Proses

PENDAHULUAN

Setiap orang tentunya mengenal kertas. Benda ini kerap kita temui setiap hari, dimanapun kita berada sehingga dapat kita katakan sebagai salah satu benda yang familiar dalam kehidupan kita. Definisi kertas sendiri ialah barang ciptaan manusia yang berwujud lembaran-lembaran tipis yang dapat dirobek, digulung, dilipat, direkat, dicoret mempunyai sifat yang berbeda dari bahan bakunya yaitu tumbuh-tumbuhan. Kertas dibuat untuk memenuhi kebutuhan manusia yang beragam. kertas dikenal sebagai media untuk menulis, menggambar, mencetak, dan banyak kegunaan lain yang dapat dilakukan dengan kertas misalnya kertas pembersih (tissue) yang digunakan untuk hidangan, kebersihan ataupun toilet. Untuk mendapatkan lembaran-lembaran kertas, diperlukan proses pengolahan yang cukup panjang, mulai dari penyediaan bahan baku berupa serat kayu hingga "pemasakan" bubur kertas.

Di dalam paper ini, saya akan membahas tentang bagaimana proses pembuatan kertas dengan sains teknologi (sains, engineering, teknologi). Menceritakan langkah-langkah proses pembuatan kertas dimulai dari nol hingga siap digunakan.

BAHAN-BAHAN PEMBUATAN KERTAS

Bahan-bahan pembuatan kertas terdiri dari tiga komponen yaitu bahan baku, bahan pembantu dan bahan pelengkap. Bahan baku adalah bahan utama pembuatan kertas. Bahan pembantu adalah bahan-bahan yang diperlukan untuk memperlancar pembuatan kertas. Bahan pelengkap adalah bahan-bahan yang diperlukan dalam proses pembuatan kertas agar memperoleh hasil yang baik.

a)      Bahan Baku

Bahan dasar dalam pembuatan pulp dan kertas adalah serat selulosa. Serat selolusa dapat diperoleh dari berbagai tanaman, baik tanaman hasil pertanian (seperti tanaman tebu, bambu, jerami) maupun tanaman hasil hutan (kayu). Menurut Casey (1960), kayu dibedakan atas dua kelas, yaitu kayu daun lebar (kayu keras) dan kayu daun jarum (kayu lunak). Pada umumnya, pulp dan kertas yang dihasilkan menggunakan bahan baku kayu sebagai sumber bahan berserat selolusa. Karena serat selolusa yang terkandung dalam kayu cukup banyak sekitar 44 – 60 %.

Ø  Komponen kimia kayu:

Komponen kimia kayu sangat bervariasi antara satu kayu dengan kayu yang lain. Menurut Casey (1960), bahwa variasi susunan kimia tersebut dalam pembuatan pulp akan mempengaruhi jumlah larutan pemasak dan kondisi pemasakan, tingkat proses pemutihan dan jumlah pemutih serta kualitas pulp.

1.      Selolusa

Selolusa merupakan komponen kimia kayu yang terbesar. Kadar selolusa untuk kayu daun lebar antara 44 – 60 %, sedangkan kayu daun jarum 49 – 58 % (Casey, 1960). Kadar selolusa yang tinggi dari bahan baku sangat disukai dalam pembuatan pulp dan kertas, karena berfungsi membentuk jalinan antar serat dengan ikatan hidrogen antara gugus hidroksiselolusa (Clark,1985).

2.      Hemiselolusa

Hemiselolusa adalah suatu polisakarida lain yang terdapat dalam kayu dan tergolong senyawa organik. Menurut Casey (1960), kadar hemiselolusa bervariasi antara 15 – 18 % dalam kayu daun jarum dan 22 – 34 % dalam kayu daun lebar.

