Karakterisasi Mesin Peminat Bubur Kertas (Pulper) dengan Kapasitas 50 Kg

Abstrak

Karakterisasi mesin pembuat bubur kertas ( pulper ) dengan kapasitas 50 kg. Mesin pembuat bubur kertas ( pulper ) adalah suatu saat yang digunakan untuk memproduksi bubur kertas atau pulp dengan cara proses pengadukan dan pencacahan bahan yaitu kertas dan air yang bahannya memanfaatkan kertas – kertas bekas. Proses pembuatan bubur kertas ( pulp ) dilakukan untuk memanfaatkan kertas – kertas bekas yang dapat diproses menjadi kertas daur ulang dalam berbagai macam kesiapan dan kemampuan operasional mesin pulper. Metoda yang digunakan adalah uji fungsi dan uji kinerja mesin pembuat bubur kertas ( pulper ).


Hasil yang didapat dari uji fungsi bahwa komponen – komponen utama seperti motor, poros penghubung, bantalan, tutup, mata pisau, kran, dan penyaring dapat berfungsi sesuai dengan target. Sedangkan hasil uji kinerja menunjukkan bahwa waktu proses untuk kapasitas beban adalah 20 kg = 10,4 jam, untuk kapasitas beban adalah 35 kg = 12,5 jam, dan untuk kapasitas beban 50 kg adalah = 14,6 jam. Sedangkan laju produksinya untuk kapasitas 20 kg adalah = 0,721 kg/jam, untuk kapasitas beban 35 adalah = 1,12 kg/jam, dan untuk kapasitas beban 50 kg adalah = 1,57 kg/jam. Semakin besar kapasitas beban maka semakin lama waktu proses dan semakin tinggi laju produksi bubur kertas dan efisiensi pengeringan menurun.

Kata Kunci : Karakterisasi mesin pembuat bubur kertas ( pulper ) dengan kapasitas 50 kg

I. Pendahuluan

Latar Belakang
Kertas merupakan alat dokumentasi, komunikasi, administrasi, dan transaksi yang sampai saat ini tetap menjadi pilihan utama. Pengguna kertas hamper di setiap kota besar, yang memiliki kegiatan atau lalu lintas perekonomian tinggi. Di kota- kota tersebut terdapat sejumlah besar pertokoan, perkantoran, lembaga baik profit maupun non profit, sekolah, Perguruan Tinggi dan sebagainya. Semua komponen tersebut adalah pengguna kertas yang tinggi.
Dikota – kota besar seperti Jakarta , Surabaya, Medan, Semarang, Bogor dan lain – lainnya sangat berpotensi menghasilkan sampah kertas – kertas bekas, kemudian membutuhkan dan memproduksi kertas baru dari serat – serat alami.

Dengan demikian beribu – ribu batang pohon sebagai bahan baku kertas harus ditebang, sehingga berpotensi terjadi kerusakan ekosistem, iklim, cuaca, dan suhu di planet bumi ini. Untuk mengatasi hal tersebut, perlu dilakukan efisiensi penggunaan kertas, dan sampah kertas bekas harus di daur ulang menjadi kertas baru kembali. Salah satu alat yang digunakan untuk mengatasi permasalahan sampah termasuk kertas bekas adalah incinerator. Proses ini dilakukan dengan cara pembakaran sampah. Oleh karena itu proses pembakaran sampah dengan incinerator hanya mengurangi volume sampah, tetapi menimbulkan masalah baru yaitu polusi udara. Hal ini disebabkan pada proses pembakaran sampah kertas akan dihasilkan karbon dioksida yang dapat menyebabkan efek rumah kaca.
Berdasarkan fakta – fakta tersebut di atas, proses daur ulang kertas bekas perlu dilakukan dengan cara pembuatan bubur kertas, percetakan, dan pengeringan. Bubur kertas dapat digunakan untuk membuat berbagai macam produk serta sebagai bahan baku untuk pembuatan kertas daur ulang. Untuk itu dalam skripsi ini telah dirancang bangun sebuah mesin pembuat bubur kertas yang dinamakan pulper. Pulper merupakan suatu blender yang dilengkapi dengan milling attachment sehingga dengan pengadukan akan terjadi juga proses pencacahan. Mesin pembuatan bubur kertas tersebut harus dikarakterisasi untuk mengetahui kinerja mesin tersebut.

Permasalahan
Proses daur ulang kertas bekas perlu dilakukan dengan cara pembuatan bubur kertas, percetakan, dan pengeringan. Bubur kertas ( pulper ) dapat digunakan untuk membuat berbagai macam produk serta sebagai bahan baku untuk pembuatan kertas daur ulang.

Tujuan
Penelitian bertujuan untuk melakukan karakterisasi mesin pembuat bubur kertas ( pulper ) produk rancang bangun Karakterisasi mesin dilakukan dengan cara :
• Uji fungsi mesin pembuat bubur kertas guna mengetahui kesiapan fungsional komponen utama dan pendukung mesin sebagai satu kesatuan dapat berfungsi dengan baik.
• Uji kinerja mesin pembuat bubur kertas guna mengetahui kemampuannya, seperti waktu proses, dan kapasitas produksi.

