Bilingual Tech Mapping for Pulp Paper Guideline - Asosiasi Pulp ...
Bilingual Tech Mapping for Pulp Paper Guideline - Asosiasi Pulp ...
Bilingual Tech Mapping for Pulp Paper Guideline - Asosiasi Pulp ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN<br />
BALAI BESAR PULP DAN KERTAS<br />
Jl. Raya dayeuhkolot No 132, Kotak Pos 1005. Bandung<br />
40258<br />
Telp (022) 5202980 & 5202871; Fax (022) 5202871<br />
PEDOMAN PEMETAAN TEKNOLOGI<br />
DI INDUSTRI PULP DAN KERTAS<br />
DALAM<br />
IMPLEMENTASI KONSERVASI ENERGI DAN<br />
PENGURANGAN EMISI CO2 DI SEKTOR INDUSTRI<br />
(FASE 1)<br />
PUSAT PENGKAJIAN INDUSTRI HIJAU<br />
DAN LINGKUNGAN HIDUP<br />
BADAN PENGKAJIAN KEBIJAKAN, IKLIM<br />
DAN MUTU INDUSTRI (BPKIMI)<br />
2011<br />
i
PEDOMAN PEMETAAN TEKNOLOGI<br />
UNTUK INDUSTRI PULP DAN KERTAS<br />
DALAM<br />
IMPLEMENTASI KONSERVASI ENERGI DAN PENGURANGAN EMISI<br />
CO2 DI SEKTOR INDUSTRI (FASE 1)<br />
PEMBINA<br />
Menteri Perindustrian<br />
M.S Hidayat<br />
PENANGGUNG JAWAB<br />
Arryanto Sagala<br />
TIM PENGARAH<br />
Tri Reni Budiharti<br />
Shinta D. Sirait<br />
TIM PENYUSUN<br />
Ngakan Timur Antara Susi Sugesty<br />
Henggar Hardiani Sri Purwati<br />
Yusup Setiawan Heronimus Judi Tjahyono<br />
Rini S Soetopo Yuniarti Puspita Kencana<br />
Teddy Kardiansyah<br />
TIM EDITOR<br />
Sangapan<br />
Denny Noviansyah<br />
Yuni Herlina Harahap<br />
Juwarso Gading<br />
Patti Rahmi Rahayu<br />
Rangga Maulana<br />
DITERBITKAN OLEH<br />
Balai Besar <strong>Pulp</strong> dan Kertas<br />
Pusat Pengkajian Industri Hijau dan Lingkungan Hidup<br />
Badan Pengkajian Kebijakan Industri dan Mutu Industri<br />
DICETAK OLEH<br />
KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN<br />
ii
PEDOMAN<br />
PEMETAAN TEKNOLOGI DI INDUSTRI PULP DAN KERTAS<br />
DALAM IMPLEMENTASI KONSERVASI ENERGI DAN<br />
PENGURANGAN EMISI CO 2 (Fase 1)<br />
Edisi I. Jakarta : Kementerian Perindustrian,Januari 2011<br />
vi +120 hlm.<br />
Disajikan dalam Bahasa Indonesia dan Bahasa Inggris<br />
Alamat Penerbit:<br />
Kementerian Perindustrian<br />
Jl. Gatot Subroto Kav. 52-53<br />
Jakarta Selatan 12950<br />
ISBN:.............................<br />
iii
KATA PENGANTAR<br />
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang<br />
Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya<br />
sehingga Pedoman Pemetaan Teknologi Di Industri <strong>Pulp</strong> dan<br />
Kertas dalam kerangka Implementasi Konservasi Energi dan<br />
Pengurangan Emisi CO2 di Sektor Industri (PREP-ICCTF<br />
PHASE 1) ini dapat diselesaikan pada waktunya.<br />
Pedoman ini disusun untuk meningkatkan pengetahuan<br />
dalam pelaksanaan konservasi energi dan pengurangan emisi<br />
CO2 di sektor industri yang telah dibahas oleh unsur pemerintah,<br />
tenaga ahli dan praktisi.<br />
Diharapkan Pedoman ini bermanfaat bagi para pihak<br />
yang berkepentingan dalam menerapkan konservasi energi dan<br />
pengurangan emisi CO2 di sektor industri. Akhir kata kami<br />
mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah<br />
membantu dalam penyusunan Pedoman ini.<br />
Jakarta, Januari 2011<br />
Badan Pengkajian Kebijakan,<br />
Iklim dan Mutu Industri<br />
Kepala,<br />
Arryanto Sagala<br />
iv
RINGKASAN EKSEKUTIF<br />
Perkembangan pemanasan global akibat peningkatan<br />
konsentrasi Gas Rumah Kaca (GRK) telah memberi pengaruh<br />
kepada perubahan iklim yang pada akhirnya akan mengubah<br />
pola iklim dunia. Kondisi yang dapat membahayakan kehidupan<br />
dan ekosistem tersebut telah mendorong diselenggarakannya<br />
United National Framework Convention on Climate Change<br />
(UNFCCC) yang kemudian diluncurkan protokol Kyoto pada<br />
Tahun 1997.<br />
Indonesia sebagai negara berkembang ikut berperan<br />
serta meratifikasi protokol Kyoto melalui UU No. 17 Tahun 2004<br />
yang berkomitmen menurunkan emisi CO2 sebesar 26%<br />
dengan pendanaan sendiri dan sebesar 41% melalui bantuan<br />
donor internasional. Atas dasar tersebut diatas Kementerian<br />
Perindustrian bekerjasama dengan Indonesian Climate Change<br />
Trust Fund (ICCTF) menyusun <strong>Guideline</strong>s <strong>Tech</strong>nology Map <strong>for</strong><br />
<strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry.<br />
Dari sumber penghasil emisi GRK di Indonesia, sektor<br />