3.      Lignin

Komponen kimia kayu terbesar setelah selolusa adalah lignin. Lignin merupakan senyawa yang kompleks dan non-karbohidrat. Menurut Panshin het al. (1790), kandungan lignin dalam kayu bervariasi tergantung jenis kayu. Lignin kayu daun lebar berkisar antara 13 – 25 %, sedangkan kayu daun jarum berkisar antara 24 – 32 %. Di dalam kayu, lignin sebagian besar terdapat dalam lamela tengah antar sel dan dalam dinding sel sebagai penghubung dari polisakarida. Lignin juga sebagai bahan perekat atau semen antar sekat, sehingga serat menjadi kaku. Dalam proses pulping, lignin harus dihilangkan dari kayu karena akan menggangu terbentunya pulp dalam pembuatan kertas. Pengaruh lignin dalam proses pulping maupun mutu pulp dan kertas adalah menyulitkan dalam penggilingan, pulp berkekuatan rendah, sulit diputihkan, dan kertas yang dihasilkan bersifat kaku, warnanya kuning dan mutunya rendah (Kenneth, 1970). Penghilangan lignin dapat dilakukan dengan menggunakan larutan kimia berupa asam maupun alkali.

4.      Zat Ekstraksif

Zat ekstraksif merupakan zat yang diendapkan dalam rongga sel dan terdiri dari bahan-bahan kimia seperti minyak, yanin, resin, lilin, pekatin, lemak, zat warna, dan asam organik lainnya. Kandungan zat ekstraksif dalam kayu berkisar antara 2 – 8 %. Jumlah pada kayu daun lebar (2 – 4 %) lebih kecil dari kayu daun jarum (5 – 8 %). Zat ekstraktif berupa resin dan lemak dapat mengganggu pembuatan pulp karena menyebabkan kontaminasi pada pembuatan lembaran kertas dan mengendap pada kertas. Pengaruh lain seperti timbulnya bintik hitam atau coklat pada lembaran kertas atau yang sering disebut dengan picth trouble (Purba, 1989).

Kayu daun lebar (kayu keras) yang biasa digunakan pada pembuatan kertas yaitu kayu pohon Akasia sedangkan kayu daun jarum (kayu lunak) yaitu kayu pohon Pinus. Kayu lunak yang memiliki panjang dan kekasaran lebih besar digunakan untuk memberi kekuatan pada kertas. Kayu keras lebih halus dan kompak sehingga menghasilkan permukaan kertas yang halus. Kayu keras juga lebih mudah diputihkan hingga warnanya lebih terang karena memiliki lebih sedikit lignin. Kertas umumnya tersusun atas campuran kayu keras dan kayu lunak untuk mencapai kekuatan dan permukaan cetak yang diinginkan pembeli.

b)      Bahan Pembantu

Bahan-bahan pembantu tersebut sebagai berikut :

·         Air, diperlukan sebagi pelarut dan pencuci. Air sangat diperlukan dalam pembuatan kertas.

·         Bahan pemutih, diperukan untuk membuat kertas menjadi putih bersih sebab bahan baku kertas tidak berwarna. Bahan pemutih tersebut yaitu :

-          Klor/klorin (Cl₂) dan klor dioksid (ClO₂)

-          Natrium hidroksida (NaOH)

-          H₂O₂

-          Hidrogen Peroksid

-          Natrium Peroksid

-          Natrium Bisufat

-          Kalium Bisulfat

·         Bahan penghancur kayu, diperlukan untuk menghancurkan kayu tidak dengan cara mekanis tetapi bahan reaksi kimia. Bahan penghancur tersebut adalah :
Asam : Asam sulfat
Alkali : Sodium Hidroksid

·         Bahan pewarna , diperlukan apabila hendak membuat kertas-kertas berwarna.

c)      Bahan Pelengkap

Ada dua macam bahan pelengkap dalam pembuatan kertas yaitu :

1.      Bahan pengisi, bahan untuk menutupi lubang-lubang halus pada permukaan kertas. Sehingga diperoleh kertas yang halus dan rata. Bahan-bahan tersebut diantaranya : kaolin, gips, tanah diatomea, kapur magnesit.

2.      Bahan perekat, bahan untuk merekatkan kayu atau selolusa agar lebih kuat dan kokoh. Bahan tersebut diantaranya : perekat arpus, perekat hewani, perekat tepung kanji.

