6/19/2014 1 KEMENTERIAN KEHUTANAN BADAN PENELITIAN & PENGEMBANGAN KEHUTANAN PUSAT PENELITIAN & PENGEMBANGAN KETEKNIKAN KEHUTANAN DAN PENGOLAHAN HASIL HUTAN JOGYAKARTA 2014 ORASI PURNA TUGAS PENELITI UTAMA CAPAIAN HASIL LITBANG BIDANG PENGOLAHAN HASIL HUTAN TEKNOLOGI PENGOLAHAN BAHAN BERSERAT LIGNO-SELULOSA MENJADI PULP & PRODUK TURUNANNYA BERINDIKASI RAMAH LINGKUNGAN, HEMAT ENERGI & IKUT MELESTARIKAN SUMBER DAYA ALAM STATUS & MASA DEPAN DI INDONESIA HAN ROLIADI SISTEMATIKA ISI A. PERJALANAN KARIER MENCAPAI JENJANG PENELITI UTAMA / IVE & HAL-HAL TERKAIT B. REVIEW HASIL LITBANG C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH D. HAL-HAL YANG HARUS DISEMPURNAKAN & DITERUSKAN E. HARAPAN PADA GENERASI SEKARANG & YANG AKAN DATANG UCAPAN TERIMA KASIH
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
6/19/2014
1
KEMENTERIAN KEHUTANAN
BADAN PENELITIAN & PENGEMBANGAN KEHUTANAN
PUSAT PENELITIAN & PENGEMBANGAN KETEKNIKAN KEHUTANAN DAN
PENGOLAHAN HASIL HUTAN
JOGYAKARTA 2014
ORASI PURNA TUGAS PENELITI UTAMA
CAPAIAN HASIL LITBANG
BIDANG PENGOLAHAN HASIL HUTAN
TEKNOLOGI PENGOLAHAN BAHAN BERSERAT LIGNO-SELULOSA
MENJADI PULP & PRODUK TURUNANNYA BERINDIKASI RAMAH
LINGKUNGAN, HEMAT ENERGI & IKUT MELESTARIKAN SUMBER
DAYA ALAM
STATUS & MASA DEPAN DI INDONESIA
HAN ROLIADI
SISTEMATIKA ISI
A. PERJALANAN KARIER MENCAPAI
JENJANG PENELITI UTAMA / IVE & HAL-HAL
TERKAIT
B. REVIEW HASIL LITBANG
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
D. HAL-HAL YANG HARUS DISEMPURNAKAN
& DITERUSKAN
E. HARAPAN PADA GENERASI SEKARANG
& YANG AKAN DATANG
UCAPAN TERIMA KASIH
6/19/2014
2
A. PERJALANAN KARIER
MENCAPAI JENJANG PENELITI
UTAMA / IVE & HAL-HAL TERKAIT
No Jabatan Fungsional Jabatan Fungsional
1 Juli 1973- Juli 1976 Tenaga Honorer
2 Juli 1976 – September 1980 Calon Peneliti
3 1 September 1980 s/d 10 Januari
1983
Asisten Peneliti
4 10 Januari 1983 s/d 1 Mei 1992 Asisten Peneliti Muda
5 1 Mei 1992 s/d 1 Januari 2000 Ajun Peneliti Muda
6 1 Januari 2000 s/d 1 April 2003 Ajun Peneliti Madya
7 1 April 2003 s/d 1 Januari 2005 Peneliti Muda
8 1 Januari 2005 s/d 30 Nopember
2006
Peneliti Madya
9 30 Nopember 2006 s/d 1 Agustus
2009
Peneliti Madya Gol. IV/C
10 1 Agustus 2009 s/d 1 Agustus 2012 Peneliti Utama Gol. IV/D
11 1 Agustus 2012 s/d sekarang Peneliti Utama Gol IV/E
A. Perjalanan - Riwayat Jabatan Fungsionil
6/19/2014
3
A. Perjalanan - Riwayat Kepangkatan Golongan
No Kepangkatan Golongan Golongan Kepangkatan
1 1 Juli 1973 s/d 1 Juli 1976 Tenaga Honorer
2 1 Juli 1976 s/d 1 Maret 1977 CPNS / III-A
3 1 Maret 1977 s/d 1 April 1980 Penata Muda
4 1 April 1980 s/d 1 April 1988 Penata Muda Tkt – I
5 1 April 1988 s/d 1 Oktober 2001 Penata III / C
6 1 Januari 1994 s/d 31 Agustus 1997 Graduate Research Assistant
pada Louisiana State University,
Baton Rouge, LA (USA)
7 1 Oktober 2001 s/d 10 Juni 2004 Penata Tkt – I
8 10 Juni 2004 s/d 1 April 2006 Pembina / IV A
9 1 April 2006 s/d 1 Desember 2006 Pembina / IV B
10 1 Desember 2006 s/d 1 Agustus
2009
Pembina / IV C
11 1 Agustus 2009 s/d 1 Agustus 2012 Pembina Utama Madya / IV D
12 1 Agustus 2012 s/d sekarang Pembina Utama / IV E
No Pendidikan Institusi Pendidikan / Lokasi Jurusan
1 SDN Kramatjati, Pasarebo, 1961 -
2 SLTP Kramatjati, Pasarebo, 1964 -
3 SLTA Kramatjati, Pasarebo, 1967 -Pasti Alam
4 S1 (IR.) Institut Pertanian Bogor, Fakultas
Mekanisasi & Teknologi Hasil
Pertanian (Fateta), Bogor
(1968 – 1974)
-Teknologi Kayu
dan Bahan Serat
5a S2 (MS) Institut Pertanian Bogor
Fakultas Pasca Sarjana, Bogor
(1978 – 1981)
-Statistika Terapan:
Bidang Teknologi Hasil
Hutan
5b S2 (M.Sc) University of Washington /
University of Minnesota, USA
(1984 – 1992)
-Pulp & Paper
Science / Wood
Chemistry
6 S3 (Ph.D) Louisiana State University /
Colorado State University, USA
(1994 – 1997)
-Wood Science &
Technology
A. Perjalanan - Riwayat Pendidikan
6/19/2014
4
B. REVIEW HASIL LITBANG
B. REVIEW
-Teknologi pengolahan bahan berserat ligno-selulosa
menghasilkan pulp (bahan ½ jadi) bahan jadi: a.l.
