BAB 4 Proses Pembuatan Kertas [PDF]

Citation preview

BAB IV PROSES PEMBUATAN KERTAS



III.1



Bahan Baku Pembuatan Kertas Pulp merupakan bahan baku utama dalam proses pembuatan kertas. Pulp yang



diperoleh PT. Pabrik Kertas Tjiwikimia, Tbk. diperoleh dari Indah Kiat, Lontar Papyrus Jambi yang merupakan anak perusahaan Sinar Mas Group di Riau yang memproduksi pulp. Pulp ini dikirimkan ke PT. Pabrik Kertas Tjiwikimia, Tbk. dalam bentuk lembara-lembaran kering untuk diolah lebih lanjut menjadi kertas. Jenis pulp yang digunakan adalah NBKP (Needle Bleached Kraft Pulp) dan LBKP (Leaf Bleached Kraft Pulp). NBKP adalah pulp dengan fiber serat panjang yang berasal dari kayu atau batang pohon yang tidak dapat hidup di daerah beriklim tropis. Pohon ini tidak dapat tumbuh di Indonesia sehingga untuk mendapatkan NBKP ini harus impor dari Negara Perancis, Brazil, dll. Sedangkan, LBKP adalah pulp dengan fiber serat pendek yang berasal dari kayu pohon akasia. Jenis tanaman ini dapat tumbuh dengan baik di Indonesia dan pulp LBKP ini didapatkan dari anak perusahaan Sinar Mas Group yang mempunyai hutan konservasi dan memproduksi pulp. LBKP memiliki serat yang pendek dan lebih tebal daripada NBKP, serta daya tensile dan tearingnya lebih rendah daripada NBKP. Selain pulp, bahan utama pembuatan kertas ini adalah chemical. Chemical yang digunakan antara lain : CaCO3, Cationic Starch, OBA, Sizing Agent, Dyes, Retention Aid, dll.



III.2



Proses Fiber Recovery Selain menggunakan pulp jenis NBKP dan LBKP, beberapa paper machine juga



menggunakan pulp yang berasal dari proses de-inking atau biasa disebut fiber recovery pulp. De-inking merupakan suatu proses pengolahan kertas bekas yang mengandung tinta untuk dijadikan buburan pulp dengan bleaching agent agar warna buburan pulp menjadi lebih bersih dan putih. Sekarang namanya berubah menjadi Fiber Recovery Plan (FRP), dimana ada dua FRP yaitu FRP#1 dan FRP#3. FRP#1 mengolah kertas bekas berupa kardus, karton, yang merupakan kertas coklat. Sedangkan FRP#3 mengolah kertas bekas buku, kertas sisa converting, yang berbasis kertas putih. Dan FRP#2 mengolah ampas tebu, namun sekarang sudah ditutup dikarenakan pengolahan limbahnya susah. Kapasitas produksi FRP sebesar 150 ton per hari. Untuk metode bleaching yang digunakan di unit pengolahan kertas bekas Tjiwikimia ini sudah bebas Chlorine, karena Chlorine sangat berdampak 1ocal1at pada lingkungan.



IV-1



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk Sebagai 2ocal2ative pengganti Tjiwikimia memilih dua tahapan bleaching dengan Oksidatif chemical yaitu Peroxide (H2O2) dan Reduktif chemical yaitu Formaamidine Sulfinic Acid (CH4N2SO2). Keunggulan dari proses bleaching ini adalah senyawa sisa reaksi sangat mudah tergradasi secara alamiah sehingga mengurangi beban pengolahan limbah. Waste paper yang digunakan di FRP berasal dari 2ocal, internal (sisa-sisa converting) dan import. Namun sekarang sudah tidak import waste paper, dikarenakan waste paper dari 2ocal dan internal sudah mencukupi. Proses penglahan waste paper di FRP adalah sebagai berikut. Waste Paper



Fiber Flow



HCC



Coarse Screen



Fine Screen



ELP Cleaner



Jonson Screen



Thickner



Belt Press No. 1



Conditioning Tank



Dillution Tank



Kneading 2



Belt Press No.2



Soakin Tower



Kneading 1



Floatator



Valveless Filter



Bleaching Tower



Ekstraktor



Final Tower



PM



Gambar 2.1 Diagram Alir Fiber Recovery Plan 3 1. Proses Pulping Kertas bekas yang sudah disortir dimasukkan ke dalam Fiber Flow untuk dihancurkan menjadi buburan kertas bekas yang siap untuk diproses reject dibuang secara continue berupa plastik, kawat besi, dll. 2. Proses Cleaning and Screening Dari proses pulping buburan kertas bekas dikirim ke proses cleaning dan screening, dimana pada proses cleaning pembuangan kotoran berdasarkan perbedaan berat jenis dengan buburan kertas bekas. Sedangkan proses screening pemisahan kotoran berdasarkan ukuran dan bentuk. Reject dari proses ini berupa kawat, stappless, plastik, kerikil dan pasir. 3. Proses Dispersing