PEMBUATAN KERTAS

1)      Proses Pembuatan Bubur Kertas (Pulping)

Proses pembuatan kertas terlebih dahulu diawali dengan proses pembuatan bubur kertas (pulp). Pulp adalah suspensi hasil pemisahan serat dari bahan berlignoselulosa seperti kayu, bambu, kapas atau sisa hasil pertanian (jerami, bagase, merang, dan lain-lain) yang dapat dipisahkan secara mekanik, kimia, atau semi kimia yang digunakan sebagai bahan dasar pembuatan kertas, rayon, papan serat, dan lain-lain (Anonymous, 1976).

Proses pembuatan pulp :

A.    Pembuatan secara mekanik

Dalam proses ini, pulp dibuat dengan menggunakan mesin saja tidak memakai zat-zat kimia dan pereaksi-pereaksi kimia. Proses pembuatan pulp secara mekanik yaitu sebagai berikut :

1.      Kayu diambil dari hutan produksi kemudian dipotong-potong atau lebih dikenal dengan log. Log disimpan ditempat penampungan beberapa bulan sebelum diolah dengan tujuan untuk melunakkan 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 chipper. Chip yang sesuai dengan ukuran standar diambil dan disimpan di tempat penampungan.

4.      Kemudian chip dimasukkan ke dalam mesin penggilas yang terbuat dari beton hingga lumat, dicampur dengan air hingga menjadi bubur. Kandungan bubur ini adalah serat-serat kayu, damar kayu (yang menyebabkan kertas cepat berwarna kuning apabila kena sinar matahari ), pektin dan lignin. Bahan dasar ini digunakan untuk pembuatan kertas yang tidak memerlukan keuletan dan untuk pemakaian jangka pendek misal kertas untuk membuat Koran (MOnareh, 1982).

B.     Pembuatan secara kimia

Pembuatan pulp secara kimia yakni dengan mempergunakan bahan-bahan kimia tertentu, untuk dikenal tiga macam bahan kimia yang mempunyai fungsi berbeda-beda sesuai dengan jenis kayu yang diolah. Bahan-bahan tersebut adalah :
a. asam sulfat (proses asam)

b. Asam Sulfit (Proses asam)

c. Soda Natron (Proses alkali)

1.      Pemilahan kayu

Tanaman hasil hutan (kayu) dipilah secara manual, dipilih kayu sesuai kriteria dan kualitas yang baik yang tentunya memiliki banyak selolusa.

2.      Persiapan Kayu

Setelah melakukan pemilahan kayu kemudian kayu 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 dengan yang tidak. Chip yang sesuai kriteria disimpan ditempat penampungan.

3.      Pembuburan Kayu (Pulping)

serpihan-serpihan kayu dimasukkan ke dalam ketel pemasak yang disebut digester bersama air dan bahan kimia yang diperlukan, dipanaskan dengan uap tinggi selam 16 -20 jam. Hal ini dilakukan agar lignin, pektin dan dammar dapat dipisahkan dan dikeluarkan dari bahan bahan dasar sehingga yang tertinggal hanya serat-serat kayu murni dan selulosa. Dengan begitu mutu kertas yang dihasilkan dari bahan ini akan jauh lebih baik. Tergantung pada jenis kayu yang akan diolah dan bahan kimia yang dipilih akan diperoleh tiga jenis selulosa sebagai berikut :

·         Pemakaian soda natron menghasilkan selulosa natron yang lunak dan panjang. Warna selulosa agak gelap karena itu perlu proses pemutihan jika ingin memebuat kertas putih dari bahan ini. Hal itu tidak perlu dilakukan kalau tujuannya untuk membuat kertas bungkus yang tidak berwarna putih. Proses natron baik untuk memisahkan damar kayu.

·         Pemakaian asam sulfat menghasilkan selulosa sulfat yang lebih panjang dari selulosa natron, warna yang dihasilkan pun agak gelap sehingga perlu diputihkan dahulu apabila hendak membuat kertas putih.

