View
6
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
Kinerja Flotasi Kolom Multifase Rejim Gelembung Untuk Proses
Deinking
Ikhwan Pramuaji, Yazid Bindar
Seminar Teknologi Pulp dan Kertas 2020
Latar belakang
• Industri kertas di Indonesia➢ Nomor 6 dunia, nomor 4 asia➢ Kebutuhan bahan baku tinggi
• Bahan baku kertas (serat)➢ Serat primer (Virgin pulp)➢ Serat daur ulang
• Kertas bekas→ Pengotor → tinta dll
2
Penghilangan Tinta (Deinking)
• Kertas → buburan
• Buburan kertas bekas yang akan dihilangkan tintanya terdiri : – air (98 – 99%), serat (1 – 2%), filler (0,6%),
tinta dan bahan pengotor yang akan dihilangkan (<0,15%) , serta bahan kimia yang mendukung (<0,1%) (Kemper, 1999).
• Proses penghilangan tinta pada kertas bekas : – penyaringan (sceening), pembersihan
menggunakan sentifugasi (cleaning), flotasi, dan pencucian (washing)
• Efisiensi penghilangan tinta dipengaruhi juga oleh ukuran partikel tintanya
3
Mekanisme Penghilangan Tinta secara flotasi
cetakan.
Penguraian serat
flotasi
Kertas bekas
44
Peralatan Proses Deinking
Jenis alat deinking flotasi (berdasarkan alat deinkingflotasi berdasarkan tipe aerasidan proses pencampurannya)- pencampuran dinamis, - pencampuran statis- pencampuran menggunakan
media porous
Contoh Desain alat flotasi (A) Lamort/Fiberprep, (B) Beloit, (C) Voith Sulzer-Ecocell(D) Black Clawson–IIM Flotator, (E) Kvaerner Hymac (Amand, 1999)
5
Deinking dengan Flotasi Kolom
• Flotasi kolom
– selektifitas yang tinggi, memerlukan area yang lebih sedikit, mengurangi biaya investasi serta produksi dan perawatan (Finch, 1991).
– menurunkan konsumsi energi, volume limbah yang dibuang ke lingkungan proses deinking dapat dikurangi (Chaiarrekij dkk, 2000).
66
Deinking dengan Flotasi Kolom
• Chaiarreikij dkk., 2000 telah melakukan penelitian deinkingcampuran kertas bekas fotokopi dan hasil printer laser dengan menggunakan flotasi kolom
• volume 10 liter dan konsistensi buburan 0,5% – 1,5%. Proses flotasi dilaksanakan 6 – 15 menit pada suhu 40oC menggunakan kecepatan alir udara 6 – 8 liter per menit.
• dibandingkan dengan flotator dengan pengaduk (Degussa cell)
77
Deinking dengan Flotasi Kolom
Waktu
(menit)ca
Kecerahan
(%ISO)
Selisih Kecerahan
(B)
Yield (%)
1. Deinking menggunakan Degussa cell (flotator berpengaduk)
0 76.5 – –
6 80.9 4.4 79.6
9 82.0 5.4 75.6
12 81.8 5.3 74.0
15 81.7 5.2 71.8
2. Flotator kolom Batch
0 76.5
6 80.1 3.6 82.3
3. Flotator kolom kontinyu
0 77.6
6 80.8 3.2 80.8
pengaduk
udara
overflow
Chaiarreikij dkk., 2000 8 8
Deinking dengan Flotasi Kolom
• Beneventi,2006 melakukan penelitian untuk mengetahui kinerja dari flotator kolom kontinyu dengan venturi aerator.
• pengaruh volume flotator, aliran gas, aliran buburan, dan waktu tinggal buih terhadap efisiensi penghilangan tinta serta kehilangan serat dan filler.
