pulping). Tapi di sini akan dibahas
secara
garis
besar
saja
agar
lebih
mudah
dipahami.
Kertas yang sering kita gunakan itu terbuat umumnya terbuat dari kayu atau lebih tepatnya dari serat kayu dicampur dengan bahan-bahan kimia sebagai pengisi dan penguat kertas. Kayu yang digunakan di Indonesia umumnya jenis Akasia. Kayu jenis ini berserat pendek sehingga kertas menjadi rapuh. Di mesin pembuat kertas (paper machine), serat kayu ini dicampur dengan kayu yang berserat panjang contohnya pohon pinus.
Proses pembuatan pulp dimulai dari penyediaan bahan baku, dengan cara mengambil dari hutan tanam industri kemudian disimpan dengan tujuan untuk pelapukan dan persediaan bahan baku. Kayu yang siap diolah ini disebut dengan Log. Kemudian log di kupas kulitnya dengan alat yang berbentuk
drum
disebut
Drum
barker.
Setelah itu log melewati stone trap (alat yang berbentuk silinder berfungsi untuk membuang batu yang menempel pada log), setelah itu log dicuci.
Log yang sudah bersih ini kemudian di iris menjadi potongan-potongan
kecil yang di sebut dengan chip. Chip kemudian dikirim ke penyaringan utama untuk memisahkan chip yang bisa dipakai (ukuran standar 25x25x10mm) dengan yang tidak. Chip yang standar disimpan ditempat penampungan.
Dari tempat penampungan chip dibawa dengan konveyor ke bejana pemasak (digester). Steam dimasak dengan beberapa tahap. Pertama di kukus (presteamed), kemudian baru dipanaskan dengan steam di steaming vessel. chip di masak dengan cairan pemasak yang disebut dengan
cooking
liquor.
Tahap selanjutnya setelah setelah bubur kertas siap kemudian dicuci dengan tujuan untuk memisahkan cairan sisa hasil pemasakan dan mengurangi
dampak
terhadap
lingkungan.
Proses selanjutnya pulp di saring (screaning) agar terbebas dari bahan bahan pengotor yang dapat mengurangi kualitas pulp. Proses penyaringan ini ada dua tahap, yaitu penyaringan kasar dan penyaringan halus. Proses akhir dari penyaringan berada pada sand removal cyclones yang berfungsi
untuk
memisahkan
pasir
dari
pulp.
Kemudian bubur kertas dicampur dengan oksigen (O2) dan sodium hidroksida (NaOH) di dalam delignification tower sebelum di cuci didalam washer. Tujuan dari pencampuran ini adalah untuk mengurangi pemakaian bahan-bahan kimia pada tahap pengelantangan (bleacing), mengurangi
kandungan
lignin,
serta
memutihkan
pulp.
Bubur kertas ini kemudian dikelantang (bleacing) dengan bahan kimia di dalam proses bleacing untuk mencapai derajat keputihan sesuai standar
ISO. Pulp kemudian disimpan atau dikirim ke paper machine untuk diolah
Proses
menjadi
Pembuatan
Kertas
kertas.
(Paper
machine)
Sebelum masuk keareal paper machine pulp diolah dulu pada bagian stock preparation. bagian ini berfung si untuk meramu bahan baku seperti: menambahkan pewarna untuk kertas (dye), menambahkan zat retensi, menambahkan filler (untuk mengisi pori - pori diantara serat kayu), dlln. Bahan yang keluar dari bagian ini di sebut stock 9campuran pulp,
bahan
kimia
dan
air)
Dari stock preparation sebelum masuk ke headbox dibersihkan dulu dengan alat yang disebut cleaner. Dari cleaner stock masuk ke headbox. headbox berfungsi untuk membentuk lembaran kertas (membentuk formasi)
diatas
fourdinier
table.
Fourdinier berfungsi untuk membuang air yang berada dalam stock (dewatering). Hasil yang keluar disebut dengan web (kertas basah). Kadar padatnya
sekitar
20
%.
Press part berfungsi untuk membuang air dari web sehingga kadar padatnya mencapai 50 %. Hasilnya masuk ke bagaian pengering (dryer). Cara kerja press part ini adalah. Kertas masuk diantara dua roll yang berputar. Satu roll bagian atas di beri tekanan sehingga air keluar dari web. Bagian ini dapat menghemat energi, karena kerja dryer tidak terlalu berat
(air
sudah
dibuang
30
%).
Dryer berfungsi untuk mengeringkan web sehingga kadar airnya mencapai 6 %. Hasilnya digulung di pop reel sehingga berbentuk gulungan kertas yang besar (paper roll). Paper roll ini yang dipotong potong
sesuai
ukuran
dan
dikirim
ke
konsumen.