Metoda
Metoda yang digunakan dalam karakterisasi mesin pembuat bubur kertas adalah :
• Uji fungsi mesin pembuat bubur kertas untuk mengetahui kesiapan fungsi komponen– komponen utama dan keseluruhan mesin.
• Uji kinerja dari mesin pembuat bubur kertas untuk mengetahui beban maksimum yang diijinkan dalam pengoperasian mesin.

II. PEMBAHASAN

II.1 Proses Produksi Kertas
Dalam proses produksi kertas dilakukan beberapa tahapan proses utama, yaitu penyediaan bahan baku, pulping, cleaning, refining, mixing, dan blending.

II.1.1 Penyediaan Bahan Baku
Penyediaan bahan baku adalah proses pengolahan bahan mentah menjadi bahan baku yang siap digunakan dalam proses pembentukan kertas. Proses bahan baku ini dilakukan melalui proses penghancuran lembaran pulp dan pencampuran bahan kimia untuk mendapatkan kualitas kertas yang baik. Adapun bahan mentah yang diolah adalah :
• Lembaran pulp, ada dua jenis yaitu : LBKP dan NBKP
• Broke, yaitu kertas reject yang diolah kembali
• Bahan tambahan seperti : CaCO3, dyes, Cationic Starch, dsb.
• Bahan baku yang dihasilkan adalah bubur pulp dengan tingkat keseragaman baik yang akan dibentuk pada proses berikutnya.

II.1.2 Pulping
Pulping adalah proses pembuburan. Dalam pulping ini digunakan alat yang disebut Pulper. Pulper yang digunakan berbentuk bejana kerucut terbalik yang atasnya terbuka sebagian. Nama pulper ini adalah Hydra Pulper. Hydra Pulper mempunyai rotor untuk mensirkulasikan bubur dan menguraikan serat, kapasitasnya mencapai 22 ton. Bahan mentah yang diolah dalam pulper adalah lembaran pulp, Broke Paper (LBKP) dan white water yang berasal dari settling tank. Lembaran pulp yang diolah dalam proses ini terdiri atas 2 macam, yaitu : NBKP (Nodhelholt Bleached Kraft Pulp) yang merupakan bahan pulp yang berserat pendek.
Selain bahan-bahan di atas digunakan broke paper, yaitu kertas sisa hasil pemotongan dari milling kertas cacat dari calendaring yang masih dapat dimanfaatkan dengan mengolahnya kembali. Proses pulping ditambahkan pula bahan tambahan, antara lain :
• Dyestuff berfugsi sebagai bahan kertas, zat ini dapat juga dicampurkan pada proses pembentukan kertas paper machine.
• Fluorescent Agent disebut juga Optical Brigthening Agent (OBH) yang dapat memberikan efek pemutihan.
•

II.1.3 Cleaning
Cleaning adalah proses pembersihan bubur serat yang telah dihancurkan dalam pulper. Alat – alat yang digunakan dalam proses cleaning adalah :
• Magnetic Separator Magnetic yang bekerja secara magnetic, yaitu memisahkan kotoran yang mengandung logam seperti kawat pengikat pulp, seng serta partikel - partikel lainnya yang bersifat magnet.
• HCC (High Consistency Cleaner) bekerja secara sentrifugal, yaitu memisahkan kotoran yang ukurannya hampir sama dengan serat berdasarkan berat jenisnya.

II.1.4 Refining
Refining adalah proses penggilingan bubur serat lebih lanjut untuk menghasilkan bubur serat yang lebih halus. Setelah itu bubur serat tersebut diolah kembali dengan cara dipotong dan digiling dengan menggunakan 2 buah pisau pemotong yang berbentuk disc plate.

II.1.5 Mixing
Mixing adalah pencampuran bahan atau bubur serat dan aditif. Bahan penunjang bubur kertas yaitu, cationic starch. Penambahan aditif untuk mengikat ion – ion kertas agar jaringan kertasnya kuat.

II.1.6 Blending
Blending adalah proses pengadukan campuran bubur serat yang akan dikirim ke proses pembentukan kertas. Pada bagian ini kekentalan bubur serat dikontrol oleh alat yang dinamakan CRC (Consistence Recording Controller).

II.2 Bahan dan Alat Pendukung Pembuatan Daur Ulang Kertas
Dalam proses daur ulang kertas secara sederhana (dalam kapasitas kecil), memerlukan beberapa alat, yaitu :
• Blender, alat ini digunakan untuk membuat kertas menjadi bubur.
• Screen, untuk menyaring serat kertas dari bubur kertas
• Papan yang dilapisi kain , untuk meletakkan serat yang telah disaring untuk dilakukan penjemuran.