kertas/karton, papan serat (insulation board, MDF,
hardboard), & turunan selulosa lain (dissolving pulp rayon/sutra tiruan, selulosa asetat, selulosa nitrat,
selulosa fosfat, carboxymethyl cellulose -Bahan berserat ligno-selulosa untuk pulp & produk
-Pulping = Process wood (or other ligno-cellulosic fiber stuffs) to be converted into separate fibrous mass (pulp) by rupturing the bond between fibers the bonding compounds predominantly lignin
-Chemical composition of wood & other ligno-cellulosic fiber stuffs:
=Fiber-cell constituents: i.e. cellulose, hemicellulose, & lignin
=Non-fiber constituents: e.g. extraneous compounds (resin,
Usually linked to paper/paperboard items (distinction between paper & paperboard as commonly adopted lay in their thickness & basis weight) thickness <0.3 mm & basis weight <224 g/m2 = paper &
thickness >0.3 mm & basis weight >224 g/m2 = paperboard
Actually: pulp = just half-finished products
Paper/paperboard = only one type of the several pulp-finished products
-Other pulp-finished products (also from the further pulp processing):
Dissolving pulp (high-purity cellulose stuff) for e.g.
=Rayon (artificial silk, derived from vegetation fibers) expected substitute for natural silk from animal fibers silk caterpillar
=Cellulose nitrate ingredient for explosives (gun, dynamite) & nail polisher ingredient
=Cellulose acetate for X-ray film, photography, plastics for dolls & other children toys
=Cellulose phosphate for fire/flame-inhibiting agent & textile ingredient
6/19/2014
6
B. REVIEW (Sambungan)
-Produksi & Konsumsi pulp/kertas/papan serat/produk turunan lain di Indonesia meningkat // tingkat kemajuan bangsa & pertambahan penduduk.
-Konsumsi pulp/kertas/karton/produk turunannya salah satu ukuran kemajuan bangsa (2013: USA = 324 kg/kapita; Canada = 250 kg, Japan = 242 kg, Singapore = 180 kg; Korea = 160 kg; Malaysia = 106 kg; Indonesia = 32.6 kg/kapita urutan ke 13)
-Suatu saat kebutuhan pulp/kertas/produk turunan lain Indonesia tidak dapat dipenuhi hasil olahan bahan serat konvensional (kayu hutan alam) krn potensi semakin langka & terbatas berakibat eksploitasi hutan berlebihan pembalakan liar degradasi hutan & kerusakan lingkungan usaha mengurangi ketergantungan pada bahan serat konvensional (e.g. kayu hutan alam) perlu diintrodusir bahan serat alterantif potensinya berlimpah & belum banyak dimanfaatkan
B. REVIEW (Sambungan) -Pengolahan serat ligno-selulosa boros dalam pemakaian bahan baku,
air, bahan pembantu, & menghasilkan limbah
-Untuk menghasilkan 1 ton pulp (berat kering), diperlukan:
Pengolahan
menjadi
pulp/produk
turunannya
Pasokan
bahan berserat
ligno-selulosa =
2 ton (berat kering) =
±4 m3 (kayu) Bahan pembantu
-Air = 200-300 kiloliter
-Energi listrik = 400-1000 KWH
-Energi panas = 4-8 GJ
Limbah/Pencemaran
-Polusi udara (air pollution)
-Polusi aliran (stream pollution)
-Limbah padat (solid waste)
-Bising suara (noise pollution)
-Di Indonesia Bisa banyak menguras potensi sumber daya alam
-Pemecahan diperlukan Selain Introduksi bahan serat alternatif; perlu
pula: Modifikasi & teknologi yang ada; Dampak negatif minimal (ramah
lingkungan); Hemat energi; Ikut melestarikan sumber daya alam & Kualitas
produk pulp/turunannya tetap terjaga
Bahan kimia utama (e.g.
