Pengaruh Alkali Aktif terhadap Karakteristik Pulp Kraft Putih Acacia... : Teddy Kardiansyah, dkk.

## Pengaruh Alkali Aktif terhadap Karakteristik Pulp Kraft Putih Acacia mangium dan Eucalyptus pellita
Teddy Kardiansyah*, Susi Sugesty
Balai Besar Pulp dan Kertas, Jl. Raya Dayeuhkolot No. 132, Bandung, Indonesia
Diterima : 21 April 2020, Revisi akhir : 21 Juni 2020, Disetujui terbit : 30 Juni 2020
Effect of Active Alkali on Characteristic of Acacia mangium and Eucalyptus pellita Bleached Kraft Pulp

## Abstract
The Indonesian pulp industry currently has problems in supplying Acacia mangium wood raw materials, due to plant disease and pest attacks. This could be anticipated through alternative raw materials to substitute Acacia mangium, the Eucalyptus pellita species chosen because it is more resistant to pests and diseases. This study was conducted to determine the quality characteristics of E. pellita bleached kraft pulp. The research on making paper pulp using A. mangium and E. pellita was carried out by means of the kraft process. The cooking was carried out with a variation of 16-20% active alkali, 28.7% sulfidity, at a temperature of 165°C, a liquor to wood ratio of 3.5:1 and an H factor of 1,022. The bleaching of the pulp has been carried out using the Elemental Chlorine Free (ECF) process with the OD 0 E O D 1 stage. Characteristics of kraft pulp from A. mangium cooking were higher in the screening yield, kappa number, and viscosity compared to E. pellita . The use of 16% active alkaline in cooking of  A. mangium is lower than E. pellita (18%), but the quality can meet the quality specifications according to SNI 6107: 2015 - Leaf Bleached Kraft Pulp on the parameters of freeness, brightness and physical properties. The characteristics of A. mangium bleached kraft pulp were higher in parameters of freeness, brightness and physical properties compared to E. pellita. However, E. pellita has the potential to be developed in Industrial Plantation Forests as raw material for pulp.
Keywords: Acacia mangium , active alkali , Eucalyptus pellita , kraft , pulp

## Abstrak
Industri pulp Indonesia saat ini memiliki masalah dalam penyediaan bahan baku kayu Acacia mangium , karena serangan penyakit tanaman dan hama. Hal ini harus diantisipasi melalui bahan baku alternatif pengganti Acacia mangium , spesies Eucalyptus pellita dipilih karena lebih tahan terhadap hama dan penyakit. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik kualitas pulp kraft putih E. pellita .
P enelitian pembuatan pulp kertas dilakukan dengan proses kraft dengan bahan baku A. mangium dan E. pellita . Pemasakan dilakukan dengan variasi alkali aktif 16-20%, sulfiditas 28,7%, pada suhu 165°C, rasio larutan pemasak terhadap kayu 3,5:1 dan faktor H 1.022. Pemutihan pulp dilakukan dengan proses Elemental  Chlorine  Free (ECF)  dengan  tahapan  OD 0 E o D 1 . Karakteristik pulp kraft hasil pemasakan A. mangium lebih tinggi pada parameter rendemen tersaring, bilangan kappa dan viskositas dibandingkan dengan E. pellita . Penggunaan alkali aktif 16% pada pemasakan A. mangium lebih rendah dari E. pellita (18%), namun kualitasnya dapat memenuhi spesifikasi kualitas pulp sesuai SNI 6107:2015 - Pulp Kraft Putih Kayudaun pada parameter derajat giling, derajat cerah, dan sifat fisik. Karakteristik pulp kraft putih A. mangium lebih tinggi pada parameter derajat giling, derajat cerah, dan sifat fisik dibandingkan dengan E. pellita . Namun demikian E. pellita berpotensi untuk dikembangkan di Hutan Tanaman Industri sebagai bahan baku pulp.
Kata kunci: Acacia mangium , alkali aktif, Eucalyptus pellita , kraft , pulp
Jurnal Selulosa Vol. 10 No. 1 Juni 2020 Hal. 9 - 20

## JURNAL SELULOSA
e-ISSN: 2527 - 6662 p-ISSN: 2088 - 7000
© 2020 - Jurnal Selulosa all rights reserved. Open access under CC BY-NC-SA license. ( http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ ) DOI: http://dx.doi.org/10.25269/jsel.v10i01.291