industri menduduki peringkat ke-4, yang diantaranya industri<br />
pulp dan kertas termasuk industri pengkonsumsi energi tinggi<br />
disamping industri semen, baja, tekstil, petrokimia, makananminuman<br />
serta keramik dan gelas. Perkembangan teknologi<br />
dan peningkatan kapasitas produksi pada industri pulp dan<br />
kertas, dapat memberikan peluang penghematan energi yang<br />
sekaligus dapat mereduksi emisi GRK secara signifikan.<br />
Dalam buku “Pedoman Pemetaan Teknologi untuk<br />
Industri <strong>Pulp</strong> dan Kertas” disampaikan hal-hal sebagai berikut :<br />
- Gambaran umum proses pembuatan pulp dan kertas serta<br />
pengelolaan lingkungan<br />
- Teknologi proses pembuatan pulp yang hemat energi dan<br />
emisi karbon rendah.<br />
v
- Teknologi proses pembuatan kertas yang hemat energi dan<br />
emisi karbon rendah.<br />
- Teknologi proses pengelolaan lingkungan dalam<br />
kaitannya dengan emisi karbon<br />
Gambaran umum tentang teknologi proses pembuatan<br />
pulp menunjukkan bahwa proses kimia memiliki sifat dan<br />
kualitas produk lebih baik dari proses mekanik dan semikimia,<br />
sehingga dapat digunakan untuk bahan baku kertas bermutu<br />
tinggi. Pada industri pulp kebutuhan energi dapat disuplai<br />
sendiri dari pemanfaatan limbah biomasa seperti recovery<br />
boiler dari lindi hitam dan bark boiler dari kulit kayu dan limbah<br />
penebangan kayu. Pada pembuatan kertas menggunakan<br />
energi yang sangat besar dan diperoleh dari power plant yang<br />
biasanya menggunakan bahan bakar fosil. Konsumsi air yang<br />
cukup besar untuk pembentukan lembaran kertas akan<br />
dikeluarkan sebagai limbah cair.<br />
Pengelolaan lingkungan di industri pulp dan kertas<br />
merupakan kegiatan mengolah limbah cair hingga memenuhi<br />
baku mutu lingkungan, dan sekaligus memanfaatkan limbah<br />
padat sebagai energi alternatif serta mengendalikan emisi gas<br />
agar tidak mencemari udara sehingga dapat mengurangi emisi<br />
GRK di atmosfier.<br />
Teknologi pembuatan pulp hemat energi tidak dapat<br />
dipisahkan dengan konsep teknologi ramah lingkungan.<br />
Dengan menerapkan teknologi ramah lingkungan pada<br />
pembuatan pulp dapat diperoleh beberapa manfaat antara lain :<br />
menghemat bahan baku; menghemat air; menghemat energi<br />
sehingga mengurangi beban pencemaran dan sekaligus dapat<br />
menghemat biaya. Penghematan energi di industri pulp dapat<br />
dilakukan dengan konservasi energi pada sistem pemasakan<br />
dan pemutihan pulp. Pada sistem pemasakan pulp dapat<br />
dilakukan melalui modifikasi digester dengan metoda<br />
vi
delignifikasi berlanjut (extended delignification); dan aplikasi<br />
pulping aid dengan menggunakan bahan kimia antraquinone<br />
atau phosphanate. Sedangkan pada sistem pemutihan pulp<br />
dapat dilakukan dengan menambah instalasi sistem<br />
perpindahan panas pada sistem umpan ClO2.<br />
Beberapa aktifitas konservasi energi di unit chemical<br />
recovery dapat dilakukan antara lain dengan cara<br />
meningkatkan perolehan energi panas yang maksimal yang<br />
dihasilkan dari proses pembakaran. Efisiensi pembakaran<br />
dapat ditingkatkan antara lain dengan menambah padatan total<br />
lindi hitam yang masuk tungku boiler, penambahan aliran udara<br />
kuartener pada recovery boiler, penggunaan superkonsentrator<br />
pada evaporator, dan memperbaiki sistem filtrasi CaCO3 dan<br />
refactory brick pada lime kiln.<br />
Penggunaan bahan bakar biomassa pada pabrik pulp<br />
akan menghemat penggunaan batubara. Bahan bakar yang<br />
dikembangkan cukup mudah diperoleh disekitar pabrik, antara<br />
lain cangkang sawit, batok kelapa sawit, serat sawit dan lainlain.<br />
Untuk meningkatkan efisiensi pembakaran digunakan<br />
boiler tipe Fluidized Bed (FBC) dan Circulating Fluidized Bed<br />
Combustion Boilers (CFBC). Konservasi energi pada power<br />
boiler dapat dilakukan dengan beberapa aktivitas diantaranya<br />
menghindari adanya kebocoran dan mengurangi udara ekses.<br />
Penghematan energi pada proses pembuatan kertas<br />
dapat dilakukan pada setiap tahap proses. Unit stock<br />
preparation paling banyak mengkonsumsi energi,<br />
penghematan yang dapat dilakukan adalah dengan<br />
meningkatkan daya giling menggunakan aditif diantaranya<br />