NaOH + Na2S) merubah
bahan serat pulp (tak
masalah bhn kimia bisa
didaur ulang)
6/19/2014
7
B. REVIEW (Sambungan)
Aspek Sifat Dasar
-Mencakup, a.l.
= Berat jenis, rendah, sedang, & tinggi
= Anatomi: kayu daun jarum, kayu daun lebar (dikotil), dan serat non-kayu (monokotil)
-EOPB = residue (waste) from the factories of crude palm-oil processing (CPO)
-Indonesia’s current production
= 21.6 million tons of CPO/year
-Generated = 28-30 million tons of EOPB waste
-Current EOPB utilization, e.g. for fuel for the
CPO factories, compost, & potash (K) fertilizer
-Therefore, still not much enhancing EOPB’s added value
-EOPB contains e.g. cellulose & lignin expectedly technically
appropriate & prospective for paperboard manufacture
Figure: (A & B) Oil-palm plantation;
(C) inside the CPO factory (CPO = crude palm-oil);
(D) collecting empty oil-palm bunches (EOPB) to be brought to Bogor for this experiment
C
B
C
A
B. HASIL LITBANG
6/19/2014
13
B. REVIEW: EXPERIMENTS ON THE UTILIZATION OF
ALTERNATIVE FIBROUS STUFFS FOR PAPERBOARD (Cont’d) -Sludge = solid waste from pulp/paper mills
>Pulp/paper processing accompanied by the generation of water-based liquid
waste (effluents) contain residual pulping chemicals should be purified
before being discarded to the river, lake, sea, or other water bodies otherwise
can endanger/poison the lives of fish & other water-living creatures therefore
the effluents should be purified (treated) >Such effluents come from, e.g. wood-log barking and chip washing; digester
and evaporator condensates; white waters from pulp screening, cleaning, and
thickening; bleach plant washer filtrates; paper machine’s white water; & fiber
and liquor spills from all the related processing sections:
Figure: Stages in the processing of pulp and paper almost each stage generates
effluents (water + processing solid-waste, e.g. dissolved/suspended/colloidal)
B. REVIEW: EXPERIMENTS ON THE UTILIZATION OF ALTERNATIVE
FIBROUS STUFFS FOR PAPERBOARD (Cont’d) -Sludge = solid waste from pulp/paper mills (continued) >Treatment of pulp/paper mill’s effluents, e.g. incorporates stages of
sedimentation, chemical precipitation, filtration biological treatment, flotation, &
anaerobic treatment.
>The effluent treatment separates the water portion from the solid items the
purified water can be discarded safely to the water bodies (e.g. river, lake, sea)
the solid items as left behind generated in large amount the so-called sludge
Sludge
(solid waste)
Out-flowing
Used Water
saved
discarded to
the river, sea,
lake, etc
In-flowing
Water from
the river
Sludge
(solid waste)
6/19/2014
14
B. REVIEW: EXPERIMENTS ON THE UTILIZATION OF ALTERNATIVE
FIBROUS STUFFS FOR PAPERBOARD (Cont’d) -Sludge = solid waste from pulp/paper mills (continued)
>Indonesia’s current production = 7.9 million tons/year (pulp)
= 12.2 million tons/year (paper) >Generating = 0.27-0.43 million tons/year or 900-1450 tons/day (sludge) >Attempts to deal with large amount of sludge as fuel for pulp/paper factory, compost & just discarded & burnt problems: availability of landfills limited; & sludge burning arouses environment objections >Sludge contains e.g. suspended solids (intact & fragmented fibers), colloidal substances (particular wood chemical compounds), dissolved soilds (residual ingedients for pulp/paper processing such as filler, resins, wax, starch, coloring matters) >The fibers may contain cellulose, hemicellulose, lignin therefore, expectedly sludge utilization for pulp products (e.g. paperboard) technically appropriate & prospective as well
C A
B
Figure: (A) Effluent treatment in pulp/paper mill (effluent = liquid waste from pullp/paper
processing); (B) Sludge = solid waste generated by the effluent treatment; (C) large amount of
sludge discarded on the landfill (landfill becomes less & less available currently); (D) the
collecting of sludge ready to be brought to Bogor for this experiment
D
B. HASIL LITBANG
6/19/2014
15
C A B
D
Figure:
(A) Digester (i.e. ingenuously engineered by the technical staffs of
CRDFEFPP, Bogor) for the cooking of empty oil-palm bunches (EOPB)
chips or banana pseudo-stems (BPS) chips
(B) Hollander beater to separate the cooked (softened) EOPB chips or
BPS chips into mass of individual fibers (pulp)
(C) Niagara beater to separate the EOPB pulp fibers (from B) more
perfectly to get the more separated/beaten EOPB pulp fibers
(D) The resulting EOPB pulp
B. HASIL LITBANG
Figure: (A) Manual paper-sheet-former device; (B) Mechanisms of paper-sheet forming due to
