Makalah Teknologi Pembuatan Serat - Rayon Viskosa [PDF]

Citation preview

PENGARUH KEMATANGAN DAN KEKENTALAN LARUTAN VISKOSA TERHADAP KESALAHAN PEMINTALAN PADA PROSES PEMBUATAN SERAT RAYON VISKOSA` MAKALAH diajukan untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Teknologi Pembuatan Serat



Oleh Adela Faradina Irnanda (NPM 18020002) Anita Prahasti (NPM 18020016) Assyfa Kusumaningsih (NPM 18020018) Azkia Aulia Nurani Abdi (NPM 18020020)



PROGRAM STUDI KIMIA TEKSTIL POLITEKNIK STTT BANDUNG 2019



DAFTAR ISI



BAB I .................................................................................................................................. 3 PENDAHULUAN ............................................................................................................. 3 1.1



Latar Belakang .................................................................................................. 3



1.2



Rumusan Masalah ............................................................................................ 4



1.3



Tujuan ................................................................................................................ 4



1.4



Manfaat .............................................................................................................. 4



BAB II ................................................................................................................................ 5 PEMBAHASAN ................................................................................................................ 5 2.1



Dasar Teori ........................................................................................................ 5



2.2



Pembahasan ....................................................................................................... 6



2.2.1 Bahan Baku dan Bahan Pembantu pada Proses Pembuatan Serat Rayon Viskosa ........................................................................................................... 6 2.2.2 Alat-Alat yang Digunakan pada Proses Pembuatan Serat Rayon Viskosa.......................................................................................................................9 2.2.3



Proses Pembuatan Serat Rayon Viskosa............................................... 21



2.2.4



Diagram Alir Proses Pembuatan Serat Rayon Viskosa ....................... 25



BAB III............................................................................................................................. 26 TINJAUAN KHUSUS .................................................................................................... 26 3.1



Proses Koagulasi pada Pemintalan Basah .................................................... 26



3.2 Pengaruh Kematangan dan Kekentalan Larutan Viskosa Terhadap Kesalahan Pemintalan pada Proses Pembuatan Serat Rayon Viskosa.................. 27 BAB IV ............................................................................................................................. 29 KESIMPULAN ............................................................................................................... 29 4.1



Kesimpulan ...................................................................................................... 29



DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 30



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Serat adalah material yang berbentuk halus dan memiliki perbandingan panjang dengan diameter yang sangat besar. Atau dapat diartikan serat adalah ukuran panjang yang relatif jauh lebih besar daripada lebarnya. Serat dibedakan menjadi dua yaitu serat alami dan buatan. Serat alami adalah serat yang berasal dari tumbuhan ataupun hewan. Sedangkan, serat buatan adalah serat yang dibuat oleh manusia dari bahan sintetik. Rayon atau kain regenerasi selulosa.



rayon adalah kain yang Serat



yang



dibuat



dari



serat



dijadikan benang rayon



hasil berasal



dari polimerorganik, sehingga disebut serat semisintesis karena tidak bisa digolongkan sebagai serat sintetis atau serat alami yang sesungguhnya. Dalam industri tekstil, kain rayon dikenal dengan nama rayon viskosa atau sutra buatan. Kain ini biasanya terlihat berkilau dan tidak mudah kusut. Serat rayon memiliki unsur kimia karbon, hidrogen, dan oksigen. Kain



rayon



bahan pakaian dan



digunakan



secara



perlengkapan



luas



busana,



dalam



industri garmen untuk



seperti daster, jaket, jas, pakaian



dalam, syal, topi, dasi, kaus kaki, dan kain pelapis sepatu. Kain jenis ini juga dipakai



sebagai



kain



alas



dan



pelengkap



perabot



rumah



tangga



(seprai, selimut, tirai) dan alat – alat kebutuhan industri (kain untuk perabot rumah sakit,



benang ban),



serta



barang



kesehatan



pribadi



misalnya;pembalut



wanita dan popok. Di Indonesia, kain rayon merupakan bahan baku untuk industri kain dan baju batik. Rayon viskosa adalah serat semi-sintesis hasil regenerasi selulosa. Pada dasarnya pembuatan serat rayon viskosa adalah perubahan dari selulosa yang tidak larut menjadi selulosa yang larut. Proses pelarutan dikerjakan dengan zat kimia yang mampu menguraikan tanpa merusak molekul, membebaskannya dalam cairan dan akhimya larutan dikoagulasikan serta diregenerasi menjadi bentuk serat.



1.2 Rumusan Masalah Dalam makalah ini kita akan membahas beberapa masalah diantaranya: 1) Apa saja bahan baku dan bahan pembantu dalam proses pembuatan serat rayon viskosa? 2) Apa saja alat-alat yang digunakan dalam proses pembuatan serat rayon viskosa? 3) Bagaimana proses pembuatan serat rayon viskosa? 4) Bagaimana diagram alir proses pembuatan serat rayon viskosa? 1.3 Tujuan Tujuan dari makalah meliputi beberapa hal dibawah ini: 1) Memaparkan bahan baku dan bahan pembantu dalam proses pembuatan serat rayon viskosa . 2) Mendiskripsikan alat-alat yang digunakan dalam proses pembuatan serat rayon viskosa. 3) Menjelaskan proses pembuatan serat rayon viskosa. 4) Memaparkan diagram alir proses pembuatan serat rayon viskosa. 1.4 Manfaat 1) Bagi Penulis Mengerti tata cara penulisan ilmiah dalam bentuk makalah, proses pembuatan serat rayon viskosa, dan cara mengendalikan mutu bahan baku sebelum diproses sampai menjadi serat rayon viskosa. 2) Bagi Pembaca Menambah wawasan pembaca dalam ilmu tekstil khususnya yang berkaitan dengan proses pembuatan serat rayon viskosa.