·         Pemakaian asam sulfit menghasilkan selulosa sulfit yang berkualitas lebih baik dari dua macam selulosa lainnya. Warna selulosa tetap putih sehingga tidak perlu pemrosesan lebih lanjut untuk memutihkan.

4.      Pencucian (Washing)

Tahap selanjutnya setelah setelah bubur kertas siap, kemudian dicuci dengan tujuan untuk memisahkan dari cairan sisa hasil pemasakan (sisa zat kimia dan limbah). Hasil samping dalam poses pencucian yaitu berupa black liquor, debu, lignin. Efisiensi pencucian diukur berdasarkan tingkat kebersihan bubur kertas dan jumlah air yang digunakan untuk mencapai tingkat kebersihan tersebut. Proses selanjutnya pulp di saring (screaning) agar terbebas dari bahan-bahan pengotor yang dapat mengurangi kualitas pulp.

5.      Refining

Pulp melewati slot dalam piringan yang berputar untuk memisahkan gumpalan selulosa menjadi serat dan mempersiapkan pulp untuk proses pembuatan kertas. Serat dipotong dengan panjang yang seragam dan diperlakukan untuk memperbaiki ikatan dan kekuatan produk akhir kertas.

6.      Oksigen Delignification

Kemudian bubur kertas dicampur dengan oksigen (O2) dan natrium hidroksida (NaOH) di dalam delignification tower sebelum di cuci didalam tangki pencuci. Tujuan dari pencampuran ini adalah untuk mengurangi pemakaian bahan-bahan kimia pada tahap pengelantangan (bleacing), mengurangi kandungan lignin, serta memutihkan pulp.
Dengan mengurangi lignin (delignification) akan dihasilkan bubur kayu yang lebih putih. Senyawa lignin akan lepas dan dihilangkan dengan pencucian dan ekstraksi. Oksigen delignification juga akan mengurangi jumlah klorin yang dibutuhkan dalam proses pemutihan (bleaching). Pulp yang sudah jadi dikeluarkan dan dicuci dengan air dalam tanki pencuci sehingga liquornya akan terpisah. Liquor yang dihasilkan dimasukkan dalam tanki penampung untuk direcovery. Pulp yang sudah dicuci disaring lagi dengan saringan rotary drum filter.

7.      Pemutihan (Bleacing)

Bubur kayu yang menggunakan soda natron dan asam sulfat membutuhkan tahap pemutihan jika ingin membuat kertas putih sebab pencampuran bubur kayu dengan soda natron dan asam sulfat membuat warna selolusa agak gelap. Pemutihan menggunakan bahan-bahan pemutih seperti klorin, natrium peroksid, natrium bisulfat, dll. Klor dan klor dioksida juga berfungsi sebagai pengikat kandungan lignin dan pulp. NaOH, O₂, H₂O_2, berfungsi untuk mengikat zat-zat orgnik dan kandungan lignin dalam pulp serta mempertahankan ikatan sellulosa.

Klorin yang menjadi bahan penting dalam pemutihan kertas biasanya dapat diperoleh melalui proses elektrolisis dari NaCl yang menghasilkan Cl₂ dan NaOH. NaOH yang dihasilkan dapat digunakan pada tahap E. Reaksi kimia elektrolisis dari NaCl diuraikan berikut ini :2NaCl + e- ====> 2NaOH + Cl₂ + H₂. Klorin dioksida (ClO₂) diperoleh dari sodium klorat dengan katalis asam sulfit. Produk lainnya adalah Na₂SO₄ yang dapat digunakan dalam proses kraft pulping. Reaksinya diuarikan berikut ini.NaClO₃ + SO₂ ===> 2ClO₂ + Na₂SO_4.