CMC. Penggunaan enzim dapat menunjukkan penghematan<br />
energi hingga 40 %. Penghematan energi pada mesin kertas<br />
Fourdrinier dapat dilakukan dengan cara optimasi sistem<br />
vakum. Dengan penerapan teknologi Gap Former pada mesin<br />
Fourdrinier dapat meningkatkan kapasitas produksi sekitar 30<br />
vii
% sehingga dapat menghemat energi sekitar 40 kWh/ton<br />
kertas. Penghematan energi pada bagian pengeringan kertas<br />
dapat dilakukan dengan cara penurunan penggunaan udara<br />
pada dryer jika menerapkan sistem hood tertutup dan<br />
mengoptimalkan sistem heat recovery. Selain itu dapat<br />
digunakan rekompresi mekanis untuk pemakaian ulang<br />
superheated steam ke dalam dryer, sehingga dapat<br />
menghemat energi sebesar 50 %.<br />
Sejalan dengan perkembangan peningkatan efisiensi<br />
diproses produksi melalui penghematan energi seperti yang<br />
diuraikan di atas, maka akan dapat mengurangi jumlah limbah<br />
yang dihasilkan. Namun konsekwensinya akan merubah<br />
karakteristik air limbah menjadi lebih pekat dengan<br />
meningkatnya kadar organik terlarut. Karakteristik limbah cair<br />
tersebut akan lebih efektif diolah dengan proses biologi<br />
anaerobik. Dengan cara proses biologi anaerobik dapat<br />
menghemat energi, bahkan dapat memanfaatkan biogas yang<br />
dihasilkan sebagai sumber energi alternatif yang sekaligus<br />
mengurangi emisi GRK.<br />
Limbah padat yang dihasilkan dari industri pulp dan<br />
kertas lebih didominasi oleh limbah organik yang umumnya<br />
berasal dari bahan baku serat. Terdapat beberapa cara<br />
pengelolaan limbah padat yang pada umumnya dilakukan<br />
berdasarkan pada karakteristik dan potensinya yang meliputi<br />
pengelolaan dengan sistem landfill; insinerasi; pengomposan<br />
dan digestasi anaerobik. Masing-masing dari kegiatan<br />
pengelolaan limbah padat tersebut berpotensi menghasilkan<br />
energi yang bila dimanfaatkan dapat mengurangi emisi GRK.<br />
Pengelolaan emisi gas dari industri pulp dan kertas<br />
dilakukan untuk mengendalikan partikulat dan pencemar gas.<br />
Sumber emisi terbesar dapat berasal dari digester, CRP dan<br />
power plant. Pemilihan teknologi pengelolaan gas dilakukan<br />
berdasarkan jumlah dan jenis pencemar dan ada tidaknya<br />
viii
potensi untuk dimanfaatkan. Atas dasar hal tersebut dapat<br />
dipilih beberapa peralatan yaitu teknologi pengendalian<br />
partikulat yaitu siklon, saringan kain, electrostatic precpitator<br />
(ESP). Sedangkan teknologi untuk pengendalian gas antara<br />
lain menggunakan scrubber, absorber, alat pengendali gas SOx<br />
dan NOx dan juga melakukan pengendalian terhadap gas yang<br />
tidak terkondensasi.<br />
Akhir kata buku pedoman pemetaan teknologi di industri<br />
pulp dan kertas ini dapat menjadi petunjuk dan berguna bagi<br />
semua pihak yang berkepentingan.<br />
ix
DAFTAR ISI<br />
KATA PENGANTAR …………………………………. iv<br />
RINGKASAN EKSEKUTIF ………………………….. v<br />
DAFTAR ISI ……………………….………………….. x<br />
DAFTAR LAMPIRAN ………………………………… xii<br />
DAFTAR GAMBAR …………………….…………….. xiii<br />
DAFTAR TABEL ……………………………………… xiv<br />
BAB I PENDAHULUAN ……………………………..<br />
1.1. Isu Lingkungan Terkait dengan Perubahan<br />
1<br />
Iklim ……………………………………………. 1<br />
1.2. Kontribusi Emisi GRK di Indonesia ………… 4<br />
1.3. Kondisi Industri <strong>Pulp</strong> dan Kertas …………… 7<br />
BAB II GAMBARAN UMUM TENTANG INDUSTRI<br />
PULP DAN KERTAS ………………………… 13<br />
2.1. Teknologi Proses Pembuatan <strong>Pulp</strong> ………… 13<br />
2.2. Teknologi Proses Pembuatan Kertas ……… 24<br />
2.3. Teknologi Pengelolaan Lingkungan ……….. 27<br />
2.3.1. Pengelolaan Limbah Cair …………………… 28<br />
2.3.2. Pengelolaan limab Padat …………………… 29<br />
2.3.3. Pengelolaan Limbah Gas …………………… 31<br />
BAB III TEKNOLOGI PROSES PULPING HEMAT<br />
ENERGI DAN KARBON RENDAH …………<br />
3.1. Konservasi energi pada penanganan bahan<br />
baku kayu, penyerpihan, penyaringan serpih<br />
32<br />
kayu …………………………………………….<br />
3.2. Modifikasi teknologi delignifikasi berlanjut<br />
(extended delignification) pada sistem<br />
33<br />
pemasakan (cooking) ……………………...…<br />
3.2.1. RDH (Rapid Displacement Heating) dan<br />
36<br />
Superbatch ……………………………………. 38<br />
3.2.2. ITC (Isothermal Cooking) …………………… 40<br />
