Proses Pembuatan Kertas (Paper Making Proses)

Proses pembuatan kertas pada dasarnya memiliki dua tahap yaitu, stock preparation (penyediaan stock) dan paper machine (pembentukan lembaran). Salah satu bagian dari stock preparation adalan approach flow system (pengaturan aliran). paper machine di bagi lagi menjadi 2 bagian, yaitu wet end dan dry end.

Stock Preparation

Stock preparation (SP) merupakan awal proses pembuatan kertas dimana bahan – bahan serat diproses menjadi buburan pulp yang siap dibuat menjadi lembaran kertas. Tahapan proses dalam stock preparation meliputi, penguraian pulp, pembersihan, penggilingan, pencampuran, dan pengkondisian sebelum dikirim ke headbox. Stock preparation dimulai dari pulper hingga headbox.

Pulper

Proses pertama yaitu penguraian lembaran pulp menggunakan pulper. Pulper adalah tempat penguraian dari padatan pulp menjadi buburan pulp (Stock). Pulp dapat terurai akibat adanya interaksi antara serat dan agitator pulper, serat dengan dinding pulper, dan serat dengan serat lainnya. Konsistensi proses penguraian pulp yaitu antara 5% - 6% dengan waktu proses 15 – 20 menit. Setelah proses penguraian, pulp yang telah menjadi buburan kemudian dikirim ke Dump chest.

HDC (Hight Density Cleaner)

Dari Dump chest, stock akan dipompa menuju HDC (Hight Density Cleaner) untuk memisahkan kotoran dari serat. Konsistensi yang digunakan masih 5% - 6%. HDC membersihkan stock dengan menggunakan gaya sentrifugal yaitu gaya melingkar yang menjauhi titik pusat. Bahan yang memiliki berat jenis yang lebih besar seperti kawat, pasir, dan lain – lain akan terdorong kebawah (reject) sedangkan buburan pulp akan keluar melalui outlet pada bagian atas. Dari HDC buburan pulp yang bersih (accept) kemudian akan dialirkan ke HDC Chest yang berfungsi sebagai tempat penampungan.

Refining

Refining adalah proses perlakukan secara mekanikal terhadap fiber sehingga timbul efek fibrilasi antar serat. Perlakuan ini akan merubah karakteristik fiber terutama sifat fisik kertas yang akan dihasilkan nanti. Proses Refining dapat mengakibatkan beberapa hal antara lain, serat terpotong (cutting), serat terbelah (splitting), dan serat yang tergerus (bruising). Proses refining diharapkan dapat meningkatkan kekuatan ikatan antar serat sehingga kekuatan kertas yang dihasilkan tinggi. Konsistensi pada proses ini yaitu antara 3% - 4% dengan derajat giling (CSF) sesuai jenis kertas yang dihasilkan. Dari refainer buburan kertas yang terfibrilasi akan dialirkan ke refainer chest sebagai tempat penampungan sementara.

Mixing Chest dan Machine Chest

Setelah proses penggilingan dan penggerusan serat (Refining), stok dari NBKP, LBKP, BCTMP dan Broke (Wet Broke dan Dry Broke) akan dicampur pada mixing chest. Pada mixing chest dilengkapi dengan agitator untuk menjamin keseragaman stock. Proses pencampuran ini bertujuan untuk meningkatkan tingkat homogenitas buburan sehingga setelah menjadi kertas dapat meningkatkan kekuatan kertas dan memperbaiki formasi.

Mixing chest mencampur virgin pulp dan broke dengan jumlah yang proposional tergantung jenis kertas yang mau dihasilkan. Fluktuasinya flow dan konsistensi masing-masing fiber akan menyebabkan fluktuasi basis weigth pada arah mesin (MD). Mixing chest selalu memompakan stok dengan konstan flow ke machine chest. Stock flow ini selalu berlebih dari kebutuhan machine chest dan kelebihan stok akan di alirkan balik ke mixing chest (overflow). Hal ini sengaja dibuat supaya machine chest level tangkinya konstan dan menghasilkan pressure di suction pompa selalu konstan.

Dimachine chest juga ada agitator agar untuk menjaga stock tetap homogen dan mencegah stock agar tidak menggumpal.

Approach Flow System (Pengaturan Aliran)

Approach flow system merupakan bagian dari stock preparation dimana buburan kertas diukur, diencerkan, dan dicampurkan dengan seluruh bahan aditif non serat yang kemudian disaring dan dibersihkan sebelum dikirim ke mesin kertas untuk dibentuk menjadi lembaran. Approuch system dimulai dari silo sampai headbox.