Kita semua tentu sering menggunakan kertas untuk berbagai kepentingan, baik untuk menulis, membaca, atau untuk membungkus gorengan barangkali.
Kertas yang sering kita gunaka itu biasanya terbuat dari kayu yang diolah dengan teknologi modern sehingga sampai ketangan kita. Untuk lebih mengenal kertas yang kita gunakan mari kita pelajari proses pembuatan kertas.
Proses
1.
Pembuatan
Kertas
(pulp)
Kayu diambil dari hutan produksi kemudian dipotong - potong atau
lebih dikenal dengan log. log disimpan ditempat penampungan beberapa bulan sebelum diolah dengan tujuan untuk melunakan log dan menjaga kesinambungan bahan baku 2.
Kayu dibuang kulitnya dengan mesin atau dikenal dengan istilah
De - Barker 3.
Kayu dipotong - potong menjadi ukuran kecil (chip) dengan mesin
chipping. Chip yang sesuai ukuran diambil dan yang tidak sesuai diproses ulang. 4.
Chip dimasak didalam digester untuk memisahkan serat kayu
(bahan yang diunakan untuk membuat kertas) dengan lignin. proses pemasakan ini ada dua macam yaitu Chemical Pulping Process dan Mechanical pulping Process. Hasil dari digester ini disebut pulp (bubur kertas). Pulp ini yang diolah menjadi kertas pada mesin kertas (paper machine).
Proses Pembuatan Kertas (Paper machine)
Sebelum masuk keareal paper machine pulp diolah dulu pada bagian stock preparation. bagian ini berfung si untuk meramu bahan baku seperti: menambahkan pewarna untuk kertas (dye), menambahkan zat retensi, menambahkan filler (untuk mengisi pori - pori diantara serat kayu), dlln. Bahan yang keluar dari bagian ini di sebut stock 9campuran pulp, bahan kimia dan air)
Dari stock preparation sebelum masuk ke headbox dibersihkan dulu dengan alat yang disebut cleaner. Dari cleaner stock masuk ke headbox. headbox berfungsi untuk membentuk lembaran kertas (membentuk formasi) diatas fourdinier table.
Fourdinier berfungsi untuk membuang air yang berada dalam stock (dewatering). Hasil yang keluar disebut dengan web (kertas basah). Kadar padatnya sekitar 20 %.
Press part berfungsi untuk membuang air dari web sehingga kadar padatnya mencapai 50 %. Hasilnya masuk ke bagaian pengering (dryer). Cara kerja pres s part ini adalah. Kertas masuk diantara dua roll yang berputar. Satu roll bagian atas di beri tekanan sehingga air keluar dari web. Bagian ini dapat menghemat energi, karena kerja dryer tidak terlalu berat (air sudah dibuang 30 %).
Dryer berfungsi untuk mengeringkan web sehingga kadar airnya mencapai 6 %. Hasilnya digulung di pop reel sehingga berbentuk gulungan kertas yang besar (paper roll). Paper roll ini yang dipotong - potong sesuai ukuran dan dikirim ke konsumen.
Saat ini, sampai 97% kertas dunia dan board diproduksi dari pulp kayu, dan 85% pulp kayu ini berasal dari cemara, firs, dan pinuskonifer dan tumbuhan berdaun jarum lainnya Dinding kayu dari kayukayu lunak yang lebih banyak digunakan dalam produksi pulp memiliki 4045% berat sellulosa, 1525% berat hemiselulosa dan 2630% berat lignin. Maksud dari proses produksi pulp adalah memisahkan serat kayu tanpa merusaknya sehingga dapat dibuat menjadi lembaran kertas. Komponen lignin dalam kayu harus dilunakkan dan dilarutkan ka dalam fiber kayu itu sendiri. Produksi pulp secara komersial meiliki metode pelunakkan lignin dengan cara memanfaatkan perbedaan sifat fisik dan kimia antara selulosa dengan lignin untuk memperoleh fiber. Pelunakkannya terjadi sampai memiliki derajat lebih besar atau lebih kecil pada berbagai langkah yang dilakukan selama proses. Pulp yang mempertahankan sebagian besar lignin yang mengandung seratserat kaku tidak akan dapat dijadikan kertas yang kuat. Dalam hal ini, warna dan kekuatan kertas tersebut akan berkurang dengan cepat. Hal ini dapat diperbaiki
dengan mengambil sebagian besar atau keseluruhan dari lignin yang akan diproses dengan menggunakan larutan berbagai zat kimia. Pulp seperti ini dikenal dengan nama pulp kimia. Sedangkan proses pelunakan lignin yang lain yaitu dengan memberi tekanan pada kayu pada batu asah grindstone akan memproduksi pulp mekanik. Pada proses ini, panas dihasilkan untuk mengurangi gesekan antara komponen dalam kayu sehingga fiber terpisah dari lignin dengan sedikit kerusakan. Selain pulp mekanik dan pulp kimia ada lagi jenis pulp yang lain yang diklasifikasikan berdasarkan proses pembuatannya yaitu pulp semikimia dan pulp kimiamekanik.