BAB II PEMBAHASAN



2.1 Dasar Teori Pembuatan serat rayon viskosa ditemukan oleh C.F. Cross dan E.J. Bevan pada tahun 1891, produksi rayon viskosa pertama oleh Courtaulds Ltd. yang berkembang keseluruh dunia. Rayon atau kain rayon adalah kain yang dibuat dari serat hasil regenerasi selulosa. Serat yang dijadikan benang rayon berasal dari polimerorganik, sehingga disebut serat semisintesis karena tidak bisa digolongkan sebagai serat sintetis atau serat alami yang sesungguhnya. Dalam industri tekstil, kain rayon dikenal dengan nama rayon viskosa atau sutra buatan. Kain ini biasanya terlihat berkilau dan tidak mudah kusut. Serat rayon memiliki unsur kimia karbon, hidrogen, dan oksigen. Kain rayon digunakan secara luas dalam industri garmen untuk bahan pakaian dan perlengkapan busana, seperti daster, jaket, jas, pakaian dalam, syal, topi, dasi, kaus kaki, dan kain pelapis sepatu. Kain jenis ini juga dipakai sebagai kain alas dan pelengkap perabot rumah tangga (seprai, selimut, tirai) dan alat – alat kebutuhan industri (kain untuk perabot



rumah



sakit,



benang ban),



serta



barang



kesehatan



pribadi



misalnya;pembalut wanita dan popok. Di Indonesia, kain rayon merupakan bahan baku untuk industri kain dan baju batik. Bahan dasar pembuatan serat rayon adalah bubur kayu yang dimurnikan disebut pulp. Pulp tersebut diubah menjadi alkali selulosa drngan natrium hidroksida, kemudian dengan karbon disulfida diubah menjadi natrium selulosa xantat, yang selanjutnya dilarutkan dalam larutan soda kostik encer. Larutan ini kemudian diperam dan dipintal dengan cara pemintalan basah menggunakan larutan asam. Filamen hasil pemintalan masih belum murni sehingga perlu dimurnikan dengan pencucian (after treatment). Pertama filamen dicuci dengan air dan larutan natrium sulfida, selanjutnya dilakukan pengelantangan dengan larutan hipoklorit dan akhirnya dikeringkan. Untuk pembutana benang stapel, filamen dipotong dan bila perlu dibutat keriting (crimping). Cara yang biasanya dilakukan untuk pengeritingan ialah dengan melewatkan filamen diantara rol – rol yang beralur



sehingga akan menjadi keriting sebelum dipotong – potong menjadi stapel, selain cara ini pengeritingan juga dapat dilakukan secara kimia. Pada keadaan kering rayon viskosa merupakan isolator listrik yang baik tetapi uap air yang diserap akan mengurangi daya isolasinya. Rayon viskosa tahan terhadap penyetrikaan tetapi oleh pemanasan yang lama warnanya akan berubah menjadi kuning, sedangkan oleh penyinaran kekuatannya akan berkurang. Rayon viskosa cepat rusak oleh asam dibandingkan dengan kapas, terutama dalam keadaan panas tetapi tahan terhadap pelarut untuk pencucian kering (dry – cleaning). Sifat-sifat fisika serat rayon viskosa diantaranya adalah dalam keadaan basah kekutan rayon viskosa sekitar 2,6 g/denier sedangkan alam keadaan kering sekitar 1,4 g/denier, mulur serat dalam keadaan basah sekitar 25% dan dalam keadaan kering sekitar 15%, moisture regain saat kondisi standar adalah 12 – 13%, elastisitas serat rayon kurang baik dibandingkan dengan serat kapas. Apabila dalam pertenunan benangnya mengalami suatu tarikan mendadak kemungkinan benangnya tetap mulur dan tidak mudah kembali kebentuk semula, yang mengakibatkan pencelupan tida rata dan terlihat seperti garis yang berkilau. Selain itu, rayon viskosa memiliki berat jenis adalah 1,50 – 1,53 g/cm3dan serat rayon viskosa tahan terhadap penyetrikaan tetapi apabila dalam waktu yang lama akan menyebabkan rayon viskosa menjadi kekuningan. 2.2 Pembahasan 2.2.1



Bahan Baku dan Bahan Pembantu pada Proses Pembuatan Serat Rayon Viskosa



1. Bahan Baku Serat rayon viskosa adalah serat selulosa yang diregenerasi. Selulosa tersebut bersal dari pulp yang merupakan bahan baku yang berasal dari ekstraksi serpihan serpihan kayu. Pulp tersebut memiliki panjang serat yang berbeda, kombinasi pengunaan jenis pulp serta panjang dan pulp serta pendek akan mempengaruhi kualitas dan biaya produksi serat rayon. Untuk menekan biaya produksi dan menghasilkan serat rayon viskosa dengan kualitas terbaik maka perbandingan pulp yang digunakan antara serat pendek dan serat panjang adalah 2 : 1 dengan



perbandingan tersebut maka dalam produksi serat rayon selama satu hari (produksi 50 ton/hari) dibutuhkan sekitar 1.100 bale pulp serat pendek dan 550 bale pulp serat panjang dengan spesifikasi sebagai berikut : 



Warna



: Putih







Bentuk



: Lembaran







Ukuran



: (59 x 80 x 0,5) cm







Berat per bale



: (220-205) kg







Kandungan ɑ selulosa



: ±90 %







Panjang serat menurut jenis serat



:







AVCell dan Domsjo



: (0,42 – 4,92) cm







CNC, AVNect dan Bahaia



: (0,39 – 1,91) cm



2. Bahan Pembantu Bahan-bahan pembantu yang digunakan setiap bidangnya adalah seperti terlihat pada tabel 2.1 dibawah ini : Tabel 2.1 Bahan bahan pembantu yang digunakan bidang viskosa No



Zat yang digunakan



Fungsi Untuk mengubah selulosa menjadi alkali



1.