Silo

Setelah proses pencampuran stok di mixing dan machine chest, selanjutnya stok akan dialirkan menuju silo. Silo berisikan white water hasil dari proses dewatering pada forming section. Tujuan silo yaitu untuk menampung dan mendistribusikan air dari forming, memperkecil fariasi kosistensi dalam waktu yang singkat, dan untuk mengencerkan thick stock dan mencampur secondary flows.

Level dari silo harus tetap dijaga pada 99,8% agar kondisi ini tidak mempengaruhi konsistensi. Level yang tidak terjaga akan mempengaruhi konsistensi, akibatnya konsistensi tidak stabil sehingga dapat mempengaruhi kualitas kertas yang dihasilkan. Silo akan menurunkan konsistensi stok secara cepat yaitu berkisar kurang lebih 1%. 

Fan Pump 

Fan Pump merupakan pompa sentrifugal yang digunakan secara langsung untuk memompa stock pulp yang mau dijadikan kertas. Biasanya dalam stock preparation terdapat 2 Fan Pump, yaitu outlet dari silo (fan pump 1) dan outlet dari cleaner (fan pump 2). Stock yang Keluar dari silo biasanya ditambahkan bahan kimia yang bermuatan negatif seperti OBA, dyes, dan Filler. Dari fan pump 1 stok masuk menuju centri cleaner untuk memisahkan bahan pengotor berdasarkan berat jenis. Stock yang keluar dari centri cleaner biasanya ditambahkan retention aids yang bermuatan positif. Dari fun pump 2 stock masuk menuju primery screen untuk menyaring bahan pengotor berdasarkan ukurannya.

Centri Cleaner

Centri Cleaner sama seperti HDC adalah alat yang memisahkan dan membuang komponen-komponen yang tidak diinginkan dari pulp dengan menggunakan gerakan cairan secara berputar. Yang membedakan kedua alat itu adalah tingkat konsistensi stock yang diinginkan. Untuk HDC memerlukan konsistensi sekitar 5 - 6 % dan untuk centri cleaner memerlukan kurang lebih 1 %. Pembuangan kotoran dalam cleaner berdasarkan perbedaan densiti, ukuran, dan bentuk antara komponen yang berbeda secara mekanikal. Gerakan berputar ini akan menghasilkan gaya centrifugal dan gaya centripental terhadap material-material yang ada di dalam cairan / larutan tersebut.

Primary Screen

Setelah keluar dari centri cleaner stock akan dipompa oleh fun pump 2 menuju ke primary screen. Screen berfungsi untuk memisahkan sisa – sisa pengotor yang berbeda ukuran. Screen yang digunakan ada 3 yaitu primary screen, secondary screen, dan tertiary screen. Stok dari cleaner akan masuk ke primary screen, acceptnya ini akan langsung dialirkan ke headbox. Sedangkan reject primary screen akan masuk ke secondary screen.

Headbox

Proses pembentukan lembaran dimulai dari headbox. Headbox berfungsi untuk mendistribusikan fiber secara merata selebar paper machine dan mengarahkan fiber dengan orientasi yang diinginkan. Untuk mendapatkan hal ini, stok jet haruslah rata, baik pada ketebalan jet, konsistensi stok dan kecepatan serta arah jet keluar di setiap posisi selebar headbox. kecepatan jet juga harus sama dengan kecepatan wire, hal ini dapat diketahui dengan nilai jet/wire yang harus mendekati satu (biasanya ada toleransi sekitar 0,02 %).

Paper Machine (Mesin kertas)

Paper Machine (PM) merupakan proses pembentukan lembaran kertas yang berasal dari buburan pulp. Dalam proses ini tidak ditambahkannya chemical lagi kecuali di bagian sizing dan prosesnya benar-benar bergantung pada kemampuan mesin dalam membentuk dan mengeringkan kertas. Paper Machine dimulai dari headbox sampai terbentuknya kertas kering pada pope reel. sebenarnya banyak perbedaan pendapat mengenai headbox, apakah termasuk stock preparation atau termasuk paper machine. Tapi admin mengambil kesimpulan bahwa headbox termasuk keduanya berdasarkan fungsi dan kegunaanya.

Wet End

wet end merupakan bagian paper machine yang memproses buburan pulp menjadi kertas basah. biasanya tingkat kekeringan yang keluar dari wet end hanya sekitar 20%. Wet end dimulai dari headbox sampai press section.