## Pendahuluan
Kapasitas produksi pulp di Indonesia meningkat  pada  tahun  2017  karena  kehadiran pabrik baru. Kapasitas produksi pulp yang sebelumnya  7,9  juta  ton  per  tahun  meningkat menjadi  10,5  juta  ton  per  tahun.  Kapasitas produksi pulp tersebut setidaknya memerlukan bahan baku kayu sekitar 41,4 juta ton kayu per tahun (Nambiar, Harwood and Mendham, 2018). Kebutuhan kayu tersebut dipenuhi melalui tegakan yang ditanam oleh Hutan Tanaman Industri  (HTI)  yang  umumnya  menanam  jenis akasia  dan  ekaliptus.  Spesies  akasia  ditanam secara luas di Asia Tenggara dengan luas tanaman lebih dari 2,6 juta hektar (Harwood and Nambiar, 2014).
Di Indonesia, A. mangium telah menjadi spesies kayu untuk pulp yang mendominasi selama 10 tahun terakhir sebagai sumber serat yang sangat baik untuk pembuatan kertas (Muhammad, Ong and Ratnam, 2018; Hillman, 2002).  Hutan  Tanaman  Industri  untuk  bahan baku pulp di Indonesia mengembangkan jenis A. mangium Willd dan A. crassicarpa A. Cunn (Suhartati,Rahmayanto  and  Daeng,  2014). Tanaman tersebut ditanam di hutan tanaman industri  (HTI)  dengan  penanaman  monokultur. Monokultur memiliki keunggulan dalam kemudahan penebangan dan perawatan, namun bila kawasan monokultur terserang penyakit, dalam waktu relatif cepat semua tanaman akan rusak. Pada tahun 2001 dilaporkan bahwa tegakan monokultur A. mangium rotasi kedua di Sumatera telah mengalami kerusakan antara 3-28%  akibat  serangan  ganoderma  (Irianto et al. , 2006). Kanker batang-layu yang disebabkan oleh Ceratocystis manginecans sp. nov. (Tarigan et al. ,  2011) di  Sumatra  dan  Kalimantan.
Serangan  kera  dan  tupai  menguliti  batang A. mangium untuk mengambil exudate yang manis, serangannya mencapai sekitar 100.000 ha  di  Sumatera  dan  30.000  ha  di  Kalimantan (Hardiyanto  and  Nambiar,  2014;  Nambiar, Harwood and Mendham, 2018).
Masalah serangan pada kayu di tanah mineral tersebut sangat serius dan tidak dapat diantisipasi oleh industri, sehingga menyebabkan pergantian penanaman spesies yang sangat cepat dari A. mangium menjadi Eucalyptus pellita F. Muell dan hibridanya. Laju pergantiannya mencapai 50.000 ha/tahun  dan  pada  tahun  2016-2017  sebanyak 600.000 ha lahan sudah ditanami E. pellita yang
sebelumnya A. mangium (Nambiar, Harwood and Mendham,  2018).  Pemilihan  spesies E. pellita sebagai pengganti disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya: karena sifatnya yang cepat tumbuh, rotasi pendek, batang lurus, toleransi yang tinggi terhadap berbagai jenis tanah dan lokasi tumbuh serta lebih tahan terhadap hama dan penyakit (Lukmandaru et al. , 2016). Namun demikian produktivitas E. pellita masih rendah dibandingkan dengan A. mangium. Produktivitas pohon pada umur 3-6 tahun untuk A. mangium sekitar  42,2 m 3 /ha/tahun sedangkan E. pellita hanya sekitar 39,6 m 3 /ha/tahun (Mendham et al. , 2017).
Proses pembuatan pulp kraft merupakan proses yang umum digunakan industri pulp di Indonesia dengan kelebihan lainnya yaitu menghasilkan pulp dengan kekuatan tinggi, efisien pada banyak jenis kayu, toleran terhadap kulit kayu, serta efisien dalam siklus pemulihan bahan  kimia  (Shmulsky  and  Jones,  2011). Penelitian sebelumnya pemasakan A. mangium dan E. pellita dengan variasi alkali aktif 16-20%, sulfiditas  25%  dengan  Faktor  H  800  dan  tanpa diputihkan dengan parameter indikator bilangan Kappa, rendemen dan viskositas (Ardina, Irawan  and  Prajitno,  2018).  Pada  penelitian  ini dilakukan proses pembuatan pulp kraft dari A. mangium dan E. pellita dengan variasi alkali aktif dan dilanjutkan dengan proses pemutihan menggunakan proses Elemental  Chlorine Free (ECF).  Pulp kraft putih yang diperoleh selanjutnya diuji kualitas pulpnya.

## Bahan dan Metode

## Bahan
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah serpih kayu Acacia mangium dan Eucalyptus pellita yang diperoleh dari Industri Pulp  di  daerah  Sumatera  Selatan.  Serpih  kayu tersebut dipasok dari Hutan Tanaman Industri yang sedang mengembangkan penanaman kayu Eucalyptus pellita sebagi pengganti Acacia mangium . Natrium hidroksida dan natrium sulfida  kualitas  teknis  diperoleh  dari  pemasok bahan kimia lokal. Bahan kimia untuk proses pemutihan yang terdiri dari natrium klorit dari JT Baker dan natrium peroksidisulfat diperoleh dari Merck. Bahan kimia untuk analisis bilangan Kappa dan viskositas kualitas analisis diperoleh dari Merck.
Pengaruh Alkali Aktif terhadap Karakteristik Pulp Kraft Putih Acacia... : Teddy Kardiansyah, dkk.