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-2



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk Proses ini berfungsi untuk melepaskan tinta atau kotoran yang kemungkinan masih ada yang lengket dengan fiber. Disamping itu juga ukuran tinta yang sudah terlepas akan dibuat ukurannya menjadi lebih kecil sehingga di proses floating bisa dengan mudah tinta tersebut diapungkan ke atas untuk dibuang sebagai reject. 4. Proses Soaking Setelah mengalami proses dispersing buburan disimpan di Soaking Tower. Sebelum disipan di Soaking Tower, buburan yang akan masuk soaking tower ditambahkan dengan Soda (NaOH) dan Hydrogen Peroxide (H2O2). Pada proses ini terjadi proses pemutihan oleh Hydrogen Peroxide. Penyimpanan dilakukan dalam kondisi panas dan perendaman dilakukan selama satu jam. 5. Proses Flotation Pada proses ini buburan yang telah mengalami proses dispersing dimana tinta ukurannya sudah kecil dan terlepas dari fiber maka tinta siap untuk diambil melalui busa yang dibentuk oleh de-inking agent (surfactan). Busa yang telah mengikat tinta yang telah terbentuk kemudian di hisap dengan menggunakan blower untuk dibuang dari system. 6. Proses Cleaning Proses ini merupakan proses pengeluaran kotoran yang terakhir dari proses pengolahan waste water di de-inking. Kotoran yang bisa keluar memiliki berat jenis yang hanya sedikit lebih berat dari fiber seperti tinta dan sticky. 7. Proses Bleaching Proses bleaching ini berfungsi untuk memutihkan buburan kertas bekas yang sudah bersih, sehingga kita bisa memproduksi kertas recycle dengan kualitas tinggi (high brightness). Proses bleaching ini menggunakan reductive chemical yaitu FAS (Formamidine Sulfinic Acid). Penyimpanan di bleaching tower ini dilakukan dalam kondisi panas dalam waktu satu jam. 8. Proses Washing Setelah mengalami proses penghilangan kotoran dan pemutihan (bleaching) sebelum disimpan di Final Storage maka buburan mengalami proses pencucian dengan menggunakan air dari Paper Machine untuk menghilangkan sisa tinta dan chemical. 9. Proses Storage Buburan yang telah bersih dan putih kemudian disimpan di Final Storage sebelum dikirim ke beberapa Paper Machine yang membutuhkan.



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-3



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk



III.3



Proses Pembuatan Kertas Proses pembuatan kertas di PT. Pabrik Kertas Tjiwikimia, Tbk secara umum dibagi



menjadi dua tahapan proses, yaitu stock preparation dan paper machine. Pengoperasian dan kontrol produksi di PM10 bisa dilakukan di DCS. Disamping DCS terdapat panel-panel yang juga digunakan untuk komtrol dan pengoperasian equipment/machine. Untuk kontrol produk juga dilakukan pengambilan sampel dibeberapa tempat yang ditentukan. Kapasitas produksi di PM10 ±1700 ton/month. 1. Stock Preparation Merupakan awal dari proses pembuatan kertas dimana pulp yang berupa bal dijadikan buburan pulp yang akan diproses menjadi lembaran kertas.



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-4



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-5



Crane



Lift



Zat Radioaktif



Bejana Tekan



Bejana Uap



Forklift



Excavator, Shovel, Backhoe



Truck



CONVEYOR



BALE PULP NBKP & LBKP



PULPER



DEFLAKER



FIBER RECOVERY CHEST



SAVA ALL



WIREPIT



DEINKING PULP



NBKP & LBKP PULP CHEST



DRY BROKE CHEST



DRY BROKE THICKENER



REFINER



WET BROKE CHEST



WET BROKE THICKENER



HDC



DB SCREEN



WET BROKE TOWER



Gambar 2.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Kertas di Paper Machine 10