Pembuatan pulp secara mekanik telah mengalami perkembangan yang cukup baik, di antaranya adalah proses yang bernama refiner Mechanical Pulping (RMP), Thermomechanical Pulping (TMP), dan Chemithermomechanical Pulping (CTMP). Adapun pembuatan pulp secara kimia biasanya menggunakan NaOH secara langsung maupun tidak langsung. Lignin dilarutkan dari bagian lapisan sehingga fiber terpisah. Dalam proses ini, kulit kayu diambil dan batang kayunya dibuat keepingkeping kayu kemudian dihancurkan dalam tekanan pada temperatur yang dibutuhkan. Proses pembuatan pulp secara kimia,yaitu: 1. Proses alkalin: proses soda, dan proses kraft
2. Proses sulfit : proses asam sulfit, dan proses bisulfit Pulp yang dibuat dengan metode semikimia pertama kali ditemukan oleh Mitscherlich pada tahun 1984. Tujuan proses ini adalah menghasilkan perolehan yang maksimal yang setara dengan proses dari tingkat kekuatan dan kebersihan yang paling baik. Adapun tahap-tahap yang dilakukan dalam proses ini adalah: 1.
Menggunakan larutan kimia untuk menghancurkan dan mencerna
kayu. Larutan kimia yang biasa digunakan adalah NaOH, Na2CO3, Na2SO4. Dalam proses ini, sebagian besar hemiselulosa harus sudah tercerna 1.
Menghancurkan bahan secara mekanik, Salah satu proses terkenal
pembuatan pulp secara semikimia adalah proses Neutral Sulfite Semichemical (NSCC). Proses pencernaan kayu merupakan proses yang memiliki arti yang sangat penting. Proses ini diatur sedemikian rupa dengan kondisi terbaik mulai dari temperature, tekanan, dan larutan kimia. Tujuan utama dari pencernaan ini adalah: 1.
Menghasilkan pulp masak yang baik, yang bebas dari bagian bebas
selulosa dan hemiselulosa 2.
Mencapai hasil maksimum dari perolehan hasil dengan kualitas
yang baik. 3.
Menjamin persediaan pulp yang konstan Setelah mengalami proses
penghancuran, selanjutnya pulp akan mengalami proses penggelantangan. Warna pulp sangat bergantung pada jenis kayu asal, cara proses, dan komponen tambahan yang terdapat dalam kayu. Selulosa dan
hemiselulosa sudah berwarna putih dan tidak berkontribusi pada warna pulp, sedangkan lignin sangat berperan besar dalam memberikan warna pada pulp. Pada dasarnya, terdapat dua tipe penggelantangan yang biasa dilakukan pada pulp. Kedua metode ini adalah: 1.
Memodifikasi secara kimia senyawa kromoforic pada kayu dengan
menggunakan reaksi oksidasi atau oksidasi 2.
Menyempurnakan proses delignifikasi dan membuang beberapa
senyawa karbohidrat lain Proses bleaching pada produksi pulp secara kimia dan mekanik berbeda. Proses Pembuatan kertas Pulp akan dilewatkan pada berbagai unit proses dan operasi, diolah secara kimia maupun mekanik, ditambahkan berbagai zat additive kemudian masuk ke dalam mesing pembuat kertas khusus. Beating dan pemurnian adalah proses awal yang digunakan untuk memperbaiki kekuatan dan sifat fisik dari kertas yang diinginkan, dan untuk mempengaruhi tingkah laku kertas selama berada dalam tahap proses pembentukan lembaran dan pengeringan tujuan proses ini adalah juga untuk menambah luas permukaan fiber dan pelarutan. Selain itu, proses ini juga dapat menambah fleksibilitas fiber sehingga bahan fiber menjadi relative mudah untuk dideformasi plastic dalam mesin kertas. Kualitas keluaran unit beater ini bergantung pada kualitas penghancurannya. Fiber untuk kertas biasanya keras dan elastic dan biasanya fiber akan berubah menjadi lunak jika dimasukkan ke dalam mesin kertas tanpe melalui proses beating ini. Sizing adalah proses untuk menjadikan bahan fiber menjadi kertas dan lebih tahan rusak dari berbagai cairan, khususnya air. Damar adalah bahan terbanyak yang digunakan sebagai zat pembantu proses ini, selain itu, dapat digunakan
juga bahan seperti pati, lem, kasein, resin sintetis, dan turunanturunan selulosa lainnya. Behan-bahan ini ditambahkan secara langsung ke dalam beater beater yang sedang memproses fiber, atau ditambahkan saat fiber sudah menjadi lembaran kertas kering untuk membuat permukaan tahan cairan. Beberapa proses yang terkenal dalam proses pembuatan kertas, yaitu: 1.
