2.1. Pengenalan Sorbitol

2.1.1. Sejarah Sorbitol

 Sorbitol pertama kali ditemukan oleh ahli kimia dari Perancis yaitu Joseph Boosingault pada tahun 1872 dari biji tanaman bunga ros. Proses hidrogenasi gula menjadi sorbitol mulai berkembang pada tahun 1930. Pada tahun 1975 produsen utama sorbitol adalah Roguette Freres dari Perancis. Secara alami sorbitol juga dapat dihasilkan dari berbagai jenis buah. Sorbitol dinyatakan GRAS (Generally Recognized As Safe) atau secara umum dikenal sebagai produk yang aman oleh U.S. Food and Drug Administration dan disetujui penggunaannya oleh Uni Eropa serta banyak negara di seluruh dunia. Mencakup Australia, Austria, Kanada dan Jepang (Suara merdeka, 2008). Produksi sorbitol lokal selain untuk pemasaran dalam negeri juga sebagian besar untuk diekspor. Ekspor sorbitol sejak tahun 1989 hingga tahun 1992 cenderung mengalami penurunan, hal ini diakibatkan semakin meningkatnya permintaan dalam negeri. Walaupun ekspor terus ditingkatkan namun hingga saat ini Indonesia masih terus melakukan impor. Sorbitol atau dikenal juga hexitol dengan rumus kimia C6H14O6.

Gambar 2.1. Struktur Kimia Sorbitol

            Sorbitol adalah senyawa monosakarida polyhidric alcohol. Nama kimia lain dari sorbitol adalah hexitol atau glusitol dengan rumus kimia C₆H₁₄O₆. Struktur molekulnya mirip dengan struktur molekul glukosa hanya yang berbeda gugus aldehid pada glukosa diganti menjadi gugus alkohol. Sorbitol pertama kali ditemukan dari juice Ash berry (Sorbus auncuparia L) di tahun 1872. Setelah itu, sorbitol banyak ditemukan pada buah-buahan seperti apel, plums, pears, cherris, kurma, peaches, dan apricots. Zat ini berupa bubuk kristal berwarna putih yang higroskopis, tidak berbau dan berasa manis, sorbitol larut dalam air, gliserol, propylene glycol, serta sedikit larut dalam metanol, etanol, asam asetat, phenol dan acetamida. Namun tidak larut hampir dalam semua pelarut organik. Sorbitol dapat dibuat dari glukosa dengan proses hidrogenasi katalitik bertekanan tinggi. Sorbitol umumnya digunakan sebagai bahan baku industri barang konsumsi dan makanan seperti pasta gigi, permen, kosmetik, farmasi, vitamin C, dan termasuk industri textil dan kulit (Othmer, 1960).

Sorbitol, juga dikenal sebagai glucitol, adalah alkohol gula , yang tubuh manusia memetabolisme perlahan. Hal ini dapat diperoleh dengan reduksidari glukosa, mengubah aldehida kelompok mengubah ke hidroksil kelompok. Sorbitol ditemukan dalam apel, pir, persik, dan buah prune.  Hal ini disintesis oleh sorbitol-6-fosfat dehidrogenase, dan diubah menjadi fruktosa oleh dehidrogenase suksinat dan sorbitol dehidrogenase .  Dehidrogenase suksinat adalah kompleks enzim yang berpartisipasi dalam dengan asam sitrat siklus.

2.1.2. Sifat Fisika dan Sifat Kimia Sorbitol

A. Sifat Fisika Sorbitol

            - Specific gravity                    : 1.472 (-5oC)

- Titik lebur                             : 93 oC (Metasable form)

  97,5 oC (Stable form)