Forming Section

Forming Section terdiri dari 2 mesin utama yaitu headbox dan wire. Dalam pengertiannya forming section adalah bagian dari mesin kertas yang berfungsi untuk pembentukan sheet atau lembaran kertas. Forming proses diawali dari Aliran stock yang keluar dari headbox yang disebut jet sampai keluarnya kertas basah ke mesin pres, kecepatan jet haruslah sama dengan kecepatan wire. Tujuan forming section yaitu, menerima stok encer dari headbox, mengurangi kadar air stok, dan terbentuknya lembaran. Bagian inilah yang menentukan bagus tidaknya formasi kertas.

Press Section

Bagian kedua dari paper machine adalah bagian press section. Fungsinya menghilangkan air melalui sistem nip yang dibentuk oleh beberapa press roll, roll tersebut dibalut oleh felt yang berfungsi menyerap air dari kertas basah yang keluar dari wire. Air yang diserap oleh felt selanjutnya dihisap oleh beberapa roll yang memiliki vacum didalamnya. Ini adalah metode dewatering yang paling efisien pada lembaran sheet karena hanya bergantung pada mekanis press atau metode pengeluaran air dengan menggunakan tekanan.

Dry End

Dry end merupakan bagian dari paper machine yang memproses kertas basah menjadi kertas kering yang sudah jadi. Dibagian ini ditambahkan pula chemical pada proses sizing. Kertas yang keluar dari Dry end memiliki tingkat kekeringan sekitar 95 - 97 %. Dry End dimulai dari Dryer section sampai pope rell. 

Dryer Section

Bagian selanjutnya ialah dryer section yang berfungsi untuk mengeringkan kertas dengan cara ditekan di atas silinder pengering yang di bagian dalamnya dipanaskan dengan uap (steam). silinder pengering ini berjumlah cukup banyak untuk memudahkan pengaturan steam agar kertas tidak mudah putus. Di bagian ini kertas berjalan di atas canvas yang merupakan gulungan kain/kawat yang berfungsi untuk mendistribusikan panas dari dryer ke kertas, agar kertas tidak menempel langsung di permukaan dryer.

Size Press

Bagian ini merupakan satu"nya bagian yang menambahkan chemical di paper machine. Size press berfungsi untuk melapisi kertas dengan chemical eksternal sizing yang berbentuk liquid dengan cara menekannya pada sudut diagonal. pelapisan ini dilakukan agar kertas yang dihasilkan memiliki tingkat kehalusan yang lebih tinggi, fungsi lainnya juga agar filler tidak mudah lepas dari lembaran kertas. 

After Dryer

kertas yang keluar dari size press masih dalam keadaan basah, hal ini memungkinkan kertas akan mudah putus ketika digulung. Adanya after dryer berfungsi untuk mengeringkan kembali kertas yang keluar dari size press. Prinsip kerjanya sama dengan pre dreyer (dryer setelah press section) yang membedakan hanya jumlah silinder yang digunakan di after dreyer lebih sedikit, dikarenakan kondisi kertas pada saat keluar dari press section jauh lebih basah dibandingkan saat keluar dari size press.

Calender

Calender berfungsi untuk meratakan permukaan kertas dan memadatkan formasi kertas searah sumbu vertikal agar kekuatan fisik kertas bisa merata. Calender terdiri dari 2 roll yang saling apit dengan roll yang bagian atas dapat diatur posisinya (bisa dinaikkan, diturunkan dan dimiringkan). Biasanya dalam beberapa jenis roll, bagian atas bisa mengalirkan steam agar perataannya bisa lebih maksimal.

Pope Reel

Pope reel merupakan bagian terakhir dari mesin kertas, fungsinya hanya untuk menggulung kertas yang sudah jadi agar menjadi jumbo roll. Jumbo roll inilah yang nantinya dikirim ke bagian winder dan finishing untuk diproses menjadi dipotong dan dikemas.

Nb : sering terjadi perbedaan pendapat tentang wet end dan dry end, ada yang berpendapat bahwa wet end dimulai dari pulper sampai press section, dan dry end dimulai dari dryer sampai pope reel (SPE termasuk wet end). ada yang berpendapat bahwa wet end dimulai dari headbox sampai press section dan dry end dimuai dari dryer sampai pope reel. Tapi penulis memilih pendapat yang kedua berdasarkan observasi di lapangan serta wawancara kating dan dosen.

Referensi :

Laporan magang TPP 15 oleh Syaiful Machfur dan M. Risky Septyan Nugraha