## Metode
Tahapan penelitian meliputi pemasakan bahan baku , pemutihan pulp proses Elemental Chlorine Free (ECF)  dengan  empat  tahap an, pembuatan lembaran  pulp  putih  dan  penentuan  sifat  fisik dan optik pulp putih. Pemasakan kayu Acacia mangium dan Eucalyptus pellita dilakukan dengan proses sulfat  ( kraft )  dalam  digester berputar ( rotary digester ) dalam udara panas dengan suhu yang dapat dikontrol menggunakan perhitungan faktor H ( Tabel 1 ).  Faktor  H merupakan faktor hubungan antara suhu dengan waktu, apabila suhu tinggi waktu yang digunakan menjadi pendek. Pulp yang diperoleh ditentukan rendemen total, rendemen tersaring, bilangan Kappa (SNI ISO 302:2014), viskositas pulp (SNI 0936:2008)  serta  derajat  cerah  ( SNI  ISO  2470- 1:2014 ). Pemutihan pulp dilakukan dengan tahapan oksigen  delignifikasi,  klordioksida  awal, ekstraksi oksigen dan klordioksida-1  (OD 0 E o D 1 ). Kondisi proses pemutihan pulp dapat dilihat pada Tabel 2 . Parameter kontrol pada setiap tahapan pemutihan ditentukan meliputi viskositas dan derajat cerah serta bilangan kappa pada tahapan oksigen delignifikasi dan ekstraksi oksigen. Pulp putih yang diperoleh ditentukan sifat optik dan sifat  fisiknya.  Untuk  pengujian  sifat  fisik,  pulp digiling dalam PFI Mill (SNI ISO 5264-2:2011). Variasi  derajat  giling  ditentukan  berdasarkan jumlah  putaran  PFI  Mill  yang  diukur  dengan menggunakan Canadian  Standard  Freeness Tester (CSF),  kemudian  dibuat  lembaran  (SNI ISO  5269-1:2012)  selanjutnya  dilakukan pengujian sifat fisik lembaran pulp menurut SNI yang terdiri dari indeks sobek (SNI 0436-2009), indeks retak (SNI ISO 2758:2011), indeks tarik (SNI  ISO  14-4737:1998)  serta  sifat  optik  yaitu derajat cerah dengan SNI ISO 2470-1:2014.
Tabel 1 . Kondisi Pembuatan Pulp Proses Kraft
No. Parameter Kondisi Pemasakan 1 Suhu, °C 165 2 Rasio larutan pemasak terhadap kayu 3,5:1 3 Sulfiditas, % 28,7 4 Alkali aktif, % 16%, 18%, 20% 5 Faktor H 1.022 6 Waktu, jam 2 + 1
Tabel 2 . Kondisi Proses Pemutihan Pulp Parameter O D 0 Eo D 1 Suhu, °C 90 70 84 85 Konsistensi, % 11 11 11 11 Waktu reaksi, menit 30 45 90 180 ClO 2 , % - 3,5 - 1,5 Tekanan O 2 , Psi 50 - 150 - NaOH, % 1 - 1,1 - pH Akhir 10 - 12 2,5-3,5 10 - 12 3,5 - 4