3.2.3. Black liquor impregnation ……………………<br />
3.3. Aplikasi teknologi washing menggunakan<br />
metoda displacement baik pada brownstock<br />
43<br />
maupun bleaching …………………………….<br />
x<br />
45
3.4. Optimasi kinerja Chemical Recovery<br />
(recovery boiler, evaporator, recovery boiler,<br />
lime kiln) ……………………………………….<br />
3.5. Optimasi kinerja Power Boiler bahan bakar<br />
biomassa dan batubara………………………<br />
BAB IV TEKNOLOGI PROSES PEMBUATAN<br />
KERTAS HEMAT ENERGI DAN KARBON<br />
RENDAH ……………………………………… 55<br />
4.1. Teknologi Proses Pembuatan Kertas ……… 55<br />
4.1.1. Stock Prep : Bagian Penggilingan (Refining)<br />
…………………………………………………..<br />
4.1.2. Mesin Kertas : Bagian Pembentukan dan<br />
55<br />
Pengepresan ……………………………….... 56<br />
4.1.3. Mesin Kertas : Bagian Pengeringan …..…...<br />
4.2. Penghematan Energi dan Sumber Emisi<br />
57<br />
Karbon Di Industri Kertas ……………..…….<br />
4.3. Gambaran Investasi Untuk Beberapa<br />
60<br />
Proses Baru ………………………………….. 64<br />
BAB V PENGELOLAAN LINGKUNGAN PADA<br />
INDUSTRI PULP DAN KERTAS ……………<br />
5.1. Pengelolaan Limbah Cair …………………… 67<br />
5.1.1. Teknologi Proses Pengolahan …………….. 67<br />
5.1.1.1. Proses Fisika – Kimia ……………………….. 67<br />
5.1.1.2. Proses Biologi ………………………………. 67<br />
5.1.1.2.a. Sistem Aerobic ……………………………..... 68<br />
5.1.1.2.b. Sistem Anaerobik ……………………………. 69<br />
5.1.1.2.b.i. Sistem Anaerobik Filter ………………….... 70<br />
5.1.1.2.b.ii. Upflow Anaerobic Sludge Blanked (UASB)...<br />
5.1.2. Pengembangan Teknologi Anaerobik dan<br />
70<br />
Penerapannya ………………………………..<br />
5.2. Pengelolaan Limbah Padat ………………… 72<br />
5.2.1. Landfill …………………………………………<br />
5.2.1.1. Pengembangan Teknologi Landfill dan<br />
75<br />
Penerapannya ……………………………….. 77<br />
5.2.2. Insinerasi …………………………………….. 79<br />
5.2.2.1. Pengembangan Teknologi Insinerasi dan<br />
Penerapannya ………………………………..<br />
xi<br />
46<br />
50<br />
66<br />
72<br />
79
5.2.2.1.a. Rotary Kiln Incinerator. ………………………. 80<br />
5.2.2.1.b. Fludized Bed Incinerator …………………….. 80<br />
5.2.3. Pengomposan ……………………………….. 83<br />
5.2.3.1. Pengembangan Teknologi Pengomposan<br />
dan Penerapannya …………………………..<br />
5.2.3.1.a. Proses pengomposan sistem terbuka …….. 85<br />
5.2.3.1.b. Proses pengomposon sistem tertutup …….. 86<br />
5.2.4. Proses Digestasi Anaerobik ………………… 86<br />
5.2.4.1. Teknologi Digestasi Anaerobik …………….. 88<br />
5.2.4.1.a. Digestasi Satu Tahap Sistem Basah ………. 88<br />
5.2.4.1.b. Digestasi Dua Tahap ………………………... 90<br />
5.3. Pengelolaan Emisi Gas …………………….. 92<br />
5.3.1. Sumber Dan Karakteristik …………………..<br />
5.3.2. Teknologi Pengelolaan Emisi Partikulat dan<br />
92<br />
Gas ………………………………..……………<br />
5.3.2.1. Pemisahan Partikulat ………………………. 94<br />
5.3.2.2. Pemisahan Pencemar Gas ………………… 100<br />
5.3.2.3. Emisi Gas yang tidak Terkondensasi ……… 108<br />
BAB VI PENUTUP …………………………………… 110<br />
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………… 113<br />
DAFTAR LAMPIRAN<br />
LAMPIRAN 1 ……………………………………………. 118<br />
LAMPIRAN 2 ……………………………………………. 124<br />
LAMPIRAN 3 ……………………………………………. 126<br />
xii<br />
85<br />
94
DAFTAR GAMBAR<br />
Gambar 1.1. Prediksi Emisi GRK di Indonesia …………. 6<br />
Gambar 2.1. Diagram Proses Pabrik <strong>Pulp</strong> Kraft (IPPC,<br />
2001) ………………………………………….. 16<br />
Gambar 2.2. Distribusi Energi pada Proses Pembuatan<br />
<strong>Pulp</strong> …………………………………………… 22<br />
Gambar 2.3. Proses Pembuatan Kertas …………………. 24<br />
Gambar 2.4. Proporsi Pemisahan Air dan Konsumsi<br />
Energi …………………………………………. 25<br />
Gambar 2.5. Distribusi Konsumsi Energi di Pabrik Kertas 26<br />
Gambar 2.6. Proporsi Konsumsi Energi di Industri Kertas 26<br />
Gambar 3.1. Mekanisme kerusakan serpih ……………… 35<br />
Gambar 3.2. Dimensi tumpukan serpih yang optimal …... 36<br />
Gambar 3.3. Siklus proses displacement batch cooking... 37<br />
Gambar 3.4. Ringkasan berbagai siklus proses<br />
displacement batch cooking ………………... 38<br />
Gambar 3.5 Sistem peralatan RDH/Superbatch ………... 39<br />
Gambar 3.6 Digester kontinyu dengan sistem<br />
pemasakan ITC ……………………………… 42<br />
Gambar 3.7 Black liquor impregnation ………………….. 43<br />
Gambar 3.8 Wash master dan twin roll press …………... 46<br />
Gambar 3.9 Penambahan 1 unit superkonsentrator …… 47<br />