• Flotator Beneventi memiliki volume 14,5 L – 24 L dengan sistem kontinyu dengan kecepatan aliran gas dan aliran buburan yang digunakan berturut-turut 4 – 8 liter/menit dan 2 – 4,5 liter/menit.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
4 6 8aliran gas (L/min)
penghilangantinta
kehilangan serat
kehilangan filler
Beneventi,200699
Penelitian sebelumnya
Peneliti kajian Kinerja Hasil Belum dikaji
Chaiarreikij dkk., 2000
• pembandingan flotator kolom dengan flotator dengan pengaduk (Degussa cell),
• konsistensi
kecerahan dan yield
Perbandingan flotator konvensional, flotator kolom batch dan flotator kolom kontinyu :- kecerahan 4,4; 3,6 dan 3,2- yield 79,6%, 82,3% dan
80,8%.
konsistensi 0,5%, 1% dan 1,5%- nilai kecerahan 3,7; 5,4 dan
4,85.
• kinerja konsentrasi tinta residu efektif (effective residual ink concentration, ERIC)
• kehilangan filler
Beneventi, 2006).
pengaruh volume flotator kontinyu, aliran gas, aliran buburan, dan waktu tinggal buih
efisiensi penghilangan tinta, kehilangan serat (fiber loss) dan filler (ash loss).
kecepatan gas dari 4 menjadi 8 liter/menit → penghilangan tinta 75% – 85%. volume flotator dari 14,5 m3
menjadi 24 m3→ penghilangan
tinta dari 72% – 80%.
pengaruhnya terhadap tingkat kecerahan
10 10
Tujuan Penelitian
• Mengetahui pengaruh proses flotasi kolom, antara lain : • kecepatan alir udara • Konsistensi• Waktu flotasi
• Terhadap kinerja deinking :• nilai kecerahan • konsentrasi tinta residu efektif (ERIC) • yield,• kehilangan serat dan• Kehilangan filler
1111
Alat percobaan
Repulper
Flotator • diameter 94 mm • ketinggian 120 cm.
Sparger • diameter 1,27 cm, • panjang 2,54 cm, dan • Diameter lubang 0,5
m • bahan stainless steel.
Kom-
presor
flowmeter
penampung
rangka
sparger
Outlet produk
Kolom flotasi
1212
Alat percobaan
13
alat disintegrasikertas bekas
alat pembuatlembaran kertas
alat pengepresanlembaran
Bahan
• Kertas berkas perkantoran. Kertas bekas dibuat dengan mencetak “contoh cetakan” menggunakan printer laserjet HP 1102. Kertas dipotong ukuran 2 cm x 2 cm.
• NaOH,
• Na2SiO3,
• Asam Oleat,
• H2O2 ,
• CaCl21414
Tahapan percobaan
Disintegrasi
Homogenisasi
Pengujian
Bahan kimia (basis mod)
2% NaOH
2% Na2Si2O3
0,8% Asam Oleat
1% H2O2
air
Kertas bekas
(dipotong 2 cm x 2 cm)
Sampel belum
dideinking, diuji
Kecerahan, ERIC
sebagi control
t = 15 min
c = 4 %
c = divariasikan
t = 60 min
T = 40 oC
T = 40 oC
t = divariasikan
G = divariasikan
air
Dibuat hand sheet
( 5 lembar) diuji
Kecerahan, ERIC
Keterangan :
c = konsistensi buburan
T = suhu
t = waktu
G = laju udara
Udara (G)
Flotasi
Rijek (foam) diambil
untuk diuji Fiber loss,
filler loss
Disintegrasi
Homogenisasi
Flotasi
1515
Variasi Percobaan
• Variasi kecepatan alir udara– 2, 3, dan 4 Liter/menit.
• waktu flotasi– 5, 10 dan 15 menit sedangkan
• konsistensi buburan– 0,8%, 1% dan 1,5%
1616
Pengujian
Lembaran sebelum dan sesudah flotasi
• Derajat kecerahan,
• Konsentrasi tinta residu efektif (ERIC)
Rijek (buih)
• yield,
• kehilangan serat dan
• Kehilangan abu/filler.