- Titik didih                             : 296oC

- Kelarutan dalam air              : 235 gr/100 gr H2O

- Panas Pelarutan dalam air     : 20.2 KJ/mol

- Panas pembakaran                : -3025.5 KJ/mol

B. Sifat Kimia Sorbitol

- Berbentuk kristal pada suhu kamar

- Berwarna putih tidak berbau dan berasa manis

- Larut dalam air,glycerol dan propylene glycol

- Sedikit larut dalam metanol, etanol, asam asetat dan phenol

- Tidak larut dalam sebagian besar pelarut organik

2.1.3. Manfaat Penggunaan Sorbitol

A. Keuntungan Fungsional

Sorbitol digunakan sebagai Humektan dalam berbagai jenis produk untuk perlindungan terhadap hilangnya kadar air. Kemampuannya menstabilkan kadar air dan sifat-sifattekstur sorbitol dimanfaatkan dalam produksi permen, makanan yang dipanggang dancokelat di mana produk cenderung menjadi kering atau mengeras. Kemampuannya menstabilkan kadar air dapat melindungi produk ini dari pengeringan dan menjagakesegaran awal mereka selama penyimpanan.Sorbitol sangat stabil dan tidak reaktif secara kimia. Sorbitol dapat menahan temperatur tinggi dan tidak ikut bereaksi dalam reaksi Maillard (kecoklatan). Hal ini menguntungkan, misalnya, dalam produksi kue di mana warna segar diinginkan tanpamunculnya kecoklatan yang diinginkan. Sorbitol juga mengkombinasikan dengan baik dengan bahan makanan lain seperti gula, gelling agen, protein dan lemak nabati. Sorbitol berfungsi dengan baik di banyak produk makanan seperti permen karet, permen, makanan pencuci mulut beku, kue-kue, serta produk perawatan mulut, termasuk pastagigi dan obat kumur.

B. Tidak menimbulkan Karies gigi

Poliol, termasuk sorbitol, tahan terhadap metabolisme oleh bakteri mulut yang memecahgula dan pati untuk mengeluarkan asam yang dapat menyebabkan rongga atau mengikisenamel gigi. Oleh karena itu, sorbitol bersifat non-cariogenic. Kegunaan poliol, termasuk sorbitol, sebagai alternatif untuk gula dan sebagai bagian dari program yangkomprehensif termasuk kesehatan gigi yang tepat telah diakui oleh American DentalAssociation. FDA telah menyetujui penggunaan “tidak menyebabkan kerusakan gigi” merupakan klaim kesehatan dalam pelabelan untuk makanan bebas gula yangmengandung sorbitol atau poliol lain.Digunakan sebagai diet bagi penderita diabetes. Pengendalian gula darah, lipid dan berat badab adalah tiga tujuan utama pengelolaan diabetes hari ini. Sorbitol diserap perlahan-lahan. Oleh karena itu, ketika sorbitol digunakan, kenaikan glukosa darah dan respon insulin yang terkait dengan konsumsiglukosa dapat dikurangi secara signifikan. Pengurangan nilai kalori (2,6 kalori per gramversus 4,0 untuk gula) dari sorbitol adalah konsisten dengan tujuan pengendalian berat badan. Produk pemanis dengan sorbitol di tempat gula mungkin berguna dalam  menyediakan lebih banyak jenis dikurangi kalori dan pilihan bebas gula untuk penderitadiabetes.

Menyadari bahwa diabetes adalah rumit dan persyaratan untuk manajemen dapat bervariasi antara individu, manfaat sorbitol harus didiskusikan antara individu dan penyedia layanan kesehatan mereka. Makanan manis dengan sorbitol mungkinmengandung bahan-bahan lain yang juga memberikan kontribusi kalori dan nutrisilainnya. Ini harus dipertimbangkan dalam perencanaan makan.Metabolisme dalam TubuhSorbitol diserap tubuh secara tidak sempurna (sekitar 50-79% diserap) sehingga tidak meningkatkan level insulin sebanyak gula, juga tidak menimbulkan kerusakan gigi. Absorbsi sorbitol dapat meningkat apabila terdapat glukosa dalam campuran makananatau hasil hidrolisis maltitol. Presentase sorbitol yang dapat dimetabolisme hanya 10-20%dari sorbitol yang dicerna. Sorbitol tidak dapat dicerna di usus kecil setelah mencapaikolon, akan terfermentasi oleh bekteri di kolon untuk menghasilkan asam lemak jenuhrantai pendek seperti asam asetat, propionate dan asam butirat serta gas seperti hidorgendan metan. Asam lemak jenuh rantai pendek diabsorbsi dan memberikan energi pada tubuh. Gas ini dapat menimbulkan flatulensi, kram perut, kembung dan diare.

2.2.  Proses Pembuatan Sorbitol

            Bahan baku produksi sorbitol adalah tepung singkong. Tanaman singkong sangat bagus pertumbuhannya di Indonesia. Hal itu dikarenakan tanaman singkong tidak membutuhkan lahan yang luas dalam proses produksinya dan tidak memakan waktu yang lama untuk memperoleh hasilnya. Singkong mengandung beberapa zat yang digunakan dalam proses produksi sorbitol, antara lain :

-          Pati            : 87,87 %

-          Lemak       : 0,51 %

-          Protein       : 1,60 %

-          Air             : 7,80 %

-          Abu           : 2,22 %

            Proses pembuatan sorbitol bisa dilakukan dengan berbagai cara dan bahan baku yang digunakan juga bermacam-macam, dengan kondisi operasi dan konversi yang berbeda. Macam-macam proses pembuatan sorbitol dari sirup glukosa:

1. Proses reduksi elektrolitik.

2. Proses hidrogenasi katalitik.

1.  Proses Reduksi Elektrolitik

Bagian utama dari proses ini adalah ”elektrolitik cell” yang merupakan tempat terjadinya reduksi D-glukosa menjadi sorbitol. Biasanya pada bagian ini dilengkapi dengan sumber arus yang tidak berfluktuasi. Elektroda yang dipakai adalah amalgam sebagai katoda dan timbal sebagai anoda, sedangkan larutan yang dipakai NaOH dan Na₂SO₄. Pada prinsipnya glukosa akan direduksi dengan H2 sebagai hasil proses elektrolisis diatas. Dari proses diatas akan dihasilkan sorbitol.