Gambar 3.10 Penambahan aliran udara kuaterner ……… 47<br />
Gambar 3.11 FBC dan CFBC ……………………………… 51<br />
Gambar 4.1 Teknologi Pengepresan Terkini (Shoe<br />
Press) …………………………………………. 56<br />
Gambar 4.2 Perbandingan Kinerja Pengepresan ………. 57<br />
Gambar 4.3 Sistem Pengeringan Conde belt……………. 59<br />
Gambar 4.4 Air-Impingement Drying …………………….. 59<br />
Gambar 5.1 Fase-Fase Pada Tahapan Proses<br />
Anaerobik ……………………………………. 76<br />
Gambar 5.2 Landfill dengan Sistem Pengumpulan Gas<br />
Metan dan Pemanfaatan Energinya.<br />
( US.EPA, 2008) …………………………….. 77<br />
Gambar 5.3 Rotary Kiln Incinerator ………………………. 80<br />
xiii
Gambar 5.4 Fludized Bed Incinerator ……………………. 81<br />
Gambar 5.5 Proses Pengomposan dan Emisi Gas yang<br />
Dihasilkan …………………………………….. 84<br />
Gambar 5.6 Tahapan Proses Digestasi Anaerobik …….. 87<br />
Gambar 5.7. Digestasi Anaerobik Satu Tahap Sistem<br />
Basah …………………………………………. 89<br />
Gambar 5.8 Digestasi Anaerobik Satu Tahap Sistem<br />
Kering …………………………………………. 90<br />
Gambar 5.9 Diagram Alir Digestasi Anaerobik 2 Tahap .. 91<br />
Gambar 5.10 (A). Cyclone dan Multiple Cyclone; ………... 96<br />
Gambar 5.11 Saringan Kain (Fabric Filter) ……………….. 97<br />
Gambar 5.12 Electrostatic Precipitator (ESP) ……………. 98<br />
Gambar 5.13 (A).Venturi scrubber, (B). Cyclone Scrubber 99<br />
Gambar 5.14 Packed tower scrubber ……………………... 101<br />
Gambar 5.15 Beberapa Jenis Absober …………………… 102<br />
DAFTAR TABEL<br />
Tabel 1.1 Emisi GRK Nasional-Indonesia ………………… 5<br />
Tabel 1.2 Target Reduksi Emisi CO2 Disemua Sektor … 7<br />
Tabel 1.3 Konsumsi Steam dan Listrik Pada Industri <strong>Pulp</strong><br />
Dan Kertas Di Indonesia ………………………... 8<br />
Tabel 1.4 Konsumsi Steam dan Listrik di Beberapa<br />
Negara ……………………………………………. 9<br />
Tabel 1.5 Konsumsi Energi Spesifik Industri Berat …….. 10<br />
Tabel 1.6 Peluang Penghemaan Energi …………………. 11<br />
Tabel 1.7 Besaran Emisi Karbon dari Industri <strong>Pulp</strong> dan<br />
Kertas …………………………………………….. 11<br />
Tabel 1.8 Rincian Besaran Emisi Karbon dari Industri<br />
Kertas ……………………………………………... 12<br />
Tabel 2.1 Klasifikasi Umum Proses Pembuatan <strong>Pulp</strong> …… 14<br />
Tabel 2.2 Ringkasan Hasil Pembuatan <strong>Pulp</strong> Secara<br />
Umum …………………………………………….. 15<br />
Tabel 2.3 Konsumsi Energi pada Pabrik <strong>Pulp</strong> ……………<br />
xiv<br />
23
Tabel 3.1 Konservasi energi pada penanganan bahan<br />
baku kayu, penyerpihan, penyaringan serpih<br />
kayu ………………………………………………..<br />
Tabel 3.2 Konservasi energi pada sistem pemasakan<br />
(cooking) dan pemutihan (bleaching) ………….<br />
Tabel 3.3 Konservasi energi pada sistem pencucian pulp 46<br />
Tabel 3.4. Konservasi energi pada sistem Chemical<br />
Recovery (Evaporator, Recovery Boiler, Lime<br />
kiln) ………………………………………………... 48<br />
Tabel 3.5 Konservasi energi pada sistem Power Boiler<br />
(bahan bakar biomassa atau batubara) ………. 52<br />
Tabel 4.1 Perbandingan Kinerja Teknologi Baru<br />
Pengeringan ……………………………………… 60<br />
Tabel 4.2 Peluang Penghematan Energi di Industri<br />
Kertas ……………………………………………..<br />
Tabel 4.3 Intensitas Energi Terbaik Dunia 2009 ………… 63<br />
Tabel 4.4 Sumber Emisi Karbon pada Pabrik Kertas …… 64<br />
Tabel 4.5 Gambaran Investasi Untuk Penghematan<br />
Energi ……………………………………………... 65<br />
Tabel 5.1 Sumber dan Jenis Limbah Padat Industri <strong>Pulp</strong><br />
dan Kertas ……………………………………. 73<br />
Tabel 5.2 Keunggulan dan Kelemahan dari Teknologi<br />
Pengelolaan Limbah Padat …………………….. 74<br />
Tabel 5.3 Beberapa Faktor yang Berperan dalam Proses<br />
Pengomposan …………………………………… 84<br />
Tabel 5.4. Sumber dan Karakteristik Emisi Gas dan<br />
Partikulat ………………………………………<br />
Tabel 5.5. Klasifikasi Teknologi Pemisah Partikulat ……. 95<br />
Tabel 5.6. FGD Tipe Basah dan Tipe Kering ……………. 103<br />
Tabel 5.7. Metode Pengendalian NOx …………………….<br />
Tabel 5.8. Kisaran konsentrasi mudah meledak dari gas<br />
107<br />
sulfur ………………………………………….. 108<br />
xv<br />
34<br />
44<br />
62<br />
92
BAB I<br />
PENDAHULUAN<br />
1.1 Isu Lingkungan Terkait dengan Perubahan Iklim<br />
Peningkatan konsentrasi Gas Rumah Kaca (GRK)<br />
CO2, CH4, N2O, SF6, HFC dan PFC menyebabkan<br />
meningkatnya radiasi panas (gelombang panjang) yang<br />
terperangkap di atmosfer merupakan akibat dari aktivitas<br />