2)      Proses Pembuatan Kertas

Pada proses pembuatan ini, bubur kayu yang telah bersih kemudian dimasukkan ke dalam alat yang disebut hollader yang telah diisi dengan bahan pelengkap (bahan pengisi dan bahan perekat) dan air. Di dalam alat ini adonan dicampur sampai homogen, serat-serat selulosa saling berkaitan, pori-pori erat penuh tertutup bahan pengisi dan seluruh susunan terlumuri bahan perekat. Dalam keadaan ini adonan telah siap untuk dijadikan lembaran-lembaran kertas. Kemudian adonan basah dialirkan ke mesin fourdriner. Mesin ini berupa saringan kasa tembaga (fine mesh bronse screen) meyerupai pita besar yang tidak putus karena terus berputar. Diatas saringan ini adonan ditebarkan hingga membentuk lembaran tanpa putus yang terus bergerak. Di tengah-tengah saringan terdapat rol penggilas (dandy roll) yang berfungs sebagai pemeras air. Lembaran yang telah dilewati dandy roll kadar airnya berkurang dan rata tebalnya. Keluar dari mesin fourdriner, kemudian lembaran kertas basah (web) masuk ke dalam mesin press. Prinsip kerja mesin ini tidak beda jauh dengan mesin terdahulu tetapi lebih banyak memiliki rol-rol penggilas agar lebih menekan air sebanyak-banyaknya keluar dari kertas. 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.

http//:ub.ac.id

http://artikelbahasaindonesia.org/artikel-lingkungan/proses-pembuatan-kertas/

JENIS-JENIS KERTAS

1.       Kertas bungkus : untuk semen, kertas lilin

2.       Kertas tisu : sigaret, karbon, tisu muka

3.       Kertas cetak : untuk buku cetak

4.       Kertas tulis : HVS

5.       Kertas Koran

6.       Kertas karton

7.       Kertas hard Board

KEGUNAAN KERTAS

Kertas berbentuk lembaran yang dibuat dari serat kayu atau bambu. Kegunaan kertas, antara lain, untuk menulis, menggambar, dan sebagai pembungkus makanan. Kertas juga dapat digunakan sebagai media untuk membuat koran, majalah, dan buku tulis. Kertas memiliki jenis yang bermacam-macam, mulai dari kertas yang lembut hingga kertas karton yang keras. Kertas yang tipis dapat menyerap cairan sehingga digunakan untuk membuat tisu. Kertas termasuk bahan yang mudah didaur ulang. Kertas daur ulang merupakan kertas yang terbuat dari kertas bekas. Kertas merupakan bahan utama dalam percetakan, penyimpanan dan penyebaran informasi.

KESIMPULAN

Kesimpulan dari paper ini yaitu bahwa proses pembuatan kertas berkaitan dengan sains teknologi (sains, engineering, teknologi). Jika ditinjau dari segi sains yaitu kayu merupakan benda alam yang dapat bermanfaat besar bagi kehidupan manusia karena kayu memiliki komponen-komponen kimia dan biologis (selolusa, hemiselolusa, lignin, dan lain-lain) yang mendukung benda tersebut untuk dijadikan kertas, tissue, dan benda-benda lainnya. Ditinjau dari segi engineering/rekayasa yaitu kayu yang memiliki sifat keras dan kasar diolah dan dirubah menjadi kertas yang memiki sifat halus, lentur, mudah robek, dan tidak tahan terhadap air. Ditinjau dari segi teknologi yaitu ilmu yang digunakan untuk membuat kertas dimulai dari persiapan bahan baku, pemilahan kayu, pemotongan, pembuatan pulp (bubur kertas), pencucian (washing), refining, oksigen delignification, pemutihan, kemudian dibawa ke mesin kertas untuk dijadikan kertas yang berkualitas.

Sumber :

1.       http://artikelbahasaindonesia.org/artikel-lingkungan/proses-pembuatan-kertas/

2.       http://ub.ac.id

3.       http://id.wikipedia.org/wiki/Pulp

4.       http://kuliah.wdfiles.com/local--files/pulp-kertas/industri%20pulp%20dan%20kertas

5.       http://www.njengat.com/tag/pembuatan-kertas/

6.       http://www.bimbingan.org/industri-pembuatan-kertas.htm

7.       http://koran-jakarta.com/index.php/detail/view01/120678

8.       http://www.kaskus.co.id/thread/50dde956eb74b43b6d00000b/proses-pembuatan-kertas

9.       http://ipb.ac.id