## Hasil dan Pembahasan
Pemasakan Kayu A.mangium dan E. pellita
Parameter kendali setelah proses pemasakan meliputi rendemen total, rendemen tersaring, dan bilangan kappa. Selain itu juga sebagai parameter pendukung ditentukan viskositas dan derajat cerah pulp hasil pemasakan untuk evaluasi proses selanjutnya. Hasil pemasakan kayu A.mangium dan E. Pellita dapat dilihat pada Tabel 3 . Rendemen total pulp merupakan gabungan dari rendemen tersaring dan reject . Rendemen total maupun rendemen tersaring pulp A. mangium lebih tinggi dibandingkan pulp E. pellita pada berbagai konsentrasi alkali aktif. Nilai tersebut juga termasuk dalam nilai rendemen tersaring pulp sulfat kayu daun lebar yang berkisar antara 40-55% (Shmulsky  and  Jones,  2011).  Nilai rendemen tersebut lebih rendah dibandingkan dengan rendemen A. crassicarpa yang berkisar antara 52,65-53,61% (Sugesty, Kardiansyah and Pratiwi,  2015)  dan A. mangium serta E. pellita hasil penelitian  lain yaitu 52,  25%  dan 50,60% (Ardina, Irawan and Prajitno, 2018). Namun nilai rendemen tersebut lebih tinggi dibandingkan dengan A. mangium dari Malaysia dengan rendemen 37,60-23,20% (Wan Rosli, Mazlan and Law, 2009). Peningkatan konsentrasi alkali aktif cenderung menurunkan nilai rendemen tersaring baik untuk pulp A. mangium maupun E. pellita . Hasil ini sesuai dengan penelitian A. crassicarpa (Sugesty,  Kardiansyah  and  Pratiwi,  2015)  dan Anthocephalus cadamba (Wistara et al. ,  2015). MacLeod  ( 2007)  mengkuantifikasi  pengaruh peningkatan dosis alkali terhadap penurunan rendemen pulp, setiap peningkatan 1% alkali aktif akan  menurunkan  rendemen  pulp  0,15%,  dan
lebih tinggi pada kasus kayu daun lebar karena tingginya kandungan hemiselulosa sehingga rentan terhadap alkali.
Bilangan kappa merupakan nilai yang menunjukkan tingkat kematangan pulp. Bilangan Kappa A. mangium dan E. pellita menurun seiring dengan meningkatnya konsentrasi alkali aktif. Peningkatan konsentrasi alkali aktif pada proses pembuatan pulp akan menurunkan nilai bilangan Kappa karena tingginya tingkat kehilangan lignin selama proses  (Bassa et al. ,  2006).  Rentang nilai  bilangan  kappa  sebesar  12,73-17,60  untuk A. mangium dan  sebesar  11,50-16,13  untuk E. pellita. Nilai bilangan kappa sekitar 15-20 untuk kayu daun lebar menunjukkan pulp tersebut termasuk mudah diputihkan (Gellerstedt, Ek and Henriksson, 2009). Nilai bilangan kappa A. mangium cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan E. pellita , pola tersebut sejalan dengan penelitian yang dilakukan oleh  Ardina, Irawan dan Prajitno ( 2018). Viskositas  pulp  belum  putih  umumnya ditentukan sebagai dasar pemrosesan pulp berikutnya.  Viskositas  pulp  dapat  mewakili derajat polimerisasi selulosa dalam pulp (Wistara et al. ,  2015).  Viskositas  pulp  belum putih A. mangium maupun E. pellita cenderung turun dengan peningkatan konsentrasi alkali aktif. Penurunan viskositas pulp belum putih dapat disebabkan oleh peningkatan konsentrasi ion hidroksida dalam larutan pemasak. Ion hidroksida tidak hanya menurunkan lignin, tetapi pada konsentrasi yang lebih tinggi dapat menurunkan kadar selulosa. Degradasi selulosa oleh alkali dapat berlangsung melalui reaksi pengelupasan dan hidrolisis alkali yang menyebabkan penurunan viskositas pulp (Shukla and Sharma, 2013). Viskositas pulp belum putih A. mangium (13,45-20,14  cP)  cenderung  lebih tinggi dibandingkan dengan pulp belum putih
E. pellita (11,91-18,24  cP),  pada  dosis  alkali aktif 16%-18% kecenderungannya sama dengan penelitian yang dilakukan oleh  Ardina, Irawan dan Prajitno ( 2018). Hal ini menunjukkan bahwa A. mangium cenderung lebih tahan terhadap reaksi  pengelupasan  ( peeling ) dan hidrolisis alkali dibandingkan dengan E. pellita. Derajat cerah pulp belum putih adalah indikator yang berguna untuk melihat kemampuan pulp dapat diputihkan. Derajat cerah pulp belum putih A. mangium sekitar  35,56-39,27%ISO, lebih tinggi jika dibandingkan dengan derajat cerah pulp belum putih E. pellita dengan kisaran 34,05-36,39%ISO.  Nilai  derajat  cerah  pulp belum putih menunjukkan penurunan dengan meningkatnya konsentrasi alkali aktif. Peningkatan derajat cerah terutama disebabkan oleh penghilangan lignin selama proses pembuatan pulp (Wistara et al. , 2015).
Pemutihan Pulp A. mangium dan E. pellita
Bilangan kappa selain sebagai parameter indikator proses pemasakan, bilangan kappa dapat memperkirakan kandungan lignin sisa dalam pulp dan dapat digunakan untuk menentukan kondisi pemutihan  yang  sesuai  (Sugesty,  Kardiansyah and  Pratiwi,  2015).  Nilai  bilangan  kappa  pada tahapan proses pemutihan pulp dapat dilihat pada Gambar 1 . Nilai bilangan kappa brownstock pulp A. mangium cenderung lebih tinggi dibandingkan E. pellita , setelah melalui proses pemutihan menunjukkan nilai bilangan kappa yang hampir sama dengan kondisi pemutihan yang sama. Proses pemutihan menggunakan klorin dioksida senyawa tersebut mendegradasi lignin pada struktur fenoliknya sedangkan reaksi dengan lignin non-fenolik dan asam hekseuronat berjalan lamban  (Eshkiki,  Mortha  and  Lachenal,  2007).
Tabel  3. Hasil Pemasakan Kayu A. mangium dan E. pellita