manusia. Hal tersebut adalah fenomena pemanasan global<br />
yang mengakibatkan perubahan Iklim. Beberapa<br />
perubahan iklim yang terjadi antara lain naiknya suhu<br />
permukaan bumi, meningkatnya penguapan di udara,<br />
berubahnya pola curah hujan dan tekanan udara yang<br />
pada akhirnya akan mengubah pola iklim dunia.<br />
Emisi gas CO2 yang mempunyai sifat menyerap<br />
panas sinar matahari merupakan salah satu gas penyebab<br />
pemanasan global, karena. Namun juga sangat dibutuhkan<br />
oleh bumi sepanjang konsentrasinya tidak berlebihan.<br />
Setiap tahun bumi melepas 8 milyar ton CO2 yang berasal<br />
dari manusia dan binatang, fosil dan gas alam (6,5 milyar<br />
ton) dan dari kayu bakar 1,5 milyar ton. Manusia merusak<br />
keseimbangan tersebut, melalui pembakaran minyak,<br />
batubara, gas alam dan pembabatan hutan secara<br />
berlebihan, sehingga meningkatkan jumlah CO2 di bumi,<br />
baik di atmosfir maupun di laut.<br />
Perkembangan pemanasan global akibat emisi CO2,<br />
meningkat sampai sekitar 30% sejak tahun 1970-an.<br />
Selama 142 tahun antara 1860-2002 suhu bumi naik<br />
sebesar 1 o C dan dalam 35 tahun antara 1935-1970 suhu<br />
Halaman 1 dari 131
umi naik 0,5 o C, angka ini akan naik lagi menjadi paling<br />
sedikit 2-4 o C pada tahun 2100 (IPCC-2007). Sumbangan<br />
terbesar pada terjadinya pemanasan global tersebut<br />
adalah CO2 sebesar 61%, diikuti oleh CH4 sebesar 15%,<br />
CFC sebesar 12%, dan N2O sebesar 4%, serta sumber<br />
lainnya sebesar 8% (Callan, 2000).<br />
Konvensi Perubahan Iklim atau UNFCCC (United<br />
Nations Framework Convention on Climate Change)<br />
adalah sebuah kesepakatan dengan tujuan menstabilkan<br />
konsentrasi GRK di atmosfir agar tidak membahayakan<br />
kehidupan dan ekosistem serta menjamin pembangunan<br />
berkelanjutan.<br />
Protokol Kyoto yang lahir tahun 1997 pada Periode<br />
Komitmen I (2008-2012) menyebutkan bahwa negaranegara<br />
maju diwajibkan melakukan upaya untuk menekan<br />
laju peningkatan emisi GRK di dalam negerinya, namun hal<br />
ini tidak berlaku bagi negara-negara berkembang. Secara<br />
hukum, Protokol Kyoto mewajibkan agar pada tahun 2008-<br />
2012 negara-negara maju menurunkan emisi GRK-nya<br />
rata-rata sebesar 5,2% dari total emisi dunia pada tahun<br />
1990 serta membantu negara berkembang dalam hal<br />
teknologi transfer. Pada konvensi ini dikenal adanya prinsip<br />
“common but differentiated responsibilities”, dimana setiap<br />
negara memiliki tanggung jawab yang sama namun<br />
dengan peran yang berbeda. Berdasarkan prinsip tersebut,<br />
maka disepakati pula bahwa negara maju akan memimpin<br />
upaya dalam mengatasi dampak perubahan iklim.<br />
Walaupun Indonesia tidak memiliki kewajiban, namun<br />
secara sukarela Indonesia meratifikasi Konvensi UNFCCC<br />
melalui Undang-Undang No.6 Tahun 1994 dan<br />
berkomitmen untuk berpartisipasi di dalam program<br />
mitigasi dan adaptasi perubahan iklim yang telah dimulai<br />
sejak tahun 1990. Komitmen tersebut semakin menguat<br />
Halaman 2 dari 131
dengan diratifikasinya Protokol Kyoto melalui undangundang<br />
Nomor 17 Tahun 2004 tentang Pengesahan<br />
Protokol Kyoto Atas Konvensi Kerangka Kerja PBB tentang<br />
Perubahan Iklim. Hal tersebut diperkuat dengan<br />
pernyataan Presiden RI di Kopenhagen pada tahun 2009.<br />
Kemudian dengan mengacu pada Kyoto Protocol 1997 dan<br />
Bali Road Map, Indonesia membuat Rencana Aksi<br />
Nasional (RAN) yang menetapkan komitmen untuk<br />
menurunkan emisi CO2 sebesar 26% dengan pendanaan<br />
sendiri (BaU, bussiness as usual) dan sebesar 41%<br />
dengan bantuan donor internasional. Komitmen tersebut<br />
disampaikan oleh Presiden pada pertemuan G20 di<br />
Pittsburg, USA (November 2009) dan COP-15 (Desember<br />
2009). Dalam RAN tersebut dinyatakan agar sektor<br />
industri dapat menurunkan emisi GRK sebesar 0,001 Giga<br />
ton setara CO2 bila pendanaan sendiri atau 0,005 Giga ton<br />
setara CO2 dengan bantuan donor luar negeri, pada tahun<br />
2020.<br />
Sektor industri merupakan penyumbang GRK<br />
terbesar setelah sektor kehutanan, dan sektor transportasi.<br />
Di sektor industri ada 3 sumber emisi GRK yaitu kegiatan<br />
untuk memenuhi kebutuhan energi sekitar 40% dan<br />