Soda kostik (NaOH)



selulosa,



melarutkan



hemiselulosa dan melarutkan alkali selulosa xantat sehingga diperoleh larutan viskosa. Sebagai



2.



Mangan Sulfat (MnSO4)



mempercepat



katalisator reaksi)



(untuk dalam



pemeraman alkali selulosa.



3.



4.



Berol Visco 32 dan Berol 315



Karbon Disulfida (CS2)



Sebagai zat aktif permukaan untuk menurunkan tegangan permukaan selulosa dengan NaOH kedalam pulp. Untuk membentuk alkali selulosa menjadi alkali selulosa xantat.



Tabel 2.2 Bahan bahan pembantu yang digunakan bidang pemintalan No



Zat Pembantu



Fungsi Untuk meregenerasi alkali selulosa xantat



1.



H2SO4



menjadi selulosa dalam bentuk bentuk filamen dan sebagai penetrasi sisa NaOH dari larutan viskosa.



2.



Na2SO4



3.



ZnSO4



Untuk mengendapkan alkali selulosa Xantat (berbentuk gel) sehingga membentuk filamen. Untuk memperlambat proses regenerasi Untuk menghilangkan senyawa belerang yang



4.



NaOH



terdapat didalam serat sebagai hasil reaksi samping dalam pembuatan alkali selulosa xantat



5.



6.



7.



8.



9.



Natrium



Sebagai zat pengelantang untuk memutihkan



hipoklorit



serta rayon viskosa pada proses pengolahan



(NaOCl)



lanjutan



Titanium dioksida (TiO2)



Asam asetat



Sebgai zat penyuram, untuk pembuatan serat rayon viskosa jenis suram dull) atau setengah suram (semi dull) Untuk menetralkan sisa NaOH yang masih terkandung dalam mat



HonolGA dan



Zat aktif permukaan yang digunakan untuk



Honol MGR



mendapatkan pegangan serat yang lembut



Hidrogen



Zat



peroksida



pengelantangan dengan NaOCl



untuk



menyempurnakan



hasil



Tabel 2.3 Bahan bahan pembantu yang digunakan di bidang penunjang No



1.



Zat Pembantu Resin Penukar kation



Fungsi Untuk menurunkan tingkat kesadahan air sehingga akan diperoleh air lunak yang dapat digunakan untuk proses produksi



PAC (poli2.



alumuniuklorida)



2.2.2



3.



NaCl



4.



Kapur



5.



Lumpur aktif



6.



Urea dan TSP



7.



Polimer



8.



Arang



Sebagai flokulan yang membentuk partikel partikel halus dalam air yang nantinya dapat diendapkan dalam clarry flocculator aray lamela clarifier. Untuk meregenerasi resin pelunak Untuk menetralkan dan mengendapkan air limbah Sebagai media untuk tempat hidup bakteri yang akan mendegradasi bahan organik Sebagai makanan bakteri Untuk mempermudah pemisahan lumpur padat dengan cairannya Bahan baku pembuatan larutan CS2



Alat-Alat yang Digunakan pada Proses Pembuatan Serat Rayon Viskosa Alat-alat yang digunakan dalam proses pembuatan serat rayon viskosa



dibawah ini berdasarkan kebutuhan perbidangnya, adalah: Tabel 1.1 Alat-alat yang digunakan dalam bidang viskosa NO



ALAT



SPESIFIKASI ALAT 



Fungsi : Tangki penyimpanan NaOH cair dengan konsentrasi 48-48,5%



1.



Storage tank







Buatan : Grasim india







Volume : 11,38 m2







Jumlah : 6 tangki







Fungsi : Bak Pengenceran NaOH dari konsentrasi 48-48,5% menjadi 43-45%



2.



Absorbsi tower



dengan sistem absorbsi pada proses flash deaerator 



Buatan : Grasim india







Volume : 43,5 m3







Jumlah : 2 tangki







Fungsi : Tangki penyimpanan NaOH cair dengan konsentrasi 48-48,5%



3.



Absobsi Tank







Buatan : Grasim india







Volume : 43,5 m3







Jumlah : 2 tangki







Fungsi : Bak Pelarutan untuk mengencerkan NaOH dari konsentrasi



4.



33% dengan sistem sirkulasi



Caustic Dissolver



43-45% menjadi







Buatan : Grasim india







Volume : 84,9 m3







jumlah : 1 tangki







Fungsi : Tangki untuk menampung larutan NaOH 33% dan mengendapkan kotorannya selama 70 jam



5.



6.



Settler tank



Sludge tank







Buatan : Grasim india







Volume : 89,269 m3







jumlah : 14 tangki







Fungsi : Penampung kotoran larutan NaOH







Buatan : Grasim india







Volume : 19 m3







jumlah : 2 tangki







Fungsi : Tangki peresapan larutan NaOH 33%



7.



8.



Strong Lye Head Tank



Press Lye Tank I







Buatan : Grasim india







Volume : 33,785 m3







jumlah : 2 tangki







Fungsi : Tangki untuk menyiapkan larutan NaOH 18% panas yang akan digunakan pada proses slurry mixer







Buatan : Grasim india







Volume : 27 m3







jumlah : 2 tangki







Temperatur : 50-52







Fungsi : Tangki pemisah NaOH 18% dan alkali selulosa yang tercampur dari slurry



9.



press



Wagner Filter 



Buatan : Grasim india







jumlah : 2 tangki







Fungsi : Tangki untuk menampung NaOH 18% yang telah disaring oleh wagner filter



10.