No Jenis Pulp Alkali aktif (%) Rendemen total (%) Rendemen tersaring (%) Bilangan Kappa Viskositas (cP) Derajat cerah (%ISO) 1 A. mangium 16 51,37 51,23 17,60 20,14 35,56 18 50,20 50,12 14,50 15,78 37,37 20 49,10 49,05 12,73 13,45 39,27 2 E. pellita 16 47,85 47,77 16,13 18,24 34,05 18 47,16 47,08 14,32 14,98 35,14 20 46,50 46,41 11,50 11,91 36,39
Pengaruh Alkali Aktif terhadap Karakteristik Pulp Kraft Putih Acacia... : Teddy Kardiansyah, dkk.
Bilangan kappa merupakan representasi dari kadar lignin dalam pulp. Nilai bilangan kappa pulp setelah tahap  delignifikasi  oksigen  untuk A. mangium sekitar  7,88-13,05  sedangkan E. pellita bekisar antara  7,90-13,52  dengan  persentase  penurunan 25,85-38,09% untuk A. mangium dan 16,16-31,30% untuk E. pellita. Persentase penurunan bilangan kappa semakin tinggi setelah tahap D 1 dengan rentang penurunan sekitar  93,10-93,39%  untuk A. mangium dan 89,51-91,19%  untuk E. pellita .  Sifat  dan kelimpahan relatif dari hubungan antara unit Syringil dan Guaiacyl (rasio  S/G)  dalam lignin sangat bervariasi, proporsi relatifnya mempengaruhi reaktivitas lignin selama proses pembuatan pulp dan pemutihan (Sjostrom, 1993).
Lignin dengan kandungan syringyl yang lebih tinggi cenderung lebih mudah untuk dihilangkan (Nawawi et al. , 2017). Derajat cerah merupakan sifat pantulan sinar  biru  pada  panjang  gelombang  457  nm dari lembaran pulp dan merupakan parameter indikator  proses  pemutihan  pulp  (Suess, 2010).  Derajat  cerah  pulp A. mangium maupun E. pellita semakin meningkat dengan peningkatan konsentrasi alkali aktif, pola yang sama terjadi pada proses pemutihan  pulp dari Trema orientalis (Sarwar Jahan, Rubaiyat and Sabina, 2007) dan jute (Matin et al. , 2015). Nilai derajat cerah pada tahapan proses pemutihan pulp dapat dilihat pada Gambar 2 . Peningkatan nilai derajat cerah dari pulp belum putih menjadi pulp putih lebih dari
Gambar 1 . Bilangan Kappa Pulp pada Brownstock (BS), Tahap Delignifikasi Oksigen (O2) dan Tahap Ekstraksi Oksigen (Eo). Keterangan Am ( A. mangium ) dan Ep ( E. pellita )
Gambar 2 . Derajat Cerah Pulp pada Tahap Delignifikasi Oksigen (O2), Tahap Klordioksida Awal (D0), Tahap Ekstraksi Oksigen (Eo) dan Tahap Klordioksida 1 (D1). Keterangan Am ( A. mangium ) dan Ep ( E. pellita )
dua  kali  lipat  dengan  kisaran  35,56-39,27%ISO menjadi  85,80-88,93%ISO  untuk A. mangium dan 34,05-36,39%ISO menjadi 83,53-87,93%ISO untuk E. pellita . Peningkatan nilai derajat cerah pulp melalui pemutihan dengan klorin dioksida tidak hanya secara efisien melarutkan sisa fragmen lignin, tetapi juga mengurangi gugus kromoforik dalam pulp, dan mengurangi kapasitas lignin dalam pulp untuk menyerap cahaya (Gullichsen, Fogelholm and Paulapuro, 1999).
Viskositas  pulp  dapat  mewakili  derajat polimerisasi selulosa dalam pulp (Wistara et al. , 2015).  Parameter  tersebut  merupakan  salah  satu parameter kontrol dalam proses pemutihan. Nilai viskositas pada tahapan proses pemutihan pulp dapat dilihat pada Gambar 3 . Nilai viskositas pulp A. mangium cenderung lebih tinggi dibandingkan E. pellita , pulp A. mangium cenderung lebih tahan terhadap proses pemutihan dibandingkan dengan E. pellita . Nilai  viskositas  pulp  setelah  tahap  delignifikasi oksigen untuk A. mangium sekitar 12,44-18,60 cP sedangkan E. pellita bekisar  antara  10,46-18,05 cP  dengan  persentase  penurunan  7,51-10,55% untuk A. mangium dan  10,78-12,14%  untuk E. pellita. Persentase penurunan viskositas semakin tinggi setelah tahap D 1 dengan rentang  penurunan  sekitar  33,12-47,29%  untuk A. mangium dan 36,72-51,70% untuk E. pellita . Penurunan nilai viskositas pulp setelah proses pemutihan  dengan  proses  ECF  sekitar  21,8% hingga 25,7 % untuk bambu (Li et al. , 2018) dan sekitar 71,03% dari E. globulus (Colodette et al. ,
1999). Viskositas pulp putih dapat memberikan indikasi tidak langsung dari kekuatan pulp. Pulp dengan viskositas tinggi cenderung menunjukkan sifat mekanik yang lebih baik (Khiari et al. , 2010).
Derajat Giling ( Freeness )
Derajat giling pulp adalah kemampuan pulp untuk melepaskan air dalam suspensi pulp. Sifat ini terkait dengan karakteristik permukaan serat pulp dan pembengkakan serat. Parameter ini juga berpengaruh dalam aliran proses pulp dan proses pembuatan kertas wet-end (Wistara et al. , 2015).
Nilai derajat giling pulp sebelum dan setelah  digiling  dalam  PFI  Mill  dapat  dilihat pada Gambar 4 . Nilai derajat giling pulp A. mangium cenderung lebih rendah dibandingkan E. pellita , derajat giling pulp A. mangium sekitar 570-590  mLCSF  sedangkan E. pellita sekitar 630-640  mLCSF.  Derajat  giling  yang  tinggi cenderung memerlukan energi yang lebih besar untuk menurunkan nilai derajat gilingnya agar laju penghilangan airnya sesuai dengan target yang  diharapkan  (Buzała et al. ,  2018).  Pulp A. mangium memerlukan jumlah putaran sekitar 4.900-5.200  dan E. pellita sekitar  5.200-5.300 untuk mencapai nilai derajat giling yang sama (300 mL CSF). Karakteristik lain seperti indeks tarik dan indeks retak diketahui memiliki korelasi linear dengan derajat giling pulp (Banavath, Bhardwaj and Ray, 2011).
Gambar 3 . Viskositas Pulp pada Tahap Delignifikasi Oksigen (O2), Tahap Klordioksida Awal (D0), tahap ekstraksi oksigen (Eo) dan Tahap Klordioksida 1 (D1). Keterangan Am ( A. mangium ) dan Ep ( E. pellita )
Pengaruh Alkali Aktif terhadap Karakteristik Pulp Kraft Putih Acacia... : Teddy Kardiansyah, dkk.