2. Proses Hidrogenasi Katilitik

            Proses pembuatan sorbitol dengan hidrogenasi katalitik dilakukan dengan cara mereaksikan dextrosa dan gas hirogen bertekanan tinggi dengan menggunakan katalis Raney nickel dalam reaktor, sehingga kontak yang terjadi semakin baik.

Deskripsi Proses

            Proses hidrogenasi katalitik terdiri dari beberapa tahap:

1.      Tahap pencampuran bahan baku

2.      Tahap reaksi hidrogenasi

3.      Tahap pemurnian dan pemekatan

Proses reaksi dilakukan secara kontiniu, tekanan 68 atm dan temperatur 145oC, didalam reaktor dilengkapi dengan pengaduk, sparger gas H2, serta coil yang bisa dilalui steam pemanas sekaligus air pendingin.

1). Tahap Pencampuran Bahan Baku

Pada tahap ini, bahan baku berupa sirup glukosa disimpan dalam tangki penampung (tangki bahan baku F-101). Konsentrasi dari sirup glukosa telah memenuhi standar yaitu 46-50% dan pH 7. Sirup glukosa dialirkan dari tanki bahan baku menuju Heat Exchanger (L-106) dengan menggunakan pompa (L-106) yaitu bertujuan untuk memanaskan terlebih dahulu temperatur bahan baku tadi dari + 30oC menjadi 100oC dengan media pemanas berupa steam. Kemudian sirup glukosa panas tadi ditarik lagi dengan pompa (L-107) dan dialirkan dengan tekanan yang lebih tinggi yaitu 68 atm menuju reaktor hidrogenasi. Pada saat yang sama hidrogen dari tanki penyimpanan (F101) juga dialirkan dengan menggunakan kompressor (C-103) melewati heat exchanger (E-102) diharapkan temperaturnya 100oC, sehingga kedua reaktan tersebut bertemu pada titik pencampur pada temperatur yang sama 100oC dan tekanan yang sama 68 atm. Dan selanjutnya kombinasi kedua reaktan tadi mengalir menuju reaktor hidrogenasi.

2). Tahap Reaksi Hidrogenasi

Dimana pada tahap ini terjadi reaksi antara sirup glukosa dengan gas H2 menghasilkan sorbitol. Hidrogen dan sirup glukosa yang telah dipanaskan dan dinaikkan tekanannya masuk ke dalam reaktor dan akan melewati partikel-partikel halus dari katalis yang tersusun fix bed di dalam reaktor. Reaksi ini dinamakan hidrogenasi katalitik karena menggunakan katalis Raney nickel untuk mempercepat reaksi yang memiliki kadar 95,5% Alloy. Mekanisme reaksi adalah:

C₆H₁₂O₆ + H₂              C₆H₁₄O₆

Dari reaksi diatas akan diperoleh produk berupa sorbitol, dan terdapat kandungan air, maltosa, dekstrin dan sisa hidrogen. Setelah reaksi, produk tadi keluar melalui outlet reaktor dan akan diturunkan tekanannya dengan menggunakan reducer (X-202) hingga tekanan mencapai 10 atm. Setelah itu campuran produk tadi akan mengalami proses pendinginan melalui cooler (E-301) hingga temperatur outlet 90oC. Setelah itu larutan campuran produk tadi akan masuk ke tahap pemurnian.

3). Tahap Pemurnian dan Pemekatan

Pada tahap ini akan dilakukan pemurnian sorbitol dan pemurnian dari gas hidrogen sisa untuk di daur ulang kembali. Setelah melewati cooler campuran produk tadi akan masuk menuju Separator-Flash Drum (D-302) untuk memisahkan campuran gas hidrogen dari liquid campuran produk sorbitol. Hidrogen yang telah terpisah akan masuk ke unit pressure swing adsorption (PSA) (D-401 dan D-402) untuk dimurnikan kembali, dimana impuritis gas hidrogen tadi akan tertahan di adsorber, sehingga diperoleh hidrogen yang lebih murni. Setelah dimurnikan, hidrogen tadi akan dialirkan dengan menggunakan blower (G-403) menuju kompressor (C-103) untuk dipergunakan kembali sebagai reaktan. Sedangkan campuran sorbitol yang keluar dari bottom separator diturunkan terlebih dahulu tekanannya hingga 1 atm lalu dialirkan dengan pompa (L-304) menuju Evaporator (V-501).