DRY BROKE TOWER



CALENDAR PIT& SIZEPRESS PIT



PRESS PIT & COUCH PIT



BLENDING CHEST



MACHINE CHEST



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk 1.1. Proses Refining LBKP dan NBKP Pulp LBKP (Leaf Bleached Krafts Pulp) dan NBKP (Needle Bleached Krafts Pulp) yang masih berbentuk bal diletakkan di atas conveyor untuk dimasukkan ke dalam pulper. Didalam pulper, pulp tersebut ditambahkan air dan diaduk menggunakan agitator selama 10-15 menit agar menjadi buburan pulp. Buburan pulp kemudian dipisahkan dari pengotor berdasarkan berat jenisnya dengan menggunakan HDC. HDC (High Density Cleaner) merupakan alat dengan prinsip kerja sentrifugasi, dimana buburan yang bercampur dengan pengotor akan berputar. Putaran tersebut akan menghasilkan gaya sentrifugal sehingga pengotor yang lebih berat dari serat akan putaran turun dan dibuang melalui bagian bawah HDC. Sedangkan serat akan naik untuk menuju refiner. Pengotor yang terbuang sebagai reject dalam proses ini seperti kawat, kayu, dsb. Selanjutnya serat dari HDC masuk ke dalam refiner untuk penyerabutan serat-serat dalam buburan pulp. Penyerabutan serat ini bertujuan untuk meningkatkan luas permukaan serat agar dapat mengikat lebih banyak bahan pendukung yang akan ditambahkan. Selain itu, dengan proses penguraian serat ini diharapkan dapat memperkuat ikatan antar serat. Prisnsip kerja dari refiner ini adalah penguraian serat akibat tekanan dan gesekan antar disk yang ada didalam refiner. Alat ini digunakan untuk mendapatkan siftness dan tensile yang diinginkan. Sampel untuk pengujian kualitas diambil di refiner LBKP dan NBKP sebanyak 2 kali setiap shift. Hasil dari refiner kemudian ditampung didalam LBKP dan NBKP Pulp Chest sebelum masuk ke dalam mixing chest. 1.2. Proses Broke Treatment Ada dua jenis broke yatitu Dry Broke dan Wet Broke. Dry Broke berasal dari size pit, calender pit, winder pit, dan broke finishing. Dry Broke dikumpulkan didalam Dry Broke Storage untuk dijadikan buburan. Kemudian buburan tersebut diuraikan seratnya menggunakan deflaker. Deflaker merupakan suatu alat yang mirip dengan DDR (Double Disk Refiner). Alat ini berfungsi untuk membuka kembali ikatan serat yang telah menjadi kertas untuk menghasilkan serat tunggal. Karena ikatan serat pada kertas yang sudah jadi ini lebih kuat daripada ikatan serat pada pulp, maka gaya yang diperlukan untuk menguraikan kembali serat dalam kertas ini lebih besar dibandingkan dengan gaya untuk penguraian serat pada pulp. Setelah itu kotoran akan dipisahkan dengan Power Screen dan Pack Pulper. Karean sesudah screen konsistensinya sangat rendah, maka digunakan thickener untuk menurunkan kadar



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-6



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk airnya. Thickener yang digunakan menggunakan prinsip sama dengan rotary drum. Selanjutnya pulp hasil dari thickener ditampung dalam dry broke chest. Sedangkan Wet Broke berasal dari Press Pit dan Couch Pit. Karena Wet Broke masih banyak kandungan airnya, maka buburan tersebut dinaikkan konsistensinya menggunakan thickener. Setelah dinaikkan konsistensinya buburan tersebut ditampung dalam wet broke chest. 1.3. Proses Recovery White Water and Recovery Tank Proses ini menggunakan Save All untuk menghasilkan Recovery Stock dan White Water dengan ppm serendah mungkin. 1.4. Proses Mixing Stock dari masing-masing proses diatas dialirkan ke Mixing Chest, dan juga ditambahkan stock dari FRP. Didalam Mixing Chest semua stock dicampur agar tercampur rata. Hasil campuran tersebut kemudian dimasukkan ke dalam Machine Chest. 2. Paper Machine Type mesin yang digunakan pada PM 10 ini adalah M.H. Former dengan kecepatan mesin ± 1300 m/menit. Mesin tersebut dapat digunakan untuk membuat kertas dengan Basic Weight 40-120 GSM. Untuk jenis kertas Cast Coating Base Paper dan Coating Base Paper memaki moisture 3,5% ± 2, sedangkan untuk jenis kertas HVS memakai moisture 5% ± 2. Pada bagia paper machine ini dibagi menjadi beberapa bagian yang berurutan yaitu : 2.1 Approach System Approach system pada dasarnya menunjukkan fungsi dari fan pump dimanapun campuran pulp dilarutkan dan dicampur dengan bahan kimia yang diperlukan. Hasil campuran tersebut kemudian di cleaner dan di screen lagi agar lebih bersih sebelum menuju ke Headbox. 2.1.1 Machine Chest Untuk menampung suspensi dari mixing chest dan untuk mengatur konsistensi secara otomatis. Selanjutnya campuran tersebut dialirkan ke Flow Box. 2.1.2 Flow Box Pada Flow Box ditambahkan hercon dan starch. Flow Box ini berfungsi untuk menghilangkan turbulensi dan membuat stock menjadi homogen, serta sebagai tempat penampungan sementara campuran buburan sebelum masuk ke