## Sifat Fisik Pulp Putih
Pengujian sifat fisik pulp putih yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian indeks retak, indeks tarik, dan indeks sobek. Penggilingan pulp mengacu pada perlakuan mekanis pada serat pulp  untuk  meningkatkan  sifat  fisik  pulp  pada pembuatan kertasnya (Abdel-aal, 2014).
Hasil pengukuran indeks tarik dapat dilihat pada Gambar 5 . Indeks tarik pulp A. mangium berada  pada  rentang  22,5–95,1  Nm/g sedangkan pulp E. pellita berada pada rentang 13,7–79,4 Nm/g. Indeks tarik pulp A. mangium dan E. pellita menunjukkan kecenderungan yang sama,  semakin  tinggi  jumlah  putaran  PFI  mill, nilai indeks tarik semakin meningkat. Proses penggilingan akan menyebabkan dinding serat
collapse membentuk lembaran yang padat dan kekuatan tarik yang tinggi disebabkan rasio permukaan serat terhadap volume serat yang tinggi dan luas ikatan antar serat yang tinggi (Patt, Kordsachia and Fehr, 2006). Selain itu dengan peningkatan alkali aktif nilai indeks tarik semakin menurun baik pada pulp A. mangium maupun E. pellita, hal ini sesuai dengan dengan menurunnya nilai viskositas pulp dengan meningkatnya dosis alkali aktif. Penurunan tersebut disebabkan degradasi selulosa dengan meningkatnya dosis alkali aktif. Selama  proses  pembuatan  pulp,  alkali  akan melarutkan rantai hemiselulosa berat molekul rendah, memulai reaksi depolimerisasi akhir (reaksi  pengelupasan  primer),  dan  hidrolisis dari ikatan glikosidik, yang menyebabkan reaksi
Gambar 4. Derajat Giling Pulp pada Variasi Konsentrasi Alkali Aktif terhadap Jumlah Putaran PFI Mill. Keterangan Am ( A. mangium ) dan Ep ( E. pellita )
Gambar 5 . Indeks Tarik Pulp pada Variasi Konsentrasi Alkali Aktif terhadap Jumlah Putaran PFI Mill. Keterangan Am ( A. mangium ) dan Ep ( E. pellita)
Gambar 6 . Indeks Retak Pulp pada Variasi Konsentrasi Alkali Aktif terhadap Jumlah Putaran PFI Mill. Keterangan Am ( A. mangium ) dan Ep ( E. pellita )
Gambar 7 . Indeks Sobek Pulp pada Variasi Konsentrasi Alkali Aktif terhadap Jumlah Putaran PFI Mill. Keterangan Am ( A. mangium ) dan Ep ( E. pellita )
pengelupasan sekunder dan penurunan derajat polimerisasi  (Bajpai,  2018).  Nilai  indeks  tarik sangat dipengaruhi oleh faktor alkali aktif (Wan Rosli, Mazlan and Law, 2009).
Indeks retak diuji untuk mengetahui nilai kekuatan pulp untuk menahan beban yang terpusat (Shmulsky  and  Jones,  2011).  Hasil  pengukuran indeks retak dapat dilihat pada Gambar 6 . Indeks retak pulp A. mangium berada pada kisaran
0,9–6,5  kPa.m 2 /g sedangkan pulp E. pellita berada  pada  rentang  0,5–5,6  kPa.m 2 /g. Indeks retak menunjukkan pola yang sama dengan indeks tarik baik terhadap pengaruh penggilingan dan alkali aktif.
Ketahanan sobek diperlukan untuk mengetahui ketahanan kertas terhadap gaya sobek selama konversi  atau  pemakaian  kertas  akhir  (Scott and  Trosset,  1989). Hasil pengukuran indeks
sobek dapat dilihat pada Gambar 7 . Indeks sobek pulp A. mangium berada pada rentang 5,6-10  mN.m 2 /g sedangkan pulp E. pellita berada  pada  rentang  2,1–10,9  mN.m 2 /g. Pola penggilingan terhadap indeks sobek pulp A. mangium dan E. pellita memiliki kecenderungan yang sama, dimana peningkatan putaran penggilingan meningkat hingga putaran tertentu selanjutnya menurun, sehingga memiliki titik maksimum. Pulp A. mangium menurun pada putaran sekitar 1.000 dan E. pellita pada putaran 4.000.