sisanya dari kegiatan proses produksi dan pengelolaan<br />
limbah. Terkait dengan penggunaan energi, pemerintah<br />
Indonesia telah mengeluarkan Peraturan Pemerintah No.<br />
70 tahun 2009 tentang konservasi energi yang<br />
mengharuskan penghematan energi diatas 6000 TOE (ton<br />
setara minyak) per tahun, pada industri yang tergolong<br />
mengkonsumsi energi tinggi. Beberapa industri yang<br />
tergolong menggunakan energi diatas 6000 TOE dan<br />
industri yang menyerap 80% dari total energi sektor energi<br />
antara lain industri semen, industri baja, industri pulp dan<br />
Halaman 3 dari 131
kertas, industri tekstil, indusri keramik, industri pupuk<br />
industri petrokimia, industri makanan-minuman tertentu.<br />
Dalam rangka implementasi PP No 70 tahun 2009,<br />
Kementerian Perindustrian melakukan kerjasama dengan<br />
ICCTF untuk tahun 2010-2011. Salah satunya adalah<br />
program penyusunan <strong>Guideline</strong>s <strong>Tech</strong>nology Map <strong>for</strong> <strong>Pulp</strong><br />
and <strong>Paper</strong> Industry. Pedoman ini diharapkan dapat<br />
membantu pihak industri dalam melakukan kegiatan<br />
konservasi energi dan pengurangan emisi gas CO2, serta<br />
dapat digunakan oleh pemerintah dan pihak terkait sebagai<br />
acuan dalam kegiatan konservasi energi di Industri <strong>Pulp</strong><br />
dan Kertas. Di dalam pedoman ini dijelaskan secara rinci<br />
mengenai gambaran umum tentang Industri <strong>Pulp</strong> dan<br />
Kertas meliputi teknologi proses hemat energi dan karbon<br />
rendah serta pengelolaan lingkungan. Pedoman ini disusun<br />
untuk mendukung terwujudnya industri pulp dan kertas<br />
yang berdaya saing tinggi dan berwawasan lingkungan.<br />
1.2 Kontribusi Emisi GRK di Indonesia<br />
Di Indonesia, sumber penghasil emisi GRK<br />
diklasifikasikan dalam beberapa kegiatan yaitu dari sektor<br />
kehutanan dan tata guna lahan, sektor energi, sektor<br />
industri, sektor pertanian dan sampah perkotaan.<br />
pertanianyang memberi kontribusi emisi GRK. Data pada<br />
Tabel 1 menunjukkan bahwa penghasil emisi GRK terbesar<br />
dihasilkan dari sektor kehutanan dan tata guna lahan<br />
mencapai 46%, sedangkan dari sektor industri menduduki<br />
pada peringkat ke 4 sebesar 2,42% ( Tabel 1.1).<br />
Halaman 4 dari 131
Tabel 1.1 Emisi GRK Nasional-Indonesia<br />
Sumber<br />
CO2<br />
(Gg)<br />
CH4<br />
(Gg)<br />
N2O<br />
(Gg)<br />
CO2eq<br />
(Gg)<br />
%<br />
Energi 305.983 1.221 6 333.540 23,56<br />
Industri 31.938 104 0 34.197 2,42<br />
Pertanian<br />
Perubahan<br />
2.178 2.419 72 75.419 5,33<br />
Tata Guna<br />
Lahan dan<br />
Kehutanan<br />
Pembakaran<br />
649.173 3 0 649.254 45,85<br />
Lahan<br />
Gambut<br />
172.000 - - 172.000 12,15<br />
Limbah 1.662 7.020 8,05 151.578 10,69<br />
Total 1.415.988 100<br />
Sumber: KLH - The Indonesian Second National<br />
Communication,2009<br />
Sejalan dengan aktivitas kegiatan-kegiatan tersebut di atas<br />
yang selalu mengalami peningkatan dari tahun ke tahun,<br />
maka emisi GRK yang dihasilkan juga akan mengalami<br />
pula peningkatan. Prediksi peningkatan emisi GRK<br />
tersebut dari tahun 2000 hingga 2020 dapat dilihat pada<br />
Gambar 1.1.<br />
Halaman 5 dari 131
Gambar 1.1 Prediksi Emisi GRK di Indonesia<br />
( Sumber : BAPENAS)<br />
Atas dasar prediksi tersebut di atas, maka<br />
pemerintah membuat kebijakan Energi Nasional dalam<br />
rangka menekan peningkatan emisi GRK. Untuk<br />
merealisasikan RAN dalam mencapai target penurunkan<br />
emisi CO2 sebesar 26%, pemerintah telah mengeluarkan<br />
Perpres No. 5 tahun 2006 dengan ketetapan sebagai<br />
berikut :<br />
• Pangsa minyak bumi turun dibawah 20% (th 2005:<br />
54,78% )<br />
• Pangsa gas naik diatas 30% ( th 2005: 22.24 % )<br />
• Pangsa Batubara naik diatas 33 % ( th 2005 ; 16,77 % )<br />
• Pangsa energi terbarukan naik 17% ( th 2005: 6,20 % )<br />
• Elastisitas energi < 1 ( elastisitas kita 1,84 )<br />
• Intensitas energi turun rata-rata 1% per tahun<br />
Halaman 6 dari 131
Tabel 1.2 Target Reduksi Emisi CO2 Disemua Sektor<br />
Sektor<br />
kegiatan<br />
Emisi CO2<br />
tahun 2020<br />
(tanpa reduksi)<br />
Emisi CO2 pada tahun<br />
2020 (dengan target<br />
reduksi 26%<br />
26%<br />
+15%<br />
(total 41%)<br />