Press Lye Tank 2







Buatan : Grasim india







Volume : 27 m3







jumlah : 6 tangki







Fungsi



12.



Tangki



untuk



menampung



kelebihan NaOH 18% dari slurry press



Press Lye Over 11.



:



Flow Tank







Buatan : Grasim india



(FLOW Tank)







Volume : 21 m3







jumlah : 14 tangki







Fungsi : Tangki untuk menyaring alkali



Sharpless Filter



selulosa 



Buatan : Grasim india







jumlah : 2 tangki







Fungsi : Tangki untuk menyaring alkali selulosa



13.



14.



Kirket Filter



Clarrifier Tank







Buatan : Grasim india







jumlah : 2 tangki







Fungsi : Tangki untuk menampung hasil penyaringan sharpless dan kirket filter







Buatan : Grasim india







Volume : 27 m3



15.







jumlah : 1 tangki







Fungsi : Tangki untuk membuat NaOH 11%



Disolving Lye







Buatan : Grasim india



Tank







Volume : 5,4 m3







jumlah : 5 tangki







Fungsi : Tangki untuk membuat NaOH 11% dengan temperatur 33-34



16.



Charge Water







Buatan : Grasim india







Volume : 5,4 m3







jumlah : 5 tangki







Fungsi : membawa dan memasukkan pulp kedalam slurry mixer



17.



Pulper Feeder







Buatan : Grasim india







Kapasitas umpan : 600 kg/batch







jumlah : 5 buah







Fungsi : mencampur pulp dan NaOH untuk membuat slurry selulosa alkali



18.



19.



Slurry Mixer (Pulper)



Homogenizer







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 10 m3







jumlah : 5 tangki







Suhu : 50-52







Putaran pengaduk : 464 rpm







Fungsi : Untuk menghomogenkan slurry selulosa alkali dengan cara pengadukan







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 45m3







jumlah : 2 buah







Suhu : 50







Putaran pengaduk : 39,4 rpm







Fungsi : mengurangi serta memisahkan kelebihan NaOH, air dan hemiselulosa yang larut dalam slurry selulosa alkali



20.



21.



22.



Slurry Press



Schredder



Maturing Drum







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 35 ton/hari







jumlah : 10 buah







Tekannan : 0,6 – 1 kg/cm3







Putaran rol: 3 rpm







Fungsi : pencabik lembaran selulosa alkali menjadi membentuk crumb







Buatan : Grasim india







jumlah : 10 buah







Fungsi : tempat pemeraman selulosa alkali







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 227 m3







Jumlah : 5 buah







Suhu : 40-50







Waktu : 6 jam







Diameter : 2,3 meter







Panjang : 18 meter







Kecepatan putar : 0,3-0,6 rpm







Fungsi : Menghembuskan selulosa alkali hasil pemeraman ke hopper room



23.



24.



Blower



Silo/Hopper Room







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 4000 m3/jam







Jumlah : 3 unit







Suhu : 26







Tekanan : 0,45 kg/cm2







Fungsi : tempat menampung selulosa alkali yang akan masuk kedalam xanthator







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 6000 kg







Jumlah : 18 buah







Fungsi : tempat reaksi antara selulosa alkali dengan CS2 sehingga terbentuk alkali selulosa xantat



25.



Xanthator







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 18 ton







Jumlah : 18 buah







Suhu : 33-34







Waktu reaksi : 40-45 menit







Putaran pengaduk : 3 rpm







Tekanan : 0,6 – 1 kg/cm2







Fungsi : menghancurkan dan melarutkan kembali alkali selulosa xantat yang masih menggumpal



26.



Dissolver







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 8,5 m3







Jumlah : 36 buah







Suhu : 16







Fungsi : menghasilkan larutan viskosa agar lebih homogen



27.



28.



Blender



Receiving Tank







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 20 m3







Jumlah : 2 buah







Suhu : 2







Waktu : 30 menit







Kecepatan putar : 13 rpm







Fungsi : tempat menampung larutan viskosa untuk proses pematangan







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 40 m3







Jumlah : 8 tangki







Fungsi : Penyaring kotoran kotoran atau zat zat lain yang tidak larut yang masih ada didalam larutan viskosa



29.



Filter I







Buatan : Grasim india







Jumlah : 22 buah







Ukuran lubang saringan : 30μm







Fungsi : tangki penampungan larutan viskosa hasil filtrasi pertama sebelum masuk



30.



kedalam filter kedua



Intermediate Tank 1







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 7 m3







Jumlah : 1 buah







Fungsi : Menyaring kembali larutan viskosa untuk mendapatkan hasil yang lebih baik



31.



Filter II







Buatan : Grasim india







Jumlah : 14 buah







Ukuran lubang saringan : 25μm







Fungsi : tangki penampungan larutan viskosa hasil filtrasi kedua sebelum masuk



32.



kedalam flash dearator



Intermediate Tank II







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 7 m3







Jumlah : 1 buah







Fungsi : Menghilangkan gelembung udara yang ada didalam larutan viskosa



33.



Flash Deaerator







Buatan : Grasim india







Kapasitas : 645 m3







Jumlah : 4 unit







Tekanan : 5,5 kg/cm2







Flow : 29,5 m3/jam







Fungsi : untuk menyaring kotoran yang masih ada pada larutan viskosa setelah proses flash deaerator



34.



Filter III







Buatan : Grasim india







Lubang saringan : 20μm







Jumlah : 15 buah







Fungsi : Tempat penampungan larutan viskosa yang telah siap untuk dipakai



35.



Spinning tank







Buatan : Grasim india







Jumlah : 8 buah







Kapasitas : 630 m3



Tabel 1.2 Alat-alat yang digunakan dalam bidang pemintalan No 1.