Proses evaporator ini bertujuan untuk memekatkan larutan sorbitol. Larutan sorbitol yang masuk ke evaporator akan diuapkan kadar airnya pada kondisi operasi tekanan 1 atm dan temperatur 110oC. Pada tahap ini air yang terkandung di dalam inlet evaporator akan diuapkan sebanyak 20%. Selanjutnya larutan sorbitol dialirkan oleh pompa (L-502) menuju tanki penyimpanan produk.

Perbandingan proses antara reduksi elektrolitik dan  hidrogenasi katalitik

A.    Reduksi Elektrolitik

-          Bahan bakunya Glukosa

-          Konversi reaksinya rendah

Dalam proses produksi membutuhkan waktu yang lama untuk mencapai produk yang diinginkan sehingga proses ini jarang digunakan dalam  proses industri.

-          Kualitas produk rendah

Untuk bahan baku dari sirup glukosa produk yang dihasilkan kurang bagus. Hal itu disebabkan oleh lamanya proses produksi yang mengakibatkan penurunan terhadap hasil produksi.

-          Segi ekonomi        : harganya mahal

Harga mahal diakibatkan oleh kesulitan dan kewalahan dalam memproduksi bahan baku dan hasil akhir yang kurang bagus membuat proses ini sangat jarang digunakan.

B.     Hidrogenasi Katalitik

-          Bahan bakunya glukosa

-          Konversi reaksinya tinggi

Dalam proses ini, waktu yang dibutuhkan pada tahap proses hidrogenasi lebih sedikit untuk mencapai hasil sehingga produk yang dihasilkan maksimal.

-          Kualitas produk tinggi

Bila dibandingkan dengan proses reduksi, produk sorbitol yang dihasilkan lebih bagus. Bahan tambahan seperti gas hydrogen dan katalis nikel mudah dijangkau dan murah serta efektif.

-          Segi ekonomi        : harganya murah

Dari perbandingan kedua proses tersebut, yang paling sering digunakan dalam skala industri adalah proses hidogenasi katalitik. Hal itu disebabkan oleh reaksi hidrogenasi yang terjadi. Reaksi tersebut tidak membutuhkan waktu yang lama dan katalis yang digunakan mudah didapat dan harganya murah.

2.3. Produk Industri

-  Bidang makanan

Ditambahkan pada makanan sebagai pemanis dan untuk memberikan ketahanan mutu dasar yang dimiliki makanan tersebut selama dalam proses penyimpanan. Bagi penderita diabetes, sorbitol dapat dipakai sebagai bahan pemanis pengganti glukosa, fruktosa, maltosa, dan sucrosa. Untuk produk makanan dan minuman diet, sorbitol memberikan rasa manis yang sejuk di mulut.

- Bidang Farmasi

Sorbitol merupakan bahan baku vitamin C dimana dibuat dengan proses fermentasi dengan bakteri Bacillus suboxidant. Dalam hal lain, sorbitol dapat digunakan sebagai pengabsorpsi beberapa mineral seperti Cs, Sr, F dan vitamin B12. Pada konsentrasi tinggi sorbitol dapat sebagai stabilisator dari vitamin dan antibiotik.

- Bidang Kosmetik dan pasta gigi

Penggunaan sorbitol sangat luas di bidang kosmetika, diantaranya digunakan sebagai pelembab berbentuk cream untuk mencegah penguapan air dan dapat memperlicin kulit. Untuk pasta gigi, sorbitol dapat dipergunakan sebagai penyegar atau obat pencuci mulut yang dapat mencegah kerusakan gigi dan memperlambat terbentuknya karies gigi.

- Industri Kimia

Sorbitol banyak dibutuhkan sebagai bahan baku surfaktan seperti polyoxyethylene Sorbitan fatty acid Esters dan Sorbitan fatty Acid Esters. Pada industri Polyurethane, sorbitol bersama dengan senyawa polyhidric alcohol lain seperti glycerol merupakan salah satu komposisi utama alkyl resin dan rigid polyurethane foams. Pada industri textil, kulit, semir sepatu dan kertas, sorbitol digunakan sebagai softener dan stabilisator warna. Sedangkan pada industri rokok sorbitol digunakan sebagai stabilisator kelembaban, penambah aroma dan menambah rasa sejuk.