Lahan Gambut 1.09 0.28 0.057<br />
Limbah 0.25 0.048 0.030<br />
Kehutanan 0.49 0.392 0.310<br />
Pertanian 0.06 0.008 0.003<br />
Industri 0.06 0.001 0.004<br />
Perhubungan - 0.008 0.008<br />
Energi 1.00 0.030 0.010<br />
Total 2.95 0.767 0.422<br />
Bila membandingkan nilai prediksi emisi GRK tahun<br />
2020 dari masing-masing kegiatan, dengan melaksanakan<br />
kebijakan energi nasional dan tanpa melaksanakan<br />
kebijakan, maka akan terlihat perbedaan nilai emisi CO2<br />
dari usaha mandiri maupun yang mendapat tambahan<br />
bantuan dari luar negeri seperti terlihat pada Tabel 1.2.<br />
1.3 Kondisi Industri <strong>Pulp</strong> dan Kertas<br />
Sesuai dengan letak geografis Indonesia, yang<br />
memiliki areal hutan yang luas sebagai sumber bahan baku<br />
kayu, maka Indonesia mempunyai keunggulan komparatif<br />
dalam pengembangan industri pengolahan kayu,<br />
khususnya industri pulp dan kertas. Menurut Directori APKI<br />
Halaman 7 dari 131
tahun 2009, perusahaan industri pulp dan kertas di<br />
Indonesia berjumlah 81 yang terdiri dari 3 industri pulp dan<br />
kerts terpadu, 2 industri pulp, dan 76 industri kertas.<br />
Gambaran Penyebaran Industri <strong>Pulp</strong> dan Kertas di<br />
Indonesia berdasarkan jenis produk dan pemakaian energi<br />
dapat di lihat pada Lampiran 1.<br />
Penyebaran industri pulp dan kertas di wilayah Jawa<br />
sekitar 57,96% (6.607.200 Ton/tahun), sedangkan di<br />
wilayah Sumatera sekitar 37,43% (4.266.000 Ton/tahun)<br />
dan wilayah Kalimatan hanya 4,61% (52.500 Ton/tahun).<br />
Di Indonesia, konsumsi kertas per capita sangat rendah<br />
yaitu 14 kg/kapita pada tahun 1995 meningkat menjadi 25<br />
kg/kapita pada tahun 2007. Konsumsi kertas tersebut<br />
sangat rendah dibandingkan dengan negara-negara di<br />
Eropa seperti Belgia yang mencapai 375 kg/kapita,<br />
Finlandia 369 kg/kapita dan Jerman 254 kg/kapita (tahun<br />
2007), sedangkan negara-negara non Eropa seperti USA<br />
dapat mencapai 288 kg/kapita , Jepang 246 kg/kapita,<br />
China 55 kg/kapita ( tahun 2007). Data –data konsumsi<br />
dibeberapa negara lain dapat dilihat pada Lampiran 2.<br />
Konsumsi energi untuk produksi kertas di Indonesia,<br />
dikelompokkan berdasarkan jenis produk kertas dapat<br />
dilihat pada Tabel 1.3.<br />
Tabel 1.3 Konsumsi Steam dan Listrik Pada Industri <strong>Pulp</strong> Dan<br />
Kertas Di Indonesia<br />
No Jenis Produk Kertas<br />
Konsumsi Panas<br />
(Heat) kWh/ton<br />
Konsumsi Listrik<br />
kWh/ton<br />
1 Koran 4,4 939,11<br />
2 Sigaret 4,1 1750<br />
3 Karton (Liner & medium) 2,44 420<br />
4 <strong>Pulp</strong> kraft 2,2 468<br />
5 Cetak-Tulis 1,65 600<br />
Sumber : Hasil Survey BBPK-2010<br />
Halaman 8 dari 131
Berdasarkan survai ke beberapa industri, data<br />
menunjukkan bahwa kebutuhan steam terbesar terdapat<br />
pada industri yang memproduksi kertas khusus dan pulp<br />
kraft dan konsumsi terendah terdapat pada industri cetaktulis.<br />
Sebagai pembanding, konsumsi energi di negara lain<br />
dapat dilihat pada Tabel 1.4 yang menjelaskan konsumsi<br />
listrik dan steam untuk berbagai jenis kertas.<br />
Tabel 1.4 Konsumsi Steam dan Listrik di Beberapa Negara.<br />
No Jenis Produk Kertas<br />
Konsumsi Panas<br />
(Heat)<br />
kWh/ton<br />
Konsumsi<br />
Listrik<br />
kWh/ton<br />
1 Tissue 1900 - 2800 800 - 2000<br />
2 Khusus/spesial 1600 - 4500 600 - 3000<br />
3<br />
Karton<br />
(dengan deinking)<br />
1000 - 2700 400 - 700<br />
4 <strong>Pulp</strong> kraft 3800 - 5100 700 - 800<br />
5 Cetak-Tulis 1000 - 1600 1200 - 1400<br />
Sumber :IPCC, 2010<br />
Secara keseluruhan industri pulp dan kertas<br />
mengkonsumsi energi yang cukup besar, namun<br />
dengan perkembangan teknologi untuk melakukan<br />
penghematan, konsumsi energi tersebut masih dapat<br />
dilakukan penghematan. Industri kertas adalah<br />
industri yang padat modal. Investasi yang dibutuhkan<br />
untuk membangun pabrik pulp dengan kapasitas 1<br />
juta ton per tahun adalah 1,2 milyar USD (APKI,<br />
2010). Salah satu penyebab tingginya investasi<br />
tersebut adalah karena industri pulp dan kertas<br />
banyak mengkonsumsi energi. Tabel 1.5 berikut<br />
memperlihatkan besaran konsumsi energi industri<br />
Halaman 9 dari 131
pulp dan kertas dibandingkan dengan industri berat<br