## Kualitas Pulp Putih
Kualitas pulp A. mangium dan E. pellita dibandingkan dengan spesifikasi pulp kraft putih kayu  daun  lebar  berdasarkan  SNI  dapat  dilihat
Pengaruh Alkali Aktif terhadap Karakteristik Pulp Kraft Putih Acacia... : Teddy Kardiansyah, dkk.
pada Tabel 4 . Secara umum kualitas pulp putih A. mangium dan E. pellita memenuhi parameter derajat  giling  awal,  sifat  fisik  dan  sifat  optik. Namun demikian pulp putih A. mangium memiliki sifat yang lebih baik dibandingkan dengan pulp E. pellita , tetapi sifat fisik pulp putih E. pellita lebih baik dibandingkan A. crassicarpa (Sugesty, Kardiansyah and Pratiwi, 2015).  Selain itu, dosis alkali aktif 16% untuk A. mangium sudah dapat memenuhi  kualitas  SNI,  sedangkan E. pellita pada dosis alkali aktif tersebut tidak memenuhi parameter derajat cerah pulp sesuai SNI.

## Kesimpulan
Karakteristik pulp kraft hasil pemasakan A. mangium lebih tinggi pada parameter rendemen tersaring, bilangan kappa dan viskositas dibandingkan dengan E. pellita . Penggunaan alkali aktif 16% pada A. mangium dapat memenuhi kualitas pulp kraft putih  sesuai  SNI  pada parameter derajat giling, derajat cerah dan sifat fisik, sedangkan E. pellita memerlukan alkali aktif lebih  tinggi  yaitu  18%.  Karakteristik  pulp kraft putih A. mangium lebih tinggi pada parameter derajat  giling,  derajat  cerah  dan  sifat  fisik dibandingkan dengan E. pellita . Namun demikian E. pellita berpotensi untuk dikembangkan di Hutan Tanaman Industri sebagai bahan baku pulp, karena
lebih tahan terhadap hama dan penyakit tanaman dibandingkan dengan A. mangium . Tanaman E. pellita masih perlu dikembangkan melalui pemuliaan tanaman agar diperoleh klon dengan kualitas yang unggul, baik dari segi pertumbuhan maupun dari kualitas pulp yang dihasilkannya.

## Ucapan Terima Kasih
Terima kasih disampaikan kepada Dimas Ryenki Prawira dan Ferengki Wahyudi atas bantuan dan dukungannya dalam pelaksanaan penelitian ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada PT. Tanjungenim Lestari Pulp and Paper atas penyediaan bahan baku dan sarana penelitian.