 Aplikasi lain, sorbitol digunakan sebagai bahan baku pembuatan vitamin C. Negara-negara barat mengaplikasikan sorbitol sebagai bahan baku pembuatan vitamin C.

pulp and paper

BAB IITINJAUAN PUSTAKA
A.  Pulp
Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat (kayu maupun non kayu) melalui berbagai proses pembuatannya (mekanis, semikimia, kimia). Pulp terdiri dari serat-serat (selulosa dan hemiselulosa) sebagai bahan baku kertas.Proses pembuatan pulp diantaranya dilakukan dengan proses mekanis, kimia, dan semikimia. Prinsip pembuatan pulp secara mekanis yakni dengan pengikisan dengan menggunakan alat seperti gerinda. Proses mekanis yang biasa dikenal diantaranya PGW (Pine Groundwood), SGW (Semi Groundwood). Proses semi kimia merupakan kombinasi antara mekanis dan kimia. Yang termasuk ke dalam proses ini diantaranya CTMP (Chemi Thermo Mechanical Pulping) dengan memanfaatkan suhu untuk mendegradasi lignin sehingga diperoleh pulp yang memiliki rendemen yang lebih rendah dengan kualitas yang lebih baik daripada pulp dengan proses mekanis.Proses pembuatan pulp dengan proses kimia dikenal dengan sebutan proses kraft. Disebut kraft karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan lebih tinggi daripada proses mekanis dan semikimia, akan tetapi rendemen yang dihasilkan lebih kecil diantara keduanya karena komponen yang terdegradasi lebih banyak (lignin, ekstraktif, dan mineral) Dalam proses kraft pulping, larutan campuran antara sodium hidroksida dan sodium sulfida digunakan untuk melarutkan bahan tidak berserat. Pulp kemudian diputihkan untuk menghasilkan kertas yang putih. Beberapa zat kimia digunakan dalam proses pemutihan (bleaching) antara lain gas klorin, sodium hidroksida, kalsium hipoklorit, klorin dioksida, hidrogen peroksida dan sodium peroksida. Setelah penambahan filter dan pewarna, bubur kertas dibuat menjadi kertas.
Dalam proses produksinya industri pulp and paper membutuhkan air dalam jumlah yang sangat besar. Hal ini dapat mengancam kelestarian habitat di sekitarnya karena mengurangi tingkat ketersediaan air bagi kehidupan hewan air dan merubah suhu air.
1.     Bahan Dasar Pembuatan Pulp
Selulosa adalah bahan dasar yang terpenting dalam pembentukan pulp dan kertas. Selulosa ini terdapat dalam kayu, kapas, serta nenas, jerami, lelang, bambu, dan lain-lain. 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.