hydrogen (OH) bonding on fiber surfaces; (C) Process of paper-sheet forming continuously on
the pulp/paper mill; (D) the wet paper-sheet already formed; (Remarks: these
phenomena/mechanisms also apply to the paperboard (i.e. paperboard basis-weight > paper-sheet
basis-weight)
A B
C
D
B. HASIL LITBANG
6/19/2014
16
Figure: (A) Drying of paperboard sheets using wind-tunnel device;
(B) Already dried paperboard sheets; (C) The dried paperboard sheets
wrapped in transparent plastic bags ready for the testing of physical &
strength properties; (D) Method of ring-crush test as one of the
several strength tests on the paperboard
D
D
C
B A
B. HASIL LITBANG
B. REVIEW: EXPERIMENTS ON THE UTILIZATION OF ALTERNATIVE
FIBROUS STUFFS FOR PAPERBOARD (Cont’d) -Appearance on paperboard surface
>Surface of paperboard from 100% EOPB pulp & from the mixture of 50% EOPB
-Mutu/kualitas produk (pulp, kertas/karton, papan serat & turunan selulosa lain)
tetap memadai & lebih baik dari pada produk tekn. pengolahan konvensional II. Penyempurnaan/modifikasi proses aktifitas litbang: -Pengolahan pulp dengan bahan kimia ramah lingkungan mengurangi polusi mengandung sulfur (bentuk cairan & gas) terutama proses pulping sulfat racun, korosif, bau tidak enak penggunaan bahan AQ, oksigen, PS, & chelating agent. -Pulping bermedia pemasak alkohol (a.l. metanol & etanol) untuk bahan serat ligno-selulosa yang rentan terhadap pulping konvensional (alkohol bertitik didih rendah; tetap berdaya polaritas seperti aiir; & dapat mendepolimerisasi lignin) mengurangi degradasi karbohidrat pulp dgn rendemen & sifat kekuatan tinggi
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH II. Penyempurnaan/modifikasi proses aktifitas litbang (Sambungan):
-Pengolahan pulp dengan teknik extended delignification rapid
displacement heating (RDH) modifikasi pulping kimia sulfat prinsip
memanfaatkan:
(1) panas larutan bekas pemasak (black liquor) untuk preheating larutan
pemasak segar (white liquor);
(2) black liquor untuk impregnasi/melunakkan awal serpih kayu (serat ligno-selulosa lain)
(3) mencampurkan black liquor dengan white liquor diharapkan: =penghematan energi/air/bahan kimia bersulfur pencemaran lingkungan ↓ =delignifikasi lebih efektif pulp lebih mudah diputihkan =mimimisasi degradasi karbohidrat rendemen/kekuatan pulp meningkat =peningkatan produktifitas pulp (tahapan pulping lebih singkat) RDH belum banyak diterapkan pada bermacam jenis kayu tropis Indonesia -Pemutihan pulp dgn bahan bebas khlor elementer (ECF) = bebas Cl2) terbentuk limbah AOX (a.l. polychlorinated dioxin & dibenzofuran) dicurigai penyakit penyebab kanker salah satu ECF = ClO2 proses pemutihan lebih selektif limbah AOX ↓ & degradasi karbohidrat ↓ perlu terus dikembangkan untuk berbagai jenis kayu tropis Indonesia
6/19/2014
28
Gambar: Siklus proses pulping kimia sulfat dengan menerapkan
sistim RDH (rapid displacement heating)
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
-Memanfaatkan panas sisa larutan bekas pemasak untuk preheating proses
-Impregnasi & pelunakan awal serpih (kayu) dng sisa larutan bekas pemasak
-Mencampur sisa larutan pemasak ke larutan pemasak segar chemical saving
II. Penyempurnaan/modifikasi proses aktifitas litbang (Sambungan): -Pemutihan pulp dgn bahan bebas khlor menyeluruh (TCF) bahan
TCF, a.l. oksigen (O2), ozone (O3), peroksida (H2O2 atau Na2O2), prenoks (NO2), monox-L, sodium hydrosulfite (Na2S2O3), sodium tripolyphosphate (Na3P3O10), sodiumborohydride (NaBH4), & pressurized preoxygen washer (W) mengatasi limbah AOX perlu dikembangkan pula untuk jenis-jenis kayu tropis Indonesia
-Pemutihan pulp dgn sistim tetutup manfaat: minimisasi terbentuk
limbah AOX (dicurigai menyebabkan penyakit cancer; daur ulang bahan kimia pemutih & pulping; penggunaan air proses; penghematan energi perlu dikembangkan pula untuk jenis-jenis kayu tropis Indonesia
-Pembentukan lembaran kertas pada suasana netral/alkali
pembentukan lembaran konvensional, penambahan bahan retensi (alum) dan aditif (filler, sizing, perekat, zat warna) berlangsung pada suasana asam (pH = 4 - 5) asam berakibat degradasi karbohidrat & korosi peralatan pulp/kertas. Suasana netral/alkali (pH = 7 –9) memerlukan bahan retensi/aditif khusus, a.l. alkyl ketene dimer (AKD), cationic starch (CS), fatty-acid anhydride (FAA), stearato chromic chloride dalam isopropyl alcohol SCC/IA, perfluoro cuprylic acid (PCA), chromium dalam isopropyl alcohol (C/IA), & alkenyl succinic anhydride (ASA). Efek positif suasana netral/alkali: umur pakai alat ↑; retensi aditif ↑; degradasi karbohidrat ↓ kecepatan produksi ↑; memungkinkan penggunaan filler yang tidak tahan asam (a.l. CaCO3)