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-7



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk silo..Untuk menghilangkan turbulensi dilakukan dengan cara mengatur laju buburan dimana overflow buburan tersebut akan kembali ke machine chest. Pengambilan sampel di Flow Box untuk diuji dilakukan sebanyak 3 kali setiap shift. 2.1.3 Silo Silo merupakan sebuah tempat yang berfungsi untuk menampung air yang jatuh secara gravitasi dari wire part, suction box, couch roll, press part, wire pit. Air ini digunakan sebagai pengencer aliran stock yang masuk ke fan pump, sehingga buburan akan menjadi sangat encer dan beban pompa menjadi lebih ringan. Penggunaan kembali air sisa dari paper machine untuk pengenceran adalah untuk memanfaatkan baha kimia yang masih 2.1.4 Fan Pump Fan pump merupakan pompa yang digerakkan oleh direct current motor yang kapasitasnya tertentu dan dapat diatur sehingga dapat digunakan untuk mendorong buburan pulp dengan kecepatan tinggi menuju ke Centricleaner. 2.1.5 Cleaner dan Screen Centri cleaner berbentuk kerucut vertikal dengan prinsip kerjanya yaitu pemisahan akibat adanya gaya gravitasi dan sentrifugal. Screen berfungsi menyaring suspensi pulp dari centri cleaner sebelum masuk Headbox. 2.2 Headbox Headbox menerima stock yang dikirim dari dan pump melalui centricleaner dan screen untuk kemudian memancarkan secara merata selebar mesin, pada konsistensi yang uniform. Sampel untuk uji diambil di Headbox sebanyak 3 kali setiap shif. 2.2.1 Slice Fungsinya untuk menerima stock dengan kecepatan yang relatif rendah dalam Hedbox pada statis head yang tinggi dan mengeluarkan ke atmosfir dengan kecepatan mendekati kecepatan wire. Pada kecepatan tertentu berat kertas dikendalikan oleh opening slice, konsistensi dan rate flow pada valve. 2.3 Wire Part Suspensi pulp yang keluar dari slice diterima oleh wire yang berjalan dengan kecepatan tetap. Wire Part berfungsi untuk membentuk anyaman serat dan sambil jalan maju, air jatuh secara gravitasi melalui lubang-lubang wire. Kira-kira 20% dari kandungan air dari buburan dapat dihilangkan pada daerah wire dengan cara gravitasi,



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-8



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk vacum, dan tekanan. Sampel yang diambil untuk uji adalah wire water sebanyak 3 kali setiap shift. 2.4 Press Part Setelah lembaran keluar dari wire, lembaran tersebut diterima oleh bagian pengepresan. Bagian pengepresan terdiri dari 4 tahap (1p,2p,3p dan 4p). Fungsi dari bagian pengepresan adalah untuk mengeluarkan air dari lembaran. Disamping fungsi tersebut pengepresan merupakan cara untuk membuat lembaran lebih halus dan lebih padat. 2.5 Pre Dryer Pengeringan adalah suatu cara untuk mengeluarkan air dari lembaran dengan penguapan. Lembaran dari bagian pengepresan dilewatkan dengan membungkus silinder pengering, dari sini uap didalam silinder pengering yang telah mengeluarkan panas akan mengembun sebagai kondensat dan akan dikeluarkan dari silinder pengering. 2.6 Size Part Pada bagian ini ditambahkan bahan sizing untuk meningkatkan kehalusan kertas, gloss kertas dan membantu ketahanan kertas terhadap laju penetrasi tinta atau air sehingga kertas tidak mudah menyerap air atau tinta. Bahan sizing dipasok dari Coating Kitchen. Sampel yang diambil merupakan larutan yang dihasilkan dari Coating Kitchen. 2.7 After Dryer Berfungsi untuk mengurangi kadar airdalam lembaran kertas dengan proses pengeringan juga untuk mengeringkan bahan sizing yang ditambahkan pada bagian Size Press. Sistem engeringan pada after dryer ini sama dengan pre dryer, yaitu dengan menggunakan steam yang didistribusikan ke dalam silinder-silinder pengering. 2.8 Calender Calender berfungsi untuk memadatkan kertas sehingga dapat memberikan hasil akhir kertas yang halus dan licin serta ketebalan dari kertas rata. Hal ini diperoleh dengan geseran pada kedua sisi lembaran dan tekanan Calender Roll diantara lembaran kertas yang lewat. 2.9 Reel Kertas yang keluar dari calender digulung menjadi gulungan kertas. Sample diambil pada setiap Jumbo Roll turun.