1717
Analisis Data
Efisiensi deinking ( ) 100%B
b
BE x
B
=
Selektifitas deinking ( ) 100%E
l
REZ x
F
=
100%s bl
b
F FF x
F
−=
Selektifitas kecerahan ( ) 100%B
l
BZ x
F
=
Efisiensi ) 100%RICRIC
RICo
EE x
E
=
1818
Hasil dan Pembahasan
19
0
10
20
30
40
50
0,5% 1,0% 1,5%
E
RIC
konsistensi buburan
3 L/menit
0
10
20
30
40
0,5% 1,0% 1,5%
ER
IC
konsistensi buburan
4 L/menit
0
10
20
30
40
50
0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
ER
IC
konsistensi buburan
kec. alir 2 L/menit
5 menit
10 menit
15 menit
20 20
Pengaruh variabel proses
terhadap penurunan ERIC
flotator konvensional (1%, 15 menit)→ 30,94 ppm.
Pengaruh variabel proses
terhadapefisiensi ERIC
0%
20%
40%
60%
80%
0,5% 1,5% 2,5%
Efis
ien
si E
RIC
konsistensi buburan
kec. alir 3 L/menit
0%10%20%30%40%50%60%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
Efis
ien
si E
RIC
konsistensi buburan
kec. alir 4 L/menit
0%
20%
40%
60%
80%
0,0% 1,0% 2,0%
Efis
ien
si E
RIC
konsistensi buburan
kec. alir 2 L/menit
5 menit
10 menit
15 menit
2121
flotator konvensional (1%, 15 menit)→ 38,8%.
Pengaruh variabel proses
terhadapkehilangan serat
0%
5%
10%
15%
20%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
keh
ilan
gan
se
rat
konsistensi buburan
kec. alir 3 L/menit
0%
5%
10%
15%
20%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
keh
ilan
gan
se
rat
konsistensi buburan
kec. alir 4 L/menit
0%
5%
10%
15%
20%
25%
0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
keh
ilan
gan
se
rat
konsistensi buburan
kec. alir 2 L/menit
5 menit
10 menit
15 menit
2222
flotator konvensional (1%, 15 menit)→ 12,3%
Pengaruh variabel proses terhadap
kehilanganabu/filler
0%
20%
40%
60%
80%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
keh
ilan
gan
ab
u
konsistensi buburan
kec. alir 2 L/menit
5 menit
10 menit
15 menit
0%
10%
20%
30%
40%
50%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
keh
ilan
gan
ab
u
konsistensi buburan
kec. alir 3 L/menit
0%
10%
20%
30%
40%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
keh
ilan
gan
ab
u
konsistensi buburan
kec. alir 4 L/menit
2323
flotator konvensional (1%, 15 menit)→ 33,4%
Pengaruh variabel proses terhadap
Yield
60%65%70%75%80%85%90%95%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
yie
ld
konsistensi buburan
kec. alir 2 L/menit
5 menit
10 menit
15 menit
75%
80%
85%
90%
95%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
yie
ld
konsistensi buburan
kec. alir 3 L/menit
80%
82%
84%
86%
88%
90%
92%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
yie
ld
konsistensi buburan
kec. alir 4 L/menit
2424
Chaiarreikij dkk. (2000) → 82,3% (> 6 L/menit, 6 menit) flotator konvensional (1%, 15 menit)→ 82,8%,
Pengaruh variabel proses terhadap
B
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
B
Konsistensi buburan
kecepatan alir 2 L/menit
5 menit
10 menit
15 menit
0,0
1,0
2,0
3,0
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
B
Konsistensi buburan
kecepatan alir 3 L/menit
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
B
Konsistensi buburan
kecepatan alir 4 L/menit
2525
• Chaiarreikij dkk. (2000) → 3,7 ; 5,4; dan4,85 berturut turut untuk konsistensi0,5%, 1% dan 1,5%.