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
6/19/2014
29
Gambar: Pemutihan pulp dengan sistim tertutup
Manfaat daur ulang bahan kimia; penghematan air proses;
& tambahan energi
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
Gambar: Alum sebagai bahan retensi pada pembentukan lembaran
kertas bersuasana asam (pH = 4,5-5) pada pH tersebut
terjadi isoelectric charges bahan aditif bisa saling
bersentuhan (berkontak) dengan permukaan serat
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
6/19/2014
30
II. Penyempurnaan/modifikasi proses aktifitas litbang (Sambungan): -Penerapan teknologi nano pada pembentukan lembaran kertas
a.l. penggunaan filler berukuran nano (a.l. bentonite & koloid silika) manfaat: runnability mesin kertas ↑; retensi aditif ↑; drynability air ↑; & penurunan sifat kekuatan kertas berkurang akibat penggunaan filler -Pembentukan lembaran kertas dengan sistim tertutup secara
tradisional mesin kertas beroperasi dengan membuang cairan bekas pembentukan lembaran kertas (white water) manfaat: sistim tertutup: mengurangi pemakaian air segar (fresh water); menghemat biaya waste- water treatment; ikut mendaur ulang sisa serat/bahan aditif; & menurunkan tingkat pencemaran
-Penggunaan bahan aditif alternatif menggantikan bahan aditif konvensionil bersuasana asam (alum, rosin sizing) manfaat: retensi lebih tinggi bahan aditif alternatif, a.l. AKD, FAA, SCC, PCA, C/IA, dan ASA beretensi tinggi pada suasana netral/alkali. Aditif alternatif lain adalah limbah cangkang udang sebagai perekat papan serat tipe insularion board perlu dipertimbangkan & dikembangkan di Indonesia.
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
Gambar: Pembentukan lembaran kertas dari suspensi
pulp dengan sistim tertutup white water
didaur ulang & digunakan lagi dalam proses
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
6/19/2014
31
II. Penyempurnaan/modifikasi proses aktifitas litbang (Sambungan):
-Pengolahan pulp/kertas dgn mendaur ulang seluruh air bekas proses Konsumsi air untuk proses cukup besar: 200-245 kiloliter H2O/ton produk (pulp) Air pada pengolahan pulp/kertas dipakai untuk segala tahap bermedia air, a.l. pengkulitan dolok kayu; pemasakan serpih; pencucian pulp, pemutihan pulp; penambahan bahan aditif; pembentukan lembaran kertas; ketel uap (boiler) pembangkit listrik & penggunaan uap untuk tujuan lain; daur ulang bahan kimia pemasak (recovery furnace); & evaporator.
Konsumsi air yang besar berakibat =gangguan keseimbangan habitat sekitarnya =menurunkan level kritis permukaan air yang diperlukan untuk kehidupan
ikan & mahluk air lain =merubah suhu optimum air untuk kehidupan mahluk air Indonesia negara tropis tidak terlalu bermasalah tetapi dgn makin gencarnya kekhawatiran lingkungan industri pulp/kertas domestik perlu memikirkan usaha minimisasi air proses
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
Gambar: Tahapan pembuatan pulp, mulai dari bahan baku
hingga menjadi produk akhir (kertas)
hampir pada setiap tahap terjadi konsumsi air dalam
jumlah besar
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
6/19/2014
32
Gambar: Daur ulang air bekas (waste water) pengolahan
pulp & kertas
C. PEMBELAJARAN YANG DIPEROLEH
D. HAL-HAL YANG HARUS
DISEMPURNAKAN &
PERLU DITERUSKAN
6/19/2014
33
D. HAL-HAL YANG HARUS DISEMPURNAKAN & PERLU DITERUSKAN
Tahapan pengolahan bahan serat (tahap awal s/d akhir) banyak terkait
dengan terutama aspek lingkungan perlu tindakan efektif: I. Aspek Bahan Baku Serat peranan kayu masih ± 90% peran pohon kayu positif terhadap lingkungan, a.l. penyerap CO2 (mitigasi pemanasan global),
biodiversitas, stok air tanah, keseimbangan ekosistem, & pencegah bencana alam (erosi, banjir, kekeringan) perlu penggunaan bahan serat alternatif
II. Pengolahan Bahan Serat menjadi Pulp & Produk Turunannya -Pengolahan bahan serat menhasilkan polutan pencemaran udara (air pollution), aliran (stream/effluent pollution), limbah padat (solid waste), & suara bising (noise pollution) -Polusi udara, a.l. fine particulate, abu, non-condensable gases (senyawa S & N), condensable gases/vapor (organik volatil) racun, gangguan sistim pernafasan & penglihatan perlu diatasi: a.l. bahan pengikat, pembakaran (incinerator), adsorben (karbon & arang aktif), scrubber, & filter -Polusi aliran mengandung padatan dan gas (terlarut, koloid, suspensi) korosif, racun, bau tidak sedap membahayakan ikan/mahluk air (terkait pH, warna, TS, SS, DS, BOD, & COD) perlu diatasi: a.l. filtrasi, sedimentasi, floatasi, & tindakan biologis