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-9



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk 2.10Rewinder Untuk menggulung kembali Jumbo Roll dan memotong kertas sesuai dengan ukuran pesanan. Pengujian kualitas dilakukan secara visual setiap potongan selesai. Transfer Jumbo Roll menggunakan crane.



III.4



Proses Converting Converting plant ini menghasilkan berbagai macam stationery, kebutuhan kantor, gift,



kemasan, dan lain-lain. Pada PT. Pabrik Kertas Tjiwi Kimia, Tbk ini terdapat lima converting factory yaitu 1. CF – 1 : Exercise Book, Pad, Spiral Book, Loose Leaf 2. CF – 2 : Continuous Form, Envelope, Register Roll 3. CF – 3 : Shopping Bag, Gift Bag, Fancy Products 4. CF – 4 : Publishing Books, Agenda, Hardcover & Soft cover Books 5. CB



: Carton Box



Unwind



Printing



Cross Cutter



Over Lapping



Feeder



Stiching



Back Pressing



Trimmer



Strapping



By-Pass



Labelling



Arranger



Wrapping



Conveyor Flight



Delivery



Gambar 2.3 Diagram Alir Converting IA 1.



Unwind Untuk pemasangan roll kertas baru, dengan kapasitas produksi 9000-10000 ton/month,



pemasangan roll kertas baru setiap 3 menit. 2.



Printing Untuk mencetak garis buku, warna tinta maksimal 3 warna namun kebanyakan hanya



2 warna contohnya untuk buku SIDU sedangkan untuk Big Boss 1 warna, ketebalan garis minimum 75 micron dan maksimum 2 mm, dan terdapat macam-macam rulling antara lain single-fourline, square, AEB, music, dll.



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-10



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk 3.



Cross Cutter Untuk memotong kertas yang sudah ada garis bukunya, standart spec : ukuran cut of



length min 210 mm dan maks 730 mm 4.



Over Lapping Untuk menata inner sheet yang sudah dipotong dari inner yang berpisah-pisah menjadi



inner yang bertumpuk-tumpuk, berfungsi untuk collecting yaitu mengatur isi buku dari isi 8 sampai 100 sheet. 5.



Feeder Berfungsi untuk umpan cover ke inner sheet.



6.



Stiching Berfungsi untuk stiching atau menjahit punggung buku.



7.



Back Pressing Menekan punngung buku agar bisa terlipat menjadi dua bagian.



8.



Trimmer Berfungsi untuk memotong sisi panjang buku agar panjang dan lebar buku sesuai dengan spesifikasi produk yang diinginkan.



9.



Delivery Delivery adalah proses mengirimkan atau mengambil buku untuk diletakkan pada proses berikutnya yang dilakukan secara manual, dengan kapasitas 5-6 ton/shift.



10. Conveyor Flight Berfumgsi untuk transport buku ke mesin wrapping. 11. Wrapping Berfungsi untuk membungkus buku menggunakan jenis plastik wrap yang diinginkan. 12. Arranger Berfungsi untuk merapikan wrapping buku bagian depan dan belakangnya agar padat dan rapi. 13. Labelling Pemasangan label atau stiker buku sebagai penjelasan isi buku yang ada dalam satu kemasan. 14. By-Pass Mengontrol pack buku agar isinya sesuai dengan perintah settingan, apabila isinya tidak sesuai maka buku tersebut dibuang sebagai reject untuk diproses kembali di fiber recovery plan 3.



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-11



LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Pabrik Kertas Tjiwi kimia, Tbk 15. Strapping Berfungsi untuk mengikat karton tempat pengemasan terakhir buku dengan tali strapping agar box buku tidak terbuka.



DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER



IV-12