II.3 Proses Daur Ulang Kertas
Setiap proses pembuatan kertas selalu dibutuhkan bubur serat, dan untuk kertas daur ulang ini bubur serat diambil dari kertas-kertas bekas dengan alat yang digunakan adalah blender. Setelah kertas menjadi bubur barulah dicampurkan lem atau zat pewarna, selanjutnya baru ke proses pembentukan kertas.

II.4 Pulper
Pulper yang digunakan pada pabrik pulp adalah sebuah tangki yang berbentuk kerucut yang mempunyai rotor. Pulper ini dinamakan hydra pulper. Rotor pisau tersebut digerakkan oleh motor dari arah bawah. Kapasitas pulper sampai 22 ton.
Hi-speed blender, pulper ini untuk skala yang lebih kecil, dengan system sama yaitu memiliki rotor di bagian bawah yang digerakkan oleh motor listrik dengan transmisi bell.

II.5 Mekanisme Mesin Pulper
Mesin pulper ini didesain dengan system house blender karena pembuatan bubur kertas sama dengan pembuatan juice, yaitu bahan yang akan dihancurkan dicampur dengan air dan dilakukan pencacahan oleh pisau sekaligus pengadukan.

II.6 Proses Pembuatan Bubur Kertas (Pulp)
Langkah - langkah pembuatan bubur kertas antara lain :
a. Potong bahan kertas dengan ukuran tertentu yaitu dengan menggunakan gunting.
b. Timbang potongan kertas (bahan)yang akan diproses sesuai dengan perbandingan komposisi kertas, air dan zat aditif.
c. Tuangkan air kedalam tangki proses sesuai dengan komposisi bahan yang telah ditentukan.
d. Masukkan potongan kertas kedalam tangki proses hingga kapasitas yang diinginkan.
e. Rendam potongan kertas dalam air selama waktu tertentu.
f. Kencangkan baut pencekam agar bahan tidak keluar saat pengadukan.
g. Naikkan saklar MCB pada tegangan tinggi.
h. Naikkan saklar MCB pada box panel untuk menghidupkan mesin.
i. Hitung putaran poros pisau beberapa kali dengan tachometer untuk mencari putaran maksimum.
j. Proses pengadukan bahan dilakukan dalam waktu tertentu hingga diperoleh bubur kertas yang halus dan merata.
k. Setelah bahan kertas menjadi bubur, matikan mesin dengan cara menurunkan saklar MCB.
l. Keluarkan dan saring bubur kertas melalui lubang pembangunan.
m. Timbang berat bubur basah yang telah disaring dan catat hasilnya.
n. Keringkan hasil bubur basah dengan proses menjemur bubur.
o. Timbang hasil bubur kertas yang kering dan catat hasilnya.
p. Catat waktu proses pengeringan.




II.7 Mesin Pembuat Bubur Kertas
Mesin pembuat bubur kertas adalah suatu alat yang digunakan untuk memproses ulang kertas dengan cara pengadukan sekaligus pencacahan sehingga dihasilkan bubur kertas. Mesin pembuat bubur kertas produk rancang bangun terlihat pada gambar 3.2

IV. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengolahan dan pengkajian data karakterisasi mesin pembuat bubur kertas ( pulper ) dapat disimpulkan :
Komponen utama mesin pulper seperti motor, puli, belt, bearing, mata pisau, pencekam, tutup, tangki, kran, dan penyaring dapat berfungsik dengan baik.
Waktu proses pembuatan bubur kertas untuk kapasitas beban 20 kg adalah = 10,4 jam, untuk kapasitas 35 kg adalah = 12,5 jam, dan untuk kapasitas beban 50 kg adalah = 14,6 jam. Semakin besar jumlah kapasitas beban yang digunakan semakin lama waktu proses pembuatan bubur kertas.
Semakin besar kapasitas bahan uji yang digunakan maka putaran pengaduk semakin berat sehingga di khawatirkan terjadi kerusakan pada komponen – komponen mesin pulper produk rancang bangun.
Kapasitas terbaik dari mesin pulper dengan komposisi bahan uji : kertas = 90% : 10% adalah 20 kg dan 35 kg.

V. Daftar Pustaka

[1]. SULARSO DAN K. SUGA, “ Dasar perencanaan dan pemilihan Elemen Mesin “. Pradya Paramita, Jakarta, 1978.
[2]. TOTOK ARMIN DAN JULIANA, “ Kerajinan dari Kertas Daur Ulang”. Trubus Agrisarana, Surabaya 1999.
[3]. CHRISTIAN RINALTA, “Karakteristik mesin pengering tipe lorong”. Diktat, Jurusan Teknik Mesin, Jakarta, 2004.


Mustofa Abi Hamid
Physics Education ‘09
Lampung University
Jln. Soemantri Brojonegoro no.13 Gedung Meneng Bandarlampung Post Code : 35145
HP : 0856.6666.090
e-mail :abi.sma4@gmail.com
abi.unila@yahoo.com
www.mustofaabihamid.blogspot.com