## Daftar Pustaka
Abdel-aal, M. A. (2014) ‘Effect of Cooking Time, Active  Alkali  Concentration  and  Refining Process on the Pulping and Papermaking Properties of Buttonwood Residues ( Conocarpus  erectus L.)’, World Applied Sciences  Journal ,  27(1),  pp.  1–9.  doi: 10.5829/idosi.wasj.2013.27.01.13600. Ardina, V., Irawan, B. and Prajitno, D. H. (2018) ‘Active alkali charge effect on kraft pulping process of Acacia mangium and Eucalyptus pellita ’, in AIP Conference Proceedings , p. 020036. doi: 10.1063/1.5054440.
Tabel 4. Sifat Optik dan Sifat Fisik Pulp Kraft Putih A. mangium dan E. pellita
No. Jenis Pulp Parameter Satuan SNI 6107:2015 Konsentrasi Alkali Aktif 16% 18% 20% 1 A. mangium Derajat giling awal mL CSF 430 570 590 580 Derajat cerah ISO % ISO 85 85,80 87,06 88,93 Indeks sobek pada derajat giling 300 mL CSF mN m 2 /g 5,5 8,67 8,33 8,16 Indeks retak pada derajat giling 300 mL CSF kPa m 2 /g 2,5 6,38 5,73 5,68 Indeks tarik pada derajat giling 300 mL CSF Nm/g 45 93,25 85,7 84,69 2 E. pellita Derajat giling awal mL CSF 430 640 630 640 Derajat cerah ISO % ISO 85 83,53 86,93 87,93 Indeks sobek pada derajat giling 300 mL CSF mN m 2 /g 5,5 10,85 9,83 8,98 Indeks retak pada derajat giling 300 mL CSF kPa m 2 /g 2,5 4,95 4,55 3,94 Indeks tarik pada derajat giling 300 mL CSF Nm/g 45 73,00 71,89 64,00
Bajpai,  P.  (2018) Biermann’s  Handbook  of Pulp  and  Paper , Biermann’s  Handbook of  Pulp  and  Paper .  doi:  10.1016/c2017- 0-00530-x. Banavath, H. N., Bhardwaj, N. K. and Ray, A.  K.  (2011)  ‘A  comparative  study  of  the effect  of  refining  on  charge  of  various pulps’, Bioresource  Technology . Elsevier Ltd, 102(6), pp. 4544–4551. doi: 10.1016/j. biortech.2010.12.109.
Bassa, A.  G.  M.  C.,  Sanches  Duarte,  F. A.,  Da Silva,  F.  G.  and  Sacon, V.  M.  (2006)  ‘The effect  of  alkali  charge  on Eucalyptus spp. kraft  pulping’, 2006  TAPPI  Engineering, Pulping  and  Environmental  Conference Proceedings , 2006(June 2016). Buzała, K. P., Kalinowska, H., Borkowski, J. and Przybysz,  P.(2018)  ‘Effect  of  xylanases  on refining  process  and  kraft  pulp  properties’, Cellulose ,  25(2),  pp.  1319–1328.  doi: 10.1007/s10570-017-1609-y. Colodette,  J.  L.,  Gomide,  J.  L.,  Argyropoulos, D.  S.,  Robles,  Y.  A.  M.,  Almeida,  J.  M., Mehlman,  S.  K.  and  DeBrito,  A.  G.  H. (1999)  ‘Effect  of  pulping  processses  on bleachability  with  ECF,  Z-ECF  and  TCF bleaching’, Appita Journal , 52(5), pp. 368– 374. Eshkiki, R. B., Mortha, G. and Lachenal, D. (2007) ‘A new method for the titration of free phenolic  groups  in  pulps’, Holzforschung , 61(3),  pp.  242–246.  doi:  10.1515/ hf.2007.039.
Gellerstedt, G., Ek, M. and Henriksson, G. (2009) Wood chemistry and biotechnology , Wood  Chemistry  and  Biotechnology . doi: 10.1515/9783110213409. Gullichsen,  J.,  Fogelholm,  C.-J.  and  Paulapuro, H.  (1999)  ‘Papermaking  Science  and Technology’,  in  Gullichsen,  J.,  Fogelholm, C.-J.,  and  Paulapuro,  H.  (eds) Chemical Pulping . Fapet Oy. Hardiyanto,  E.  B.  and  Sadanandan  Nambiar, E.  K.  (2014)  ‘Productivity  of  successive rotations of Acacia mangium plantations in  Sumatra,  Indonesia:  Impacts  of  harvest and  inter-rotation  site  management’, New Forests ,  45(4),  pp.  557–575.  doi:  10.1007/ s11056-014-9418-8. Harwood,  C.  E.  and  Nambiar,  E.  K.  S.  (2014) ‘Productivity  of  Acacia  and    Eucalypt plantations  in  Southeast  Asia.  2.  Trends and  variations’, International  Forestry Review ,  16(2),  pp.  249–260.  doi: 10.1505/146554814811724766.
Hillman, D. C. (2002) ‘Single Species Pulping : The  World’s  Preferred  Market  Pulps’:, Solutions , (November), pp. 27–30.
Irianto, R. S. B., Barry, K., Hidayati, N., Ito, S., Fiani, A., Rimbawanto, A. and Mohammed, C. (2006) ‘Incidence and spatial analysis of root rot of Acacia mangium in  Indonesia’, Journal of Tropical Forest Science , 18(3), pp. 157–165. Islam, M. N. (2004) ‘Effect of chemical charges in  cooking  and  their  effectiveness  on  pulp bleaching’, Journal of Scientific and Industrial Research , 63(6), pp. 522–526. Jahan, M. S., Sabina, R. and Rubaiyat, A. (2008) ‘Alkaline  pulping  and  bleaching  of Acacia auriculiformis grown in Bangladesh’, Turkish Journal  of  Agriculture  and  Forestry ,  32(4), pp. 339–347. doi: 10.3906/tar-0708-10. Khiari, R., Mhenni, M. F., Belgacem, M. N. and Mauret,  E.  (2010)  ‘Chemical  composition and pulping of date palm rachis and Posidonia oceanica - A comparison with other wood and  non-wood  fibre  sources’, Bioresource Technology .  Elsevier  Ltd,  101(2),  pp.  775– 780. doi: 10.1016/j.biortech.2009.08.079. Li,  P.,  Hou,  Q.,  Zhang,  M.  and  Li,  X.  (2018) ‘Environmentally  Friendly  Bleaching  on Bamboo  (  Neosinocalamus  )  Kraft  Pulp Cooked  by  Displacement  Digester  System’, BioResources , 13(1), pp. 450–461.
Lukmandaru, G., Zumaini, U. F., Soeprijadi, D., Nugroho,  W.  D.  and  Susanto,  M.  (2016) ‘Chemical Properties and Fiber Dimension of Eucalyptus pellita from The 2nd Generation of Progeny Tests in Pelaihari, South Borneo, Indonesia’, Journal  Korean  Wood  Science and Technology ,  44(August),  pp.  571–588. doi: 10.5658/WOOD.2016.44.4.571. MacLeod,  M.  (2007)  ‘The  top  ten  factors  in kraft  pulp  yield’, Paperi  Ja  Puu/Paper  & Timber ,  89(4),  pp.  3–7. Available  at:  http:// kraftpulpingcourse.knowledgefirstwebsites. com/f/Top_Ten.pdf.
Matin, M., Rahaman, M. M., Nayeem, J., Sarkar, M. and Jahan, M. S. (2015) ‘Dissolving pulp from  jute  stick’, Carbohydrate  Polymers . Elsevier Ltd., 115, pp. 44–48. doi: 10.1016/j. carbpol.2014.08.090.
Mendham, D. S., Hardiyanto, E. B., Wicaksono, A.  and  Nurudin,  M.  (2017)  ‘Nutrient management of contrasting Acacia mangium genotypes and weed management strategies in  South  Sumatra,  Indonesia’, Australian Forestry . Taylor  &  Francis,  80(3),  pp.  127– 134. doi: 10.1080/00049158.2017.1331701. Muhammad, A. J., Ong, S. S. and Ratnam, W. (2018) ‘Characterization of mean stem density, fibre length and lignin from two Acacia species and their  hybrid’, Journal  of  Forestry  Research . Springer Berlin Heidelberg, 29(2), pp. 549– 555. doi: 10.1007/s11676-017-0465-9.
Nambiar,  E.  K.  S.,  Harwood,  C.  E.  and Mendham,  D.  S.  (2018)  ‘Paths  to sustainable wood supply to the pulp and paper industry in Indonesia after diseases have forced a change of species from Acacia to Eucalypts’, Australian Forestry . Taylor & Francis, 81(3), pp. 148–161. doi: 10.1080/00049158.2018.1482798. Nawawi, D. S., Syafii, W., Tomoda, I., Uchida, Y.,  Yokoyama,  T.  and  Matsumoto,  Y. (2017)  ‘Characteristics  and  reactivity  of lignin  in  Acacia  and  Eucalyptus  woods’, Journal of Wood Chemistry and Technology . Taylor  &  Francis,  0(0),  pp.  1–10.  doi: 10.1080/02773813.2017.1291684. Patt,  R.,  Kordsachia,  O.  and  Fehr,  J.  (2006) ‘European  hardwoods  versus  Eucalyptus globulus  as  a  raw  material  for  pulping’, Wood  Science  and  Technology ,  40(1),  pp. 39–48. doi: 10.1007/s00226-005-0042-9. Sarwar Jahan, M., Rubaiyat, A. and Sabina, R. (2007)  ‘Evaluation  of  cooking  processes for  Trema  orientalis  pulping’, Journal  of Scientific  and  Industrial  Research ,  66(10), pp. 853–859.
Scott, W. E. and Trosset, S. (1989) Properties of Paper: An Introduction . TAPPI Press. Shmulsky,  R.  and  Jones,  P.  D.  (2011) Forest Products and Wood Science An Introduction: Sixth  Edition , Forest  Products  and  Wood Science An Introduction: Sixth Edition . doi: 10.1002/9780470960035. Shukla, R. N. and Sharma, M. (2013) ‘Impact of Cooking Conditions on Pulp Viscosity And Kappa Number of Leucaena Leucocephala Wood for Kraft Pulping’, 2(3), pp. 1–10.
Sjostrom, E. (1993) Wood chemistry, fundamentals and applications , Carbohydrate  Research . doi: 10.1016/0008-6215(94)90030-2.
Suess,  H.  U.  (2010) Pulp  bleaching today , Pulp  Bleaching  Today . doi: 10.1515/9783110218244. Sugesty,  S.,  Kardiansyah,  T.  and  Pratiwi,  W. (2015) ‘Potensi Acacia crassicarpa sebagai Bahan Baku Pulp Kertas untuk Hutan Tanaman Industri’, pp. 21–32.
Suhartati, Y. Rahmayanto, Y. D. (2014) ‘Dampak Penurunan Daur Tanaman HTI Acacia terhadap Kelestarian Produksi, Ekologis dan Sosial’, Info Teknis Eboni ,  11(2),  pp.  103– 116. Tarigan,  M.,  Roux,  J., Van Wyk,  M., Tjahjono, B. and Wingfield, M. J. (2011) ‘A new wilt and die-back disease of Acacia mangium associated  with  Ceratocystis  manginecans and C. acaciivora sp. nov. in Indonesia’, South African Journal of Botany . SAAB, 77(2), pp. 292–304. doi: 10.1016/j.sajb.2010.08.006. Wan  Rosli,  W.,  Mazlan,  I.  and  Law,  K.  (2009) ‘Effects of Kraft Pulping Variables on Pulp and Paper Properties of Acacia Mangium Kraft  Pulp’, Cellulose  Chemistry  and Technology ,  43(1–3),  pp.  9–15.  Available at: http://www.cellulosechemtechnol.ro/pdf/ CCT1-3-2009/p.9-15.pdf. Wistara, N. J. et al. (2015)  ‘Effect  of  tree  age and active alkali on kraft pulping of White Jabon’, Journal of the Korean Wood Science and Technology ,  43(5),  pp.  566–577.  doi: 10.5658/WOOD.2015.43.5.566.

## - Halaman ini sengaja dikosongkan -