Alat Mesin Spinning



Spesifikasi Alat  Fungsi



:



Mesin



pemintalan



untuk



meregenerasi larutan viskosa menjadi serat rayon viskosa dalam bentuk filamen  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Jumlah : 6 unit  Kapasitas : +/- 100 ton/hari/line produksi.  Jumlah Spinneret: 180 buah/line produksi 2.



Mesin Peregang  Fungsi: Untuk memberikan peregangan pada filamen



yang



terbentuk



yang



akan



berpengaruh pada kekuatan serat.  Buatan: Ing Maurer SA Berner Swiss.  Jumlah: 6 buah 3.



Mesin



 Fungsi: untuk memotong serat filamen (tow)



Pemotong



menjadi serat staple sesuai dengan panjang



(cutter)



yang diinginkan.  Buatan: Ing Maumer SA Berner Swiss.  Jumlah: 6 unit



4.



Mesin CS2 Recovery Through



 Fungsi : Untuk menghilangkan CS2 yang terkandung dalam serat  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Jumlah : 6 unit  Kapasitas : +-100m3/jam  Suhu : 85°C  Tekanan uap air : 1-1,5 kg/cm2



5.



Mesin



 Fungsi : untuk melarutkan sisa xantat yang



pencucian bebas



terurai dan tertinggal diserat dengan



asam (acid free



menggunakan softwater



washing



 Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss



machine)



 Jumlah : 6 unit  Suhu : 90 °C



6.



Mesin Pencuci pertama (First



 Fungsi :Untuk melarutkan sisa xantat yang terurai dan tertinggal diserat



Washing



 Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss



Machine)



 Jumlah : 6 unit  Suhu : 90°C



7.



Mesin Pencuci Kedua ( Second



 Fungsi : Mencuci serat dari sisa sulfur yang masih tertinggal didalam serat



Washing



 Buatan : Ing Maurer SA berner Swiss



Machine)



 Jumlah : 6 unit  Suhu : 70°C



8.



Mesin



 Jumlah : 6 unit



pengelantangan



 Suhu : 65-70°C



(Bleaching Machine) 9.



Mesin Pencuci



 Fungsi : Membersihkan serat dari sisa zat



Ketiga (Third



pengelantang dengan menggunakan asam



Washing



asetat untuk menetralkan serat.



Machine)



 Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Jumlah : 6 unit



 Suhu : 70°C 10.



Mesin pencuci Terakhir(Final



 Fungsi : Menyempurnakan Proses pencucian sehingga serat benar-benar bersih



Washing



 Buatan : Ing Maurer Berner Swiss



Machine)



 Jumlah : 6 unit  Suhu : 70°C



11.



Mesin Soft Finish



 Fungsi : Membuat serat menjadi lebih lembut dan menghilangkan serat benarbenar bersih  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Jumlah : 6 unit  Suhu : 40-45°C



12.



Mesin Pembuka  Fungsi : Membuka dan menguraikan serat Serat(Opener)



agar memudahkan proses pengeringan  Buatan : Autefa Austria  Jumlah : 6 unit



13.



 Fungsi : menghilangkan kandungan air pada



Mesin Pengering(Dryer



serat agar kandungan airnya 12-13%  Buatan : Proctor Co amerika Serikat



)



 Jumlah : 6 unit  Suhu : 80-140°C 14.



Balling Press



 Fungsi : Mengepak serat dalam bentuk bale  Buatan : Autefa Austria  Jumlah : 6 unit



Tabel 1.3 Alat-alat yang digunakan dalam bidang Auxilliary No 1.



Alat Degasser Bottom Tank



Spesifikasi Alat  Fungsi : Menampung sisa larutan koagulasi yang telah digunakan di Departemen Pemintalan  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Jumlah : 3 unit



 Kapasitas : 25m3  Suhu : 45°C 2.



Bottom Tank



 Fungsi : Menampung larutan koagulasi yang telah bebas dari kotoran dsan gas  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss



3.



Sand Filter Tank  Fungsi : Menyaring kotoran yang terdapat pada larutan koagulasi yang telah digunakan  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Bahan penyaring : Pasir silica  Jumlah : 24 unit  Kapasitas : 25m3  Suhu : 48°C



4.



Filter Return Tank



 Fungsi : Menampung larutan koagulasi yang elah siap dialirkan ke evaporator  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Jumlah : 516 unit  Kapasitas : 10m3



5.



Evaporator



 Fungsi : Untuk menguapkan kandungan air yang berlebih pada larutan loagulasi  Buatan : Ebner Co Jerman  Jumlah : 8 unit  Kapasitas : 21m3/jam



6.



Thick Bath Tank  Fungsi : Sebagai tangki penampung dan tempat pembentukan endapan garam glauber  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Jumlah : 9 unit  Kapasitas : 25m3  Suhu : 47°C



7.



Mixing Tank



 Fungsi :Tempat penambahan H2SO4 dan ZnSO4 ke dalam larutan koagulasi sisa



proses untuk mencapai konsentrasi yang diinginkan  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Jumlah : 3 unit 8.



Crystallizer



 Fungsi : Mengkristalkan garam natrium sulfat yang telah dihilangkan airnya (evaporasi)  Buatan : Ebner Co Jerman  Kapasitas : 60 ton/jam  Suhu : 12-23°C



9.



Thickner



 Fungsi : Menampung kristal natrium sulfat yang dihasilkan pada unit kristalisasi  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Jumlah : 14 unit



10.



Rotary Vacum Filter



 Fungsi : Memisahkan kristal natrium sulfat dengan larutan induknya  Buatan : Siebtechnic Jerman  Jumlah : 14 unit  Kapasitas : 25m3  Suhu : 50-70°C



11.