• flotator konvensional (1%, 15 menit)→ 0,11,
Pengaruh variabel proses terhadap
efisiensi deinking
0,0%
2,0%
4,0%
6,0%
8,0%
0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00%
efis
ien
si d
ein
kin
g
konsistensi buburan
kec. alir 2 L/min
5 menit
10 menit
15 menit
0,0%
1,0%
2,0%
3,0%
4,0%
0,50% 1,00% 1,50% 2,00%
efis
ien
si d
ein
kin
g
konsistensi buburan
kec. alir 3 L/min
0,0%
2,0%
4,0%
6,0%
0,50% 1,00% 1,50% 2,00%
efis
ien
si d
ein
kin
g
konsistensi buburan
kec. alir 4 L/min
2626
Chaiarreikij dkk. (2000) → 4,71% (> 6 L/menit, 6 menit) flotator konvensional (1%, 15 menit)→ 0,13%,
Pengaruh variabel proses terhadap
selektifitaskecerahan
0%10%20%30%40%50%60%
0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0%sele
ktif
itas
ke
cera
han
konsistensi buburan
kec. alir 2 L/min
5 menit
10 menit
15 menit
0%
5%
10%
15%
20%
0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0%sele
ktif
itas
ke
cera
han
konsistensi buburan
kec. alir 3 L/min
0%
10%
20%
30%
40%
0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0%sele
ktif
itas
ke
cera
han
konsistensi buburan
kec. alir 4 L/min
2727
flotator konvensional (1%, 15 menit)→ 32,90%.
Pengaruh variabel proses terhadap
selektifitasdeinking
0,0%
1,0%
2,0%
3,0%
4,0%
5,0%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
sele
ktif
itas
de
inki
ng
konsistensi buburan
kec. alir 2 L/menit
5 menit
10 menit
15 menit
0,0%
1,0%
2,0%
3,0%
4,0%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
sele
ktif
itas
de
inki
ng
konsistensi buburan
kec. alir 3 L/menit
0,0%
1,0%
2,0%
3,0%
0,5% 1,0% 1,5% 2,0%
sele
ktif
itas
de
inki
ng
konsistensi buburan
kec. alir 4 L/menit
2828
flotator konvensional (1%, 15 menit)→ 0,93%.
Kesimpulan
• Penurunan ERIC tertinggi pada percobaan ini diperoleh padakondisi konsistensi buburan 0,8% dan kecepatan alir udara 2 L/menit selama 15 menit dengan nilai penurunan ERIC sebesar 46,40 ppm.
• Efisiensi ERIC hasil percobaan yang lebih baik diperoleh padakondisi konsistensi 0,8% dan kecepatan alir 2 L/menit danwaktu flotasi 15 menit dengan nilai efisiensi ERIC sebesar 74,86%
• Kehilangan serat terkecil selama proses flotasi padapercobaan ini didapatkan pada konsistensi buburan 1,5% dankecepatan alir 2 L/menit. Kehilangan serat yang diperolehpada kondisi tersebut sebesar 7,37% setelah 5 menit.
2929
Kesimpulan
• Nilai kehilangan abu/filler paling sedikit yang diperoleh dalampercobban ini adalah 12,70% pada proses flotasi 5 menit. Hasil tersebut diperoleh pada konsistensi buburan 1,5% dankecepatan alir 4 L/menit.
• Perolehan yield yang terbaik pada percobaan ini adalahmenggunakan kecepatan alir udara 2 L/menit pada konsistensibuburan 1,5% selama 5 menit. Yield yang diperoleh padakondisi proses flotasi tersebut adalah 89,89%.
• Percobaan menunjukkan bahwa nilai kenaikan kecerahanterbaik diperoleh pada konsistensi buburan 1,5% dankecepatan alir udara sebesar 2 L/menit dengan flotasi selama15 menit yaitu 4,65%.
3030
Kesimpulan
• Efisiensi deinking hasil percobaan yang lebih baik diperolehpada kondisi konsistensi 1,5% dan kecepatan alir 2 L/menitdan waktu flotasi 15 menit dengan nilai efisiensi deinking 5,88%.
• Nilai selektifitas kecerahan tertinggi sebesar 54,03% diperolehpada konsistensi 1,5% dan kecepatan alir udara 2 L/menitselama 15 menit.
• Nilai selektifitas deinking terbaik diperoleh pada konsisikonsistensi buburan 1,5% dan kecepatan aliran 2 L/menitselama 15 menit dengan nilai 4,10%.
3131
Saran
• Disarankan untuk mempelajari penggunaan media porous/sparger yang lebih besar ataumenambah jumlah sparger agar mendapatkankinerja yang lebih baik
3232
Terimakasih
33
Recommended