2.     Proses Pembuatan Pulp
a.     Pembuatan Secara Mekanik
Disini pulp dibuat dengan tidak memakai zat-zat kimia, cukup dengan mesin saja tanpa pereaksi-pereaksi kimia. Sedangkan untuk proses-proses yang lain memakai pereaksi-pereaksi kimia. Pembuatan pulp secara mekanik ini memerlukan biaya yang sangat besar, disebabkan disini tidak dipakai pereaksi-pereaksi kimia untuk menghancurkan potongan-potongan kayu, yang akan dijadikan pulp atau kertas. Maka pembuatan pulp secara ini jarang di pakai. Secara garis besar, proses pembuatan pulp dengan cara mekanik dijelaskan 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 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).
b. Pembuatan Secara Kimia
                         i.    Proses Sulfat (Kraft)
1.   Pemilihan Jenis Kayu                 Jenis kayu yang banyak digunakan dalam pembuatan kertas adalah: - Kayu lunak (softwood), adalah kayu dari tumbuhan konifer  contohnya pohon pinus.
- Kayu keras (hard wood), adalah kayu dari tumbuhan yang menggugurkan daunnya setiap tahun.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. Karakteristik dari kedua jenis kayu disajikan berikut ini.Karakter                                                                KayuLunak                                  KayuKeras Kandungan selulosa                   42%+/-2%45%+/-2% Kandungan Lignin                      28%+/-3%20%+/-4% Kandungan Ekstraktif                  3%+/-2%5%+/-3% Panjang serat                                        2-6mm                                         0.6-1.5mm Kekasaran                                     15-35 mg/100m                       mm 5-10 mg/100m
Kayu sebagai bahan dasar dalam industri kertas mengandung beberapa komponen antara lain :- Selulosa, tersusun atas molekul glukosa, rantai lurus dan panjang yang merupakan komponen yang paling disukai dalam pembuatan kertas karena panjang dan kuat- Hemiselulosa, tersusun atas glukosa, rantai pendek dan bercabang. Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pulping
- Lignin, adalah jaringan polimer fenolik tiga dimensi yang berfungsi merekatkan serat selulosa sehingga menjadi kaku. Pulping kimia dan proses pemutihan akan menghilangkan lignin tanpa mengurangi serat selusosa secara signifikan
- Ekstraktif, meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan unsur lain. Komponen ini sangat beracun bagi kehidupan perairan dan mencapai jumlah toksik akut dalam efluen industri kertas.
2.   Persiapan Kayu
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 dengan yang tidak. Chip yang standar disimpan ditempat penampungan.
3.   Pembuburan Kayu (Pulping)
               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.
Dalam proses pulping secara kimiawi ditambahkan panas dan zat kimia (NaOH, Na₂S, Na₂CO₃). Pada serpihan kayu yang dimasukkan ke dalam tabung bertekanan yang disebut digester. Pembuatan pulp dengan proses kraft menggunakan larutan putih (white liquor), yaitu larutan campuran sodium hidroksida dan sodium sulfida yang secara selektif akan melarutkan lignin dan membuatnya lebih larut dalam cairan pengolah.Setelah 2-4 jam, campuran antara pulp, sisa zat kimia dan limbah kayu dikeluarkan dari digester, pulp kemudian dicuci untuk memisahkannya dari cairan hitam (sisa zat kimia dan limbah). Larutan yang mengandung serat kayu terlarut kemudian masuk ke digester dan dipanaskan. Larutan hasil pemanasan yang berwarna hitam (black liquor) dipisahkan dari pulp (brownstock) setelah proses pemanasan. Dalam batch digester, pulp (brownstock) diambil dari dasar digester tabung untuk dilanjutkan dengan pencucian. Pada digester berkesinambungan, pencucian dilakukan di dalam digester untuk menghilangkan larutan lain dan mendinginkan pulp. Kraft pulping adalah proses dengan hasil rendah yaitu hanya 45% dari kayu akan menjadi pulp yang dapat digunakan. Pulp atau disebut brownstock pada tahap ini siap untuk diputihkan.4.   Pencucian (Washing)
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.
Pencucian pulp secara efisien sangat penting dilakukan untuk memastikan kebutuhan maksimal zat kimia dalam proses pulping dan mengurangi jumlah limbah organik yang terbawa oleh pulp dalam proses pemutihan. Pulp yang kurang tercuci membutuhkan dosis zat pemutih yang lebih besar.
Pencucian pulp dilakukan mengikuti masing-masing proses untuk menghilangkan materi yang tidak diinginkan dalam pulp. Hasil samping berupa black liquor, debu, lignin, dan pemutih dihilangkan setelah tiap tahapan proses selesai. Efisiensi pencucian diukur berdasarkan tingkat kebersihan bubur kertas dan jumlah air yang digunakan untuk mencapai tingkat kebersihan tersebut.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 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.
Penghilangan lignin (delignifikasi) menggunakan oksigen diperlukan untuk menghilangkan sisa lignin dari brownstock yang merupakan tahap prebleaching. Dengan mengurangi lignin akan dihasilkan bubur kayu yang lebih putih. Oksigen dan larutan putih ditambahkan ke dalam brownstock dalam reaktor pemanas. Senyawa lignin akan lepas dan dihilangkan dengan pencucian dan ekstraksi. Oksigen delignification 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.      Bleaching
Bubur kertas ini kemudian dikelantang (bleacing) dengan bahan kimia di dalam proses bleacing untuk mencapai derajat keputihan sesuai standar ISO.
Tahapan dalam bleaching disimbolkan dengan DED dimana D melambangkan chlorine dioxide (ClO₂) dan E melambangkan ekstraksi alkali. Dalam tahap ini, brownstock dicampur dengan ClO₂ dalam reaktor D1 yang akan bereaksi dengan lignin.
Pencucian mengikuti tahap ini untuk menghilangkan senyawa lignin yang beikatan dengan klor dari bubur kayu. NaOH ditambahkan pada aliran pulp dalam menara E dan diikuti dengan pencucian. Ekstraksi berfungsi untuk menetralisasi pulp dan memperbaiki proses pencucian sebelumnya. Menara D2 adalah tahap akhir dari proses bleaching dimana ClO₂ memberikan pemutihan terakhir pada pulp. Jika proses bleaching didahului dengan oksigen delignification, maka prosesnya disingkat menjadi ODED.
Klorin biasanya 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 :2 NaCl + e- ====> 2NaOH + Cl2 + H2             Klorin dioksida 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 + Na2SO4