Calciner



 Fungsi : Menghilangkan kelebihan kandungan air dalam garam glauber  Buatan : Ebner Co Jerman  Kapasitas : 25m3



12.



Melter Tank



 Fungsi : Menampung Bubur garam glauber dan mencegah penggumpalan  Buatan : Ing Maurer SA Berner Swiss  Jumlah : 6 unit



13.



Pengering(dryer)  Fungsi : Menguapkan sisa air yang masih terbawa dalam natrium sulfat  Buatan : Grassim India  Jumlah : 3 unit



 Suhu : 120-160°C 14.



Silo



 Fungsi : menampung garam glauber yang telah dikeringkan  Buatan : Grassim india  Jumlah : 3 unit  Suhu : 70°C



15.



Bagging Machine



 Fungsi : Mesin untuk mengemas garam glauber yang siap dipasrkan  Buatan : Haag Trocjungstenik Jerman



2.2.3



Proses Pembuatan Serat Rayon Viskosa Rayon viskosa adalah serat semi-sintesis hasil regenerasi selulosa. Pada



dasarnya pembuatan serat rayon viskosa adalah perubahan dari selulosa yang tidak larut menjadi selulosa yang larut. Proses pelarutan dikerjakan dengan zat kimia yang mampu menguraikan tanpa merusak molekul, membebaskannya dalam cairan dan akhimya larutan dikoagulasikan serta diregenerasi menjadi bentuk serat. Pembuatan serat rayon viskosa terjadi dalam beberapa tahapan proses, yaitu: 1. Alkalisasi (pembuatan alkali selulosa) 2. Proses pemeraman 3. Proses xantasi 4. Proses pelarutan dan pencampuran 5. Proses pematangan



6. Spinning (Pemintalan) 7. Pemotongan tow 8. Proses pengambilan kembali karbon disulfida 9. After



treatment



(proses



pengerjaan



dilanjutkan) 10. Proses pengeringan dan pengepakan



1. Alkalisasi Proses membentuk alkali selulosa adalah hanya melihat selulosa yang berbentuk pulp dengan NaOH 18%. Tujuannya adalah mendapatkan hasil berupa, slurry alkali selulosa, penggembungan selulosa, menghilangkan kotoran, dan malarutkan hemiselolusa dengan NaOH. Faktor penting dalam proses ini adalah konsentrasi NaOH, suhu dan waktu peredaman. Setelah peredaman selulosa alkali selesai, dilakukan proses mekanik untuk menghilangkan kelebihan NaOH dengan



cara diperas di slurry press. Setelah pemerasan selesai kemudian slurry alkali selulosa dicabik-cabik dengan shredder menjadi serpihan-serpihan kecil. 2. Proses Pemeraman Hasil dari proses alkalisasi harus dilakukan pemeraman lebih mudah dilarutkan dalam proses selanjutnya. Proses ini dilakukan dengan alat aging drum dengan waktu pemeraman 5-6 jam dengan kecepatan putar 0,3-0,6 rpm. Setelah proses pemeraman selesai, alkali selulosa dikirim ke hopper untuk menghilangkan logamlogam alkali, dengan melewatkannya pada blower yang mempunyai tekanan udara. Proses pemeraman merupakan proses linier terhadap waktu dan suhu, semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu pemeraman maka, akan semakin besar pula penguraian polimemya. Hal ini akan membuat nilai kekentalan aplikasi viskosa yang dihasilkan menjadi rendah. Laju depalimerisasi dapat dipercepat dengan menggunakan katalis seperti Fe, Mn, Co juga oleh oksidator perpohlorat dan peroksida, dengan demikian waktu pemeraman dapat membandingkan dari 24 jam menjadi 1-2 jam. Fungsi proses pemeraman ini adalah untuk menurunkan derajat polimerisasi selulosa alkali sehingga mencapai harga tertentu. Pada suhu yang tetap, semakin lama pemeraman maka semakin besar penurunan derajat polimerisasi (kekentalan solusi viskosa encer), sedangkan jika waktu pemeraman yang sama, semakin tinggi suhu pemeraman maka derajat polimerisasi yang dihasilkan akan lebih rendah (kekentalan bantuan viskosa encer). 3. Proses Xantasi Alkali selulosa yang telah dilakukan pemeraman belum dapat diregenerasi, karena itu perlu dilakukan perubahan alkali selulosa ke bentuk lain agar dapat dilarutkan untuk dilakukan proses pemintalan. Pada proses ini, alkali selulosa dirubah ke bentuk selulosa xantat dengan direaksikan menggunakan karbon disulfida dalam alat yang dinamakan xantator. Sebelum ditambahkan karbon disulfida, alkali selulosa harus dilakukan pemeraman selama kurang dari 7 menit yang diperlukan untuk meningkatkan hasil reaksi antara CS, dengan udara. Setelah



