Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini menganalisis pengaruh komposisi serat dan jenis bahan pengisi (filler) terhadap perilaku drainase pada proses pembuatan kertas serta keterkaitannya dengan karakteristik kertas yang dihasilkan. Komposisi furnish terdiri dari Short Fiber (SF), Long Fiber (LF), dan Bleached Chemi-Thermomechanical Pulp (BCTMP), sedangkan filler yang digunakan adalah Ground Calcium Carbonate (GCC) dan Precipitated Calcium Carbonate (PCC) dengan berbagai komposisi. Penelitian dilakukan karena proses forming dewatering sangat menentukan kestabilan pembentukan lembaran, efisiensi penghilangan air, konsumsi energi pengeringan, serta kualitas akhir kertas yang dihasilkan. Selain itu, penggunaan BCTMP sebagai bahan baku baru di industri kertas PT. XX beberapa kali menyebabkan ketidakstabilan proses dewatering, sehingga diperlukan evaluasi komposisi furnish yang optimum agar proses produksi dapat berjalan lebih stabil dan efisien. Penelitian ini menggunakan pendekatan kombinasi antara data operasional mesin kertas dan pengujian laboratorium menggunakan handsheet. Data operasional diambil pada mesin kertas PT. XX selama periode Agustus 2024 hingga Agustus 2025 untuk grade kertas offset 60 gsm dan 64 gsm. Variabel yang dianalisis meliputi komposisi LF, BCTMP, serta jenis dan rasio filler, sedangkan parameter utama yang diamati adalah waktu drainage (detik/500 mL), forming dewatering, dan karakteristik kertas seperti ketebalan, densitas, kekasaran, kekuatan tarik, internal bond, dan kecerahan. Hasil analisa data proses menunjukkan bahwa peningkatan komposisi LF meningkatkan nilai forming dewatering pada kedua grade kertas. Pada kondisi BCTMP 11% dan filler 22%, setiap kenaikan 1% LF meningkatkan forming dewatering sekitar 0,62 L/s pada 64 gsm dan 0,25 L/s pada 60 gsm. Sebaliknya, peningkatan komposisi BCTMP menunjukkan tren yang berlawanan, di mana setiap kenaikan 1% BCTMP menurunkan forming dewatering sekitar 1,19 L/s pada 64 gsm dan 0,61 L/s pada 60 gsm akibat struktur serat yang lebih kaku, porous, dan memiliki freeness tinggi sehingga permeabilitas jaringan meningkat. Penelitian ini juga menunjukkan adanya hubungan antara headbox drainage dan forming dewatering. Analisa regresi menghasilkan hubungan linear positif dengan persamaan y = 0,7659x ? 1,4113 dan nilai R² sebesar 0,6007. Hasil ini menunjukkan bahwa peningkatan nilai headbox drainage yang mencerminkan resistansi aliran lebih tinggi akan meningkatkan nilai forming dewatering dan menyebabkan pelepasan air berlangsung lebih lambat. Selain itu, nilai forming dewatering juga memiliki hubungan langsung terhadap frekuensi pre dryer break. Nilai forming dewatering yang terlalu rendah menghasilkan web terlalu kering dan meningkatkan risiko crushing, sedangkan nilai terlalu tinggi menyebabkan web terlalu basah dan rentan mengalami sheet break. Rentang optimum forming dewatering berada pada kisaran 17–22,5 karena menghasilkan frekuensi pre dryer break paling rendah dan kestabilan operasi mesin yang lebih baik. Hasil pengujian laboratorium menunjukkan bahwa peningkatan proporsi BCTMP meningkatkan kinerja drainage dan mempercepat pelepasan air pada forming section. Hal ini disebabkan oleh karakteristik serat BCTMP yang lebih kaku, memiliki tingkat fibrilasi lebih rendah, serta membentuk struktur lembaran yang lebih terbuka dan porous dibandingkan LF. Peningkatan komposisi BCTMP menghasilkan lembaran yang lebih bulky, ditunjukkan dengan kenaikan ketebalan dari 141,93 menjadi 149,43 ?m, densitas dari 2,08 menjadi 2,19 g/cm², dan kekasaran dari 575 menjadi 755 mL/min pada kertas 68 gsm. Sebaliknya, peningkatan komposisi LF dari 10% hingga 30% meningkatkan hambatan aliran air sehingga waktu drainage meningkat hingga 20,8 detik/500 mL. LF juga meningkatkan kekuatan tarik dan internal bond karena serat panjang mampu membentuk lebih banyak titik kontak dan ikatan hidrogen antarserat sehingga struktur lembaran menjadi lebih kuat dan kontinu. Jenis filler juga memberikan pengaruh signifikan terhadap perilaku drainage dan karakteristik kertas. PCC menunjukkan kemampuan meningkatkan ketebalan kertas dari 126,50 menjadi 141,10 ?m serta meningkatkan sifat optik berupa brightness dari 85,87% menjadi 87,22%. Hal ini berkaitan dengan morfologi partikel PCC yang lebih seragam dan memiliki brightness intrinsik lebih tinggi dibandingkan GCC, sehingga meningkatkan hamburan cahaya dan reflektivitas lembaran. Sebaliknya, GCC memiliki kandungan partikel halus lebih tinggi sehingga lebih efektif mengisi rongga antarserat dan menghasilkan permukaan kertas yang lebih halus. Interaksi antara komposisi serat dan jenis filler menunjukkan bahwa optimasi furnish tidak hanya menentukan performa dewatering, tetapi juga sangat memengaruhi kualitas akhir produk kertas. Waktu drainage optimum diperoleh pada variasi G3 sebesar 19,54 detik/500 mL dengan komposisi LF 20%, BCTMP 10%, SF 70%, dan PCC 85%. Komposisi tersebut menghasilkan keseimbangan terbaik antara kemampuan pelepasan air, kestabilan forming, dan karakteristik kertas yang dihasilkan. Nilai drainage yang terlalu tinggi menyebabkan lembaran masih terlalu basah sehingga meningkatkan risiko sheet break dan beban pengeringan, sedangkan drainage yang terlalu rendah menyebabkan lembaran terlalu cepat kering dan berpotensi mengalami crushing. Secara keseluruhan, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa optimasi komposisi furnish dapat meningkatkan efisiensi dewatering, menurunkan potensi reject, meningkatkan produktivitas mesin, serta mempertahankan kualitas kertas tanpa memerlukan modifikasi alat maupun penambahan teknologi berbiaya tinggi