                       ii.      Proses Soda
Pembuatan pulp dari proses ini lebih sederhana dari pada proses sulfat, dimana keduanya memakai NaOH. Kayu yang digunakan biasanya bisa dari bermacam-macam jenis kayu. Bisa juga dipakai bahan baku seperti jerami, lalang, serat nenas, tebu dan lain-lain. Digester yang dipakai dibuat dari steel, sama seperti pada proses sulfat, waktu memasak 2 atau 3 jam dengan memakai uap (tekanan 118 lb/in²) dan temperatur 344 ^o F. Pulp yang sudah jadi dikeluarkan dari digester melalui lubang dibawah digester. Flow diagram dan proses selanjutnya sama seperti pada proses sulfat. Black liqour yang dihasilkan dalam proses ini mengandung solid 18 % dan total alkali 4,5 %.
                    iii.      Proses Sulfit
Mula-mula sulfur dicairkan dalam tanki pencair atau pelebur, kemudian dipanaskan dalam pemanas yang berputar sambil dialiri udara untuk mengoksidasi. Dalam pemanasan ini sulfur diuapkan dan selanjutnya dimasukkan dalam ruang pembakaran dengan dialiri udara. Pengaliran udara ini sambil dikontrol supaya jangan sampai terbentuk SO_2. SO₂ yang terjadi didinginkan dengan cepat dalam suatu pipa yang melingkar-lingkar yang dikelilingi air. Proses selanjutnya adalah absorpsi gas oleh air dengan menambahkan senyawa Calsium dan Magnesium Carbonat.                        S + O₂               SO₂                        2SO₂ + H₂O + CaCO₃                        Ca(HSO₃)₂  + CO₂
                2SO₂ + H₂O + MgCO₃                   Mg (HSO₃)₂  + CO₂
Menara absorpsi ini dibuat minimal 2 buah, sedangkan penguliran air dari atas kebawah dengan spray, berlawanan dengan aliran SO₂ yang masukan menara absorpsi. Liquor yang keluar dari menara berisi sejumlah SO₂ yang bebas dan lalu dimasukkan dalam reclain tank. Akhirnya liquor dimasukkan dalam digester sebagai larutan Calsium dan Magnesium bi sulfit, kalau di analisa kira-kira 4,5 % total SO₂ dan 3,5 % SO₂ bebas. Digester ini diisi penuh dengan potongan-potongan kayu halus dan asam pemasak dengan kapasitas dari 1 ton sampai 35 ton serabut kayu dan 3000 sampai 51000 galon asam-asam tadi. Digester dipanaskan secara langsung dengan steam (uap), dimana tekanan dari uap ini 70 sampai 160 lb/in²  tergantung dari jenis kayu yang di pakai. Waktu yang diperlukan 10 sampai 11 jam dengan temperatur 105^o C sampai 155 ^o C. Sesudah pemanasan dalam digester selesai dan sudah masak, lalu pulp dikeluarkan dan masuk dalam Blowpit dengan diberi air jernih. Dari Blowpit ini pulp, dimasukkan ayakan dan seterusnya disaring dengan rotary drum filter untuk di padatkan dengan jalan membuang airnya dengan mesin ayakan 80. Dari Rotary drum Filter ini selanjutnya pulp dimasukkan dalam tanki pemutih dan diputihkan dengan Chlorine dengan penambahan cairan kapur sebagai penetralnya. Selesai pemutihan dimasukkan dalam mesin-chest dan akhirnya dikeringkan dan dibuat rol-rol pulp.
B.        Paper
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). Bagian ini berfungsi untuk meramu bahan baku seperti: menambahkan pewarna untuk kertas (dye), menambahkan zat retensi, menambahkan filler (untuk mengisi pori-pori diantara serat kayu), air, dll sebelum masuk ke mesin kertas (paper machine). Bahan yang keluar dari bagian ini disebut stock (campuran pulp, bahan kimia dan air).
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 machine
Pulp yang sudah diputihkan kemudian dibawa ke mesin pembuat kertas dimana akan dibentuk lembaran pulp pada screen. Air dihilangkan dari lembaran dengan kombinasi vakum, panas, dan tekanan yang diberikan di bagian penggulung (roller). Kertas jadi dapat dibuat dengan berbagai jenis berat dan digulung menjadi gulungan besar untuk diproses lebih lanjut. Kertas jadi terkadang juga dilapisi dengan kaolin untuk memutihkan permukaan atau diberi pengikat yang mengandung formaldehyde, ammonia atau polivinil alkohol agar lebih kuat.Energi yang dibutuhkan dalam proses pembuatan kertas dalam bentuk panas dihasilkan dari pembakaran sampah padat (sisa potongan kayu) dan uap serta bahan bakar fosil. Industri kertas membutuhkan energi dalam jumlah besar untuk dapat beroperasi. Dalam proses pembuburan kayu, sisa larutan pemasak dapat dimurnikan kembali dengan proses pemulihan (chemical recovery).