Fourdrinier Mesin Fourdrinier pertama kali ditemukan pada tahun
1804 oleh Henry dan Sealy Fourdrinier. Pada proses ini, kertas dibuat dengan mengendapkan suspensi fiber yang sangat larut dari suspense cairan pembawanya. Hampir 95% air dibuang pada proses ini. Saat itu, masing-masing fiber akan bersilangan satu sama lain secara acak. 1.
Silinder Mesin silinder atau dikenal dengan proses mesin tong
pertama kali dikembangkan oleh John Dickinson dari Inggris pada tahun 1809. Manfaat mesin ini adalah dalam manufaktur kertas dus, yaitu sejumlah unit silinder dapat disusun sehingga lapisan fiber dari setiap silinder dapat diendapkan dan seluruh lembaran itu dapat dikombinasikan untuk membuat dus. Ketebalan diatur dan dibatasi dengan jumlah silinder yang digunakan. 2.
Twin wire Metode ini digunakan untuk membuat kertas dan kertas
dus. Kertas dibentuk di antara dua penyaring. Dan air dikeluarkan dari bahan dengan memodifikasi tekanan dan bahkan sampai tercapai keadaan vakum. 3.
Pemerasan dan pengeringan Setelah meninggalkan mesin pembuat
kertas di atas, kertas yang berupa lembaran yang masih mengandung 7590% air diumpankan kepada unit untuk diperas kemudian dikeringkan
dengan rol pemanas dengan steam sampai tersisa kelembaban sebesar 410%. Sifat Fisik kertas: 1.
Direksi kertas. Arah (direksi) kertas menentukan beberapa sifat
fisik kertas yang lain. Arah ini 2.
bergantung pada orientasi urat fiber selam dalam proses pembuatan
3.
Basis Massa Basis Massa adalah ukuran massa dalam gram per
meter kuadrat. Sifat fisik ini 4.
ditentukan oleh standar TAPPI T 410.
5.
Ketebalan Maksud ketebalan di sini adalah ketebalan satu lembar
kertas yang diukur dalam kondisi spesifik TAPPI T 410 dan biasanya dinyatakan dalam mikron 6.
Kuat tarik Kuat tarik adalah gaya per lebar unit lembaran kertas
yang dibutuhkan untuk 7.
menghasilkan kerusakan pada kertas tersebut pada kondisi spesifik
8.
Bidang potong Bidang potong ini dinyatakan dalam persentasi
elongasi per lebar. Bidang potong akan memiliki nilai terbesar dalam arah silang. 9.
Bursting Strength Bursting Strength adalah tekanan hidrostatik
yang dibutuhkan untuk memutuskan bahan saat berada dalam kondisi spesifik. 10.
Tearing Strength Tearing Strength adalah gaya ratarata
11.
yang dibutuhkan untuk menyobek sebuah lembaran kertas dalam
kondisi spesifik
12.
Tingkat kekakuan Kekakuan yang dimaksud adalah tahanan ikatan
yang diukur oleh gaya yang dibuthkan untuk memberikan pembelokan. Tingkat kekakuan bervariasi bergantung pada ketebalan kertas. 13.
Daya tahan lipat Daya tahan lipat merupakan jumlah lipatan
maksimum yang masih dapat ditahan kertas sampai terjadinya kerusakan berdasarkan kondisi spesifik TAPPI T 410 Macammacam produk kertas Secara garis besar, kertas dibagi menjadi 2 kategori, yaitu 1.
kertas asli yang biasanya dibuat dari kertas tergelantang, dan
digunakan untuk menulis, sebagai buku besar, buku dan cover. 2.
Kertas kasar (coarst), dibuat dari kertas tak tergelantang (tidak
mengalami proses bleaching dari pulp kayu lunak dan biasanya digunakan untuk kemasan makanan. Macammacam tipe kertas: 1.
Kertas kraft Biasanya digunakan untuk tas, karton berombak, juga
untuk kemasan makanan 2.
Kertas tergelantang Biasanya digunakan untuk dibuat tas kecil,
amplop, kertas lilin, label, dan bahan laminating 3.
Kertas Greaseproof Biasanya digunakan untuk fatty foods
4.
Kertas Glassine Merupakan kertas yang tahan minyak.Biasanya
digunakan untuk tas, kotak dan kemasan makanan berminyak 5.
Perkamen sayur Kertas ini tidak beracun dan memiliki kekuatan
tahan basah dan minyak. Biasanya digunakan untuk kemasan makanan basah dan berminyak 6.
Kertas tissue Kertas ini memiliki sifat lembut, dan semitransparan.