-Pengolahan serat ligno-selulosa boros dalam pemakaian bahan baku,
air, bahan pembantu, & menghasilkan limbah
-Untuk menghasilkan 1 ton pulp (berat kering), diperlukan:
Pengolahan
menjadi
pulp/produk
turunannya
Pasokan
bahan berserat
ligno-selulosa =
2 ton (berat kering) =
±4 m3 (kayu) Bahan pembantu
-Air = 200-300 kiloliter
-Energi listrik = 400-1000 KWH
-Energi panas = 4-8 GJ
Limbah/Pencemaran
-Polusi udara (air pollution)
-Polusi aliran (stream pollution)
-Limbah padat (solid waste)
-Bising suara (noise pollution)
-Di Indonesia Bisa banyak menguras potensi sumber daya alam
-Pemecahan diperlukan Selain Introduksi bahan serat alternatif; perlu
pula: Modifikasi & teknologi yang ada; Dampak negatif minimal (ramah
lingkungan); Hemat energi; Ikut melestarikan sumber daya alam & Kualitas
produk pulp/turunannya tetap terjaga
Bahan kimia utama (e.g.
NaOH + Na2S) merubah
bahan serat pulp (tak
masalah bhn kimia bisa
didaur ulang)
D. HAL-HAL ……… Catatan:
6/19/2014
34
II. Pengolahan Bahan Serat Pulp & Produk Turunannya (Sambungan) -Limbah padat (Soild-waste pollution), a.l. sludge & broke
=Sludge (mengandung: sisa serat, serat terfragmentasi fine, sisa komponen kimia bahan serat, sisa aditif) landfill terbatas dibakar pemanasan global usaha mengatasi, a.l. konversi menjadi produk bernilai tambah: karton, kompos, & arang aktif
=Broke terbentuk selama proses lembaran kertas bahan berserat ligno-selulosa daur ulang (repulping) efisiensi pengolahan rendemen produk ↑
(mengurangi loss)
-Bising suara (Noise Pollution) gangguan sistim pendengaran
manusia usaha mengatasi: a.l. penggunaan absorber, sound barriers, acoustical foam, noise control enclosures, insulating pads, & acoustical wall panels
D. HAL-HAL YANG HARUS DISEMPURNAKAN & PERLU DITERUSKAN
III. Kendala Terkait yang Mungkin Timbul
Terkait dengan aspek penyempurnaan (i.e. Aspek Bahan baku &Pengolahan Serat) timbul kemungkinan:
-Kendala Teknis menjamin kontinuitas pasokan bahan serat
alternatif/mikroorganisme dan bahan kimia untuk
pulping/pemutihan, merancang alat/mesin proses modifikasi;
mengatur agar kecepatan proses tetap sebanding bahkan lebih
dari pada proses konvensional; & tetap menjaga agar kualitas
produk serat tetap unggul.
-Kendala Finansial tidak sedikit tetapi dengan mencermati &
mempertimbangkan adanya dampak positif terhadap lingkungan,
diharapkan kendala-kendala tersebut bisa diatasi melalui
koordinasi & perencanaan matang kemungkinan penerapan baik
hasil litbang ataupun teknologi serat mendatang.
D. HAL-HAL YANG HARUS DISEMPURNAKAN & PERLU DITERUSKAN
6/19/2014
35
E. HARAPAN PADA
GENERASI SEKARANG &
YANG AKAN DATANG
E. HARAPAN PADA GENERASI SEKARANG & YG AKAN DATANG -Bahan serat alternatif (a.l. kayu HTI/HR, serat non-kayu, kertas bekas, selulosa mikrobial) perlu terus dikembangkan mengurangi ketergantungan pada bahan serat konvensional (kayu hutan alam) -Modifikasi & penyempurnaan teknologi pengolahan serat kesesuaian dng bahan serat; efisiensi pengolahan (peningkatan rendemen, kecepatan proses, kualitas produk); mengurangi konsumsi bahan proses (air, bahan kimia utama/pembantu, energi); mengatasi masalah pada proses; minimisasi kerusakan alat (memperpanjang masa pakai); minimisasi dampak negatif lingkungan -Teknologi baru pengolahan serat perlu terus disempurnakan/dikembangkan terkait dgn: semakin terbatasnya sumber daya alam (bahan serat, bahan proses, air, aditif, bahan pembantu, energi); usaha penemuan/pengembangan bahan alternatif sumber daya alam tersebut; kekhawatiran lingkungan; tetap menjaga kualitas produk; memperpanjang masa pakai alat ada hubungannya dgn kecenderungan peningkatan konsumsi pulp/produk turunannya -Produk turunan pulp domestik masih didominasi oleh kertas/karton & MDF diversifikasi produk perlu meningkatkan nilai tambah bahan serat skope diperluas mencakup produk turunan selulosa lain (rayon, sutra tiruan, dsb). -Serat sintetsis (nylon, dacron, & glass) pesaing serat ligno-selulosa serat ligno-selulosa: terbarukan tetap bisa kompetitif & keramahan lingkungan serat sintetis dipertanyakan perlu terus usaha penyempurnaan & pengembangan teknologi pengolahan serat intensif & terus menerus
Tugas ini, Penyaji Orasi mengucapkan terima kasih & rasa hormat setingginya pada Pimpinan langsung, yaitu Bapak Kepala Badan Litbang Kehutanan; Sekretaris Badan; & Pejabat-pejabat Terkait Kementerian Kehutanan secara menyeluruh.
• Ucapan terima kasih & penghargaan setingginya juga disampaikan pada Ketua & Tim Penilai Jabatan Peneliti (TP2I) Badan Litbang Kehutanan, Kementerian Kehutanan, serta Tim Penilai naskah Orasi Purna Tugas ini di Bidang Pengolahan Hasil Hutan, dengan
spesifikasi Teknologi Pengolahan Serat Berligno-Selulosa
• Penyaji Orasi juga mengucapkan terima kasih dan rasa hormat setingginya pada Atasan langsung, yaitu Bapak Kepala Pusat Litbang Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan (P3KKPHH, Bogor) yang telah memberi kesempatan, kepercayaan melakukan, hingga terlaksanannya orasi tersebut. Ucapan terima kasih dan rasa hormat juga disampaikan pada Pejabat Ecehelon II, & segala pihak terkait di lingkungan P3KKPHH & Badan Litbang Kehutanan secara menyeluruh.
UCAPAN TERIMA KASIH • Ucapan terima kasih dan penghargaan setingginya disampaikan
pada Bapak Profesor Riset Dr. Ir. R. Sudradjat, MSc (Peneliti Purna Tugas pada Kelti Pengolahan Kimia & Energi Hasil Hutan, Pustekolah, Bogor) yang telah banyak meluangkan waktu memeriksa, mencermati, mengarahkan, memberi saran, tambahan materi, sumbangan pemikiran, mengkoreksi, memberi dorongan positif, & sebagainya hingga tersusunnya bahan presentasi & pelaksanaan orasi ini.
• Ucapan terima kasih disampaikan pula pada Ibu Dian Anggraini Indrawan S.Hut, MM yang telah banyak membantu scanning gambar-gambar dan improvisasi/penyempurnaan bahan presentasi orasi ini.
• Para Guru/Dosen/Pembimbing yg telah memberikan berbagai macam ilmu dan mewarnai serta memperkaya perbendaharaan pengetahuan Peyaji Orasi mulai dari tingkat Perndidikan Awal (SD/SLTP/SLTA), hingga S1, S2 & S3
6/19/2014
37
UCAPAN TERIMA KASIH
• Penyaji Orasi juga menyampaikan terima kasih pada Ayah & Ibu (Almarhum), Istri, & seluruh Keluarga Penyaji yang telah banyak memberi dukungan moril & finansial selama ini hingga mencapai jenjang Peneliti Utama / IVE & Tingkat Pendidikan S3 (Ph.D).
• Akhirnya Penyaji mengharapkan agar bahan presentasi orasi Purna Tugas ini dapat memberikan sumbangan ilmiah berharga pada ilmu Bidang Pengolahan Hasil Hutan, khususnya Teknologi Pengolahan Serat.
Thank You Very Much &
High Appreciation for
the Thorough Attention of
the Overall Audiences
6/19/2014
38
6/19/2014
39
6/19/2014
40
6/19/2014
41
1. Dr. Ir. Han Roliadi, MSc
2. Dian Anggraini Indrawan, S.Hut, MM
3. Prof. Riset Dr. Gustan Pari, BSc, MSi
4. Rossi Margareth Tampubolon, S.Si
RPI 21. PENGOLAHAN HASIL HUTAN KAYU
TEKNOLOGI PEMBUATAN PAPAN SERAT
TEKNOLOGI PEMBUATAN PAPAN SERAT TIPE MDF DARI
NIPAH DAN CAMPURANNYA DENGAN SABUT KELAPA
(LAPORAN HASIL PENELITIAN)
Oleh :
PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN KETEKNIKAN KEHUTANAN
DAN PENGOLAHAN HASIL HUTAN
BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN KEHUTANAN
KEMENTERIAN KEHUTANAN
BOGOR, 2012
V. TEKNOLOGI SERAT UNTUK DIKEMBANGKAN B. Penyempurnaan/modifikasi proses aktifitas litbang (Sambungan): -Pengolahan pulp/kertas dgn mendaur ulang seluruh air bekas proses Konsumsi
air untuk proses cukup besar: 200-245 kiloliter H2O/ton produk (pulp) -Pembentukan lembaran kertas pada suasana netral/alkali pembentukan lembaran konvensional, penambahan bahan retensi (alum) dan aditif (filler, sizing, perekat, zat warna) berlangsung pada suasana asam (ph = 4 - 5) asam berakibat degradasi karbohidrat & korosi peralatan pulp/kertas. Suasana netral/alkali (pH = 7 - 9 memerlukan bahan retensi/aditif khusus, a.l. alkyl ketene dimer (AKD), cationic starch (CS), fatty-acid anhydride (FAA), stearato chromic chloride dalam isopropyl alcohol SCC/IA, perfluoro cuprylic acid (PCA), chromium dalam isopropyl alcohol (C/IA), & alkenyl succinic anhydride (ASA). Efek positif suasana netral/alkali: umur pakai alat ↑; retensi aditif ↑; degradasi karbohidrat ↓ kecepatan produksi ↑; menungkinkan penggunaan filler yang tidak tahan asam (a.l. CaCO3)
6/19/2014
42
V. TEKNOLOGI SERAT UNTUK DIKEMBANGKAN B. Penyempurnaan/modifikasi proses aktifitas litbang (Sambungan): -Penerapan teknologi nano pada pembentukan lembaran kertas a.l. penggunaan filler berukuran nano (a.l. bentonite & koloid silika): runnability mesin kertas ↑; retensi aditif ↑; drynability air ↑ & penurunan sifat kekuatan kertas berkurang akibat penggunaan filler -Pemutihan pulp dgn sistim tetutup minimisasi terbentuk limbah AOX; ulang bahan kimia pemutih & pulping; penggunaan air proses; tambahan energi perlu dikembangkan pula untuk jenis-jenis kayu tropis Indonesia -Pembentukan lembaran kertas dengan sistim tertutup secara tradisional mesin kertas beroperasi dengan membuang cairan bekas pembentukan lembaran kertas (white water) manfaat sistim tertutup: mengurangi pemakaian air segar (fresh water); menghemat biaya waste-water treatment; ikut mendaur ulang sisa serat/bahan aditif; & menurunkan tingkat pencemaran -Penggunaan bahan aditif alternatif menggantikan bahan aditif konvensionil bersuasana asam (alum, rosin sizing) manfaat retensi lebih tinggi bahan aditif alternatif, a.l. AKD, FAA, SCC, PCA, C/IA, dan ASA beretensi tinggi pada suasana netral/alkali. Aditif alternatif lain adalah limbah cangkang udang sebagai perekat papan serat tipe insularion board perlu dipertimbangkan dan dikembangkan di Indonesia.
-Pengolahan serat ligno-selulosa boros dalam pemakaian bahan baku,
air, bahan pembantu, & menghasilkan limbah
-Untuk menghasilkan 1 ton pulp (berat kering), diperlukan:
Pengolahan
menjadi
pulp/produk
turunannya
Pasokan
bahan berserat
ligno-selulosa =
2 ton (berat kering =
±4 m3 (kayu)
Bahan pembantu
-Air = 200-300 kiloliter
-Energi listrik = 400-1000 KWH
-Energi panas = 4-8 GJ
Limbah/Pencemaran
-Polusi udara (air pollution)
-Polusi aliran (stream pollution)
-Limbah padat (solid waste)
-Bising suara (noise pollution)
-Di Indonesia Bisa banyak menguras potensi sumber daya alam
-Pemecahan diperlukan, a.l. Introduksi bahan serat alternatif; Modifikasi &
penyempurnaan teknologi yang ada; Dampak negatif minimal (ramah
lingkungan); & Kualitas produk pulp/turunannya tetap terjaga
6/19/2014
43
V. TEKNOLOGI SERAT UNTUK DIKEMBANGKAN
B. Penyempurnaan/modifikasi proses aktifitas litbang (Sambungan):
-Pengolahan pulp dengan teknik extended delignification rapid displacement
heating (RDH) modifikasi pulping kimia sulfat prinsip memanfaatkan:
(1) panas larutan bekas pemasak (black liquor) untuk preheating larutan
pemasak segar (white liquor);
(2) black liquor untuk impregnasi/melunakkan awal serpih kayu (serat ligno-selulosa lain)
(3) mencampurkan black liquor dengan white liquor diharapkan: =penghematan energi/air/bahan kimia bersulfur pencemaran lingkungan ↓ =delignifikasi lebih efektif pulp lebih mudah diputihkan =mimimisasi degradasi karbohidrat rendemen/kekuatan pulp meningkat =peningkatan produktifitas pulp RDH belum banyak diterapkan pada jenis kayu Indonesia -Pemutihan pulp dgn bahan bebas khlor elementer (ECF: Cl2) terbentuk limbah AOX (a.l. polychlorinated dioxin & dibenzofuran) dicurigai penyakit penyebab kanker salah satu ECF = ClO2 proses pemutihan lebih selektif limbah AOX ↓ & degradasi karbohidrat ↓ perlu terus dikembangkan untuk berbagai jenis kayu tropis Indonesia