Siklus pemulihan akan melewati liquor evaporator, recovery boiler, clarifier, dan lime kiln melalui 4 tahapan yaitu :·         Air dari pencucian dialirkan ke evaporator dimana black liquor mengandung konsentrasi solid sebanyak 65% sampai 75% sebelum masuk ke recovery boiler. Pada recovery boiler, dalam furnis yang didisain khusus, zat kimia sisa pakai dipisahkan dari limbah kayu. Zat kimia dalam proses pulping membentuk lelehan menyerupai lava di dasar recovery boiler, sedangkan limbah kayu dibakar pada bagian atas recovery boiler. Panas ini digunakan untuk menghasilkan uap bertekanan tinggi yang dapat digunakan untuk memenuhi uap yang dibutuhkan dalam penggilingan dan kebutuhan pembangkit listrik.
·         Sisa larutan pemasak (black liquor) mengandung berbagai senyawa organik dan senyawa sulfur disamping NaOH and Na₂S yang reaktif. Black liquor diuapkan dalam furnis bersama sodium sulfat (Na₂SO₄) untuk mendapatkan Na₂S, dan sodium karbonat (Na₂CO₃) dalam bentuk abu.
·         Abu kemudian dituangkan ke tanki besar untuk membentuk green liquor, yaitu campuran dari sodium sulfida dan sodium karbonat. Abu ini kemudian dicampur dengan air dan lime (CaO) yang membentuk larutan hijau (green liquor) dan menghilangkan bahan kimia asalnya yaitu NaOH and Na₂S, kalsium karbonat (CaCO₃)
·         Pada langkah selanjutnya, lime (kalsium oksida) ditambahkan ke dalam green liquor untuk mengubah sodium karbonat menjadi sodium hidroksida sehingga kembali terbentuk white liquor yang akan digunakan kambali dalam proses pulping berikutnya.
Skema Pembuatan Kertas
Tata Letak Alat Pabrik Kertas
C.     Limbah Yang Dihasilkan dari Proses Produksi Kertas
Zat pencemar dari proses pembuatan kertas yang berpotensi mencemari lingkungan dibagi menjadi 4 kelompok yaitu :
1.   Efluen limbah cair
a)   Padatan tersuspensi yang terdiri dari partikel kayu, serat, pigmen, debu dan sejenisnyab)   Senyawa organik koloid terlarut serat hemisellulosa, gula, lignin, alkohol, terpentin, zat pengurai serat, perekat pati dan zat sintetis yang menghasilkan BOD tinggic)   Limbah cair berwarna pekat yang berasal dari lignin dan pewarna kertasd)  Bahan anorganik terlarut seperti NaOH, Na₂SO₄, klorin dan lain-laine)   Limbah panasf)    Mikroorganisme seperti golongan bakteri coliform2.   Partikulat
a)   Abu dari pembakaran kayu bakar dan sumber energi lainb)   Partikulat zat kimia terutama yang mengandung Na dan Ca
3.   Gas
a)   Gas sulfur yang berbau busuk seperti merkaptan dan H₂S yang dilepaskan dari berbagai tahap dalam proses kraft pulping dan proses pemulihan bahan kimiab)   Oksida sulfur dari pembakaran bahan bakar fosil, kraft recovery furnace dan lime Kilnc)   Uap yang akan membahayakan karena mengganggu jarak pandangan4.   Solid Wastes
a)   Sludge dari pengolahan limbah primer dan sekunder
b)   Limbah padat seperti potongan kayu dan limbah pabrik lainnya
D.  Dampak Sosial Yang Ditimbulkan
1.      Perampasan lahan milik masyarakat adat atau komunitas lokal oleh industri2.      Penghancuran ekonomi dan sosial di tingkat lokal akibat pengubahan hutan alam menjadi hutan industri3.      Ancaman kesehatan akibat penggunaan bahan-bahan kimiawi berbahaya dalam proses pembuatan dan pemutihan (bleaching) bubur kertas (pulp)
E.   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 sangat praktis karena dapat dibuang setelah digunakan. Selain itu, 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 memiliki kelemahan, yaitu mudah terbakar, mudah robek, dan tidak tahan air. Hampir dalam semua urusan kita menggunakan kertas, baik pejabat, pasar, restaurant, atau di kamar mandi. Kertas merupakan bahan utama dalam percetakan, penyimpanan dan penyebaran informasi. Malahan ia telah menular masuk dan berkembang pesat dalam sektor-sektor industri. Antara fungsi-fungsi kertas dalam kehidupan manusia ialah sebagai bahan pertanian, industri, gedung, percetakan, pendidikan, pembungkusan, bisnis, pakaian, kesehatan, perjalanan dan hiburan.

Pertanian, industri, bangunan	bodplaster, internal pintu, karung, panel, wallpaper, perabot, pelitup bumbung, kertas pasir, pemisah internal baterai
Percetakan, pendidikan	buku, surat kabar, majalah, buku latihan, katalog, kertas ujian
Pembungkusan	bekas susu, label, sarung piring hitam, kemasan makanan, kotak gelugur, uncang teh, penapis kopi
Bisnis	kertas tipe, kertas karbon, amplop, formulir, sertifikat, kertas komputer, brosur
Perjalanan/hiburan	tiket, papan baling panah, tas, kertas fotografi, kertas rokok, pas masuk