itu baru panggil karbon disulfida dengan pengadukan 43 rpm selama 30-40 menit pada suhu 32 ° C hingga akhimya dihasilkan selulosa xantat. 4. Proses Pelarutan dan Pencampuran Pencampuran Pelarutan dilakukan dengan mereaksikan alkali selulosa xantat dengan NaOH 20 g /L. Pada alat disolver dan penghomogen halus yang berlangsung 1,25-1,75 jam pada kisaran suhu 15-20°C dilakukan pada suhu rendah untuk menghindari perpindahan dekomposisi dan produk samping. 5. Proses Pematangan Proses Pematangan Proses pematangan ini dilakukan untuk meyelesaikan hasil reaksi pembentukan viskosa agar serat menjadi lebih homogen dan halus. Proses pematangan persiapan viskosa dilakukan dalam tangki ripening. Kematangan larutan viskosa dinyatakan dalam ripening Indeks (RI). Angka kematangan RI dinyatakan dalam jumlah (ml) amonium klorida (NH, CI) yang diperlukan untuk mengkoagulasi 20 gram viskosa dan dilarutkan dalam 30 ml udara pada suhu 20°C. 6. Pemintalan Proses pemintalan yang dilakukan setelah pematangan untuk meregenerasi penyelesaian selulosa xantat menjadi filamen serat selulosa. Pada proses dipompakan ke filter lilin (alat parantara sebelum masuk spinneret, di sini terjadi penyaringan kembali kotoran) melewati matemng pompa untuk menyetujui kesetaraan airan larutan. Setelah itu viskosa dipintal melewati lubang spinneret dengan ini, viskosa akan dimasukkan ke dalam spinning tank sebagai penampung. Lalu diendapkan lewat bantuan koagulasi buat filamen rayon atau disebut tow. 7. Pemotongan Tow Tow merupakan kumpulan filamen yang panjangnya tidak berujung, untuk itu perlu dilakukan pemotongan agar memudahkan proses selanjutnya. Proses pemotongan dilakukan dengan memasukan tow pada mesin pemotong pada posisi vertikal menggunakan bantuan semprotan air yang bersuhu 120°C dan tekanan 1,2 ban untuk menghasilkan serat stapel dengan kisaran panjang 32, 38, 44, 51, dan 60 mm.



8. Proses Pengambilan Kembali Karbon Disulfida Serat rayon yang telah dipotong dalam bentuk pokok dilewatkan pada pipa-pipa kecil yang berlubang dengan injeksi uap. Dengan tujuan mengambil CS2 (karbon disulfide) dengan air dan pada proses ini akan mengambil 30-40% CS2. 9. After Treatment (proses pengerjaan lanjutan) Proses ini untuk menghilangkan sisa-sisa larutan koagulasi dan karbon disulfida yang masih menempel pada serat rayon viskosa. Serat rayon yang berbentuk hamparan dilewatkan pada mesin after treatment dengan kecepatan menyampaikan 3-5 m/menit. Urutan proses pengerjaan lanjutan diantaranya :  Acid free wash ( pencucian bebas asam)  First washing (pencucian pertama / lanjutan)  Desulfurizing (penghilangan belerang)  Second washing (pencucian kedua)  Bleaching (pengelantangan)  Third washing (pencucian ketiga)  Final washing (pencucian akhir)  Soft finish (proses pembuatan) 10. Proses pengeringan dan pengepakan Serat yang telah dilakukan proses after treatment kemudian dipresslewat squeeze roller lalu dikirim ke mesin wet opener untuk dicabik – cabik sehingga dengan serat yang terpotong lebih kecil akan lebih mudah dikeringkan. Selanjutnya serat dikeringkan ke mesin pengering, setelah itu serat akan dicabik – cabik lagi menjadi serat stapel. Pada akhir proses, serat dipak menjadi bale serat dengan berat sekitar 250 kg.



2.2.4



Diagram Alir Proses Pembuatan Serat Rayon Viskosa



BAB III TINJAUAN KHUSUS



3.1 Proses Koagulasi pada Pemintalan Basah Pada bidang koagulasi membuat larutan koagulasi yang berfungsi sebagai koagulan dalam perubahan cairan viskosa meniadi filamen. Kondisi suhu larutan koagulasi yang ideal adalah 48,5-50,5°C dengan berat jenis 1,320-1330 g/ml dan laju alir 460-470 m /jam, atau sesuai dengan permintaan bidang bagian pemintalan. Parameter rata-rata larutan koagulasi per harinya adalah:  H2SO4



:



130-133 g/L



 ZnSO4



:



8-10 g/L



 Na2SO4



:



300 g/L



 Space gravity :



1,320-1,330



 Suhu



48,5-50,5°C



:



Proses pada koagulasi ini dimulai ketika larutan koagulasi yang telah dipakai untuk meregenerasi larutan viskosa mengalami penurunan konsentrasi karena adanya reaksi : 2 NaOH + H2SO4



Na2SO4 + 2H2O



Asam sulfat akan mengalami penurunan konsentrasi karena dipakai untuk reaksi seperti diatas sehingga perlu direcovery agar kondisi larutan koagulasi tetap konstan. Jumlah air dan Na2SO4 akan bertambah, sedangkan jumlah H2SO4 dan ZnSO4 akan berkurang. Larutan koagulasi dari bidang pemintalan ditampung oleh bottom tank yang selanjutnya dialirkan ke penyaringan kemudian dilanjutkan ke top tank dengan menggunakan pompa sirkulasi. Penyaringan bertujuan untuk memisahkan pengotor seperti tow maupun sludge yang terdapat dalam larutan koagulasi. Dengan menggunakan pompa, larutan koagulasi dipompakan melewati filter menuju seksi kristalisasi dengan aliran balik ke bottom tank. Filter berisi batu-batu dan kerikil serta pasir kuarsa yang disangga oleh plat yang berlubang kecil. Pada bottom tank juga dilakukan penambahan belahan seng (zinc) yang sebelumnya dilarutkan di



dalam zinc dissolver, sehingga akan terbentuk ZnSO4 yang berfungsi sebagai penguat struktur molekul serat, hal ini akan mempengaruhi kekuatan tarik serat. Selanjutnya larutan koagulasi dialirkan menuju evaporator untuk proses penguapan. Tujuan proses evaporasi ini adalah untuk meningkatkan konsentrasi larutan koagulasi sehingga sesuai dengan komposisi awal agar dapat digunakan kembali sebagai bahan baku penunjang proses. Apabila air tidak dipisahkan akan menyebabkan konsentrasi H2SO4, turun sedangkan Na2SO4, di dalam larutan koagulasi cepat naik. Selain itu untuk menjaga suhu larutan koagulasi agar sesuai dengan yang dinginkan oleh bidang pemintalan. Larutan koagulasi yang sudah dievaporasi kemudian ditampung di dalam thick bath tank dan dialirkan ke top tank untuk digunakan kembali oleh bidang pemintalan. Pada kristalisasi ini mulai terbentuk natrium sulfat. Larutan koagulasi dari koagulasi return dipompakan ke tabung pre cooler dan dilanjutkan dengan menurunkan suhu larutan koagulasi secara bertahap sehingga suhunya mencapai 11°C. Pada suhu tersebut dapat terbentuk kristal garam glauber (Na2SO4.10H20) yang masih mengandung air. Di dalam kristalizer terjadi pengembunan dimana uap panasnya diserap oleh H2SO4 98% sehingga H2SO4 98% tersebut mengalami pengenceran sampai 70 %. Larutan koagulasi yang keluar dari kristalizer dipompakan ke rotary vacum filter untuk memisahkan garam glauber dari larutan koagulasi. 3.2 Pengaruh Kematangan dan Kekentalan Larutan Viskosa Terhadap Kesalahan Pemintalan pada Proses Pembuatan Serat Rayon Viskosa Proses pematangan ini dilakukan untuk meyelesaikan hasil reaksi pembentukan viskosa agar serat menjadi lebih homogen dan halus.



Proses



pematangan persiapan viskosa dilakukan dalam tangki ripening. Kematangan larutan viskosa dinyataken dalam ripening Indeks (RI). Angka kematangan RI dinyatakan dalam jumlah (ml) amonium klorida (NH, CI) yang diperlukan untuk mengkoagulasi 20 gram viskosa dan dilarutkan dalam 30 ml udara pada suhu 20°C. Proses pematangan yang diperlukan untuk mencapai tingkat kesetimbangan dan reaksi pembentukan selulosa xantat, kekentalan dan penguraian xantat. Pada proses



pematangan ini teradi perubahan fisik dan kimia pada penyelesaian viskosa, ganti kekentalan larutan viskosa, mula-mula naik kemudian periahan naik. Perubahan ini berlangsung bersamaan dengan perpindahan dekomposisi selulosa xantat dan akhimya terbentuk gel. Ada 2 macam penghambat yang harus dihilangkan sebelum solusi viskosa dilakukan pemintalan, yaitu pengotor dari debu, karat, serta serat-serat halus yang dapat menyebabkan penyumbatan pada pemintal dan timbulnya gelembung udara yang depat ditentukan filamen serat saat dipintal. Pengotor pertama akan dihilangkan dengan dilewatkan pada filter pertama sedangkan jenis pengotor kedua akan dihilangkan dengan deaerator. Larutan viskosa yang telah melalui proses penghilangan gelembung udara dan kotoran kemudian ditampung di dalam bak penampung dan siap untuk dilakukan pemintalan. Kekentalan larutan viskosa yang dihasilkan harus memiliki kekentalan yang ideal sehingga dapat dipintal menjadi serat viskosa. Ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan dalam proses pematangan yang dapat mempengaruhi kekentalan antara viskosa antara lain : 1. Kosentrasi NaOH yang terlalu tinggi akan menyebabkan total alkali pada alkali eelulosa meningkat, sehingga proses penurunan kadar polimerisasi akan Konsentrasi Natrium Hidroksida pada proses perendaman semakin cepat dan kekentalan menjadi rendah. 2. Waktu dan suhu pemeraman (Penuaan)



BAB IV KESIMPULAN



Tahap akhir dalam makalah ini adalah mengemukakan kesimpulan mengenai pengaruh kematangan dan kekentalan larutan viskosa



terhadap kesalahan



pemintalan pada proses pembuatan serat rayon viskosa: 4.1 Kesimpulan Rayon viskosa adalah serat semi-sintesis hasil regenerasi selulosa. Pada dasarnya pembuatan serat rayon viskosa adalah perubahan dari selulosa yang tidak larut menjadi selulosa yang larut. Proses pelarutan dikerjakan dengan zat kimia yang mampu menguraikan tanpa merusak molekul, membebaskannya dalam cairan dan akhimya larutan dikoagulasikan serta diregenerasi menjadi bentuk serat. Pembuatan serat rayon viskosa terjadi dalam beberapa tahapan proses, yaitu 1. Alkalisasi (pembuatan alkali selulosa) 2. 2 Proses pemeraman 3. Proses xantasi 4. Proses pelarutan dan pencampuran 5. Proses pematangan 6. Spinning (Pemintalan) 7. Pemotongan tow 8. Proses pengambilan kembali karbon disulfida 9. After treatment (proses pengerjaan dilanjutkan) 10. Proses pengeringan dan pengepakan Ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan dalam proses pematangan yang dapat mempengaruhi kekentalan antara viskosa antara lain : Kosentrasi NaOH yang terlalu tinggi akan menyebabkan total alkali pada alkali eelulosa meningkat, sehingga proses penurunan kadar polimerisasi akan Konsentrasi Natrium Hidroksida pada proses perendaman semakin cepat dan kekentalan menjadi rendah. Dan Waktu dan suhu pemeraman (Penuaan)



DAFTAR PUSTAKA



Fahmi T R. (2013). PENGARUH KEMATANGAN (RIPENING INDEKS) DAN KEKENTALAN LARUTAN VISKOSA (BALL FALL) TERHADAP KESALAHAN PEMINTALAN (SPINNING FAULT) PADA PROSES PEMBUATAN SERAT RAYON VISKOSA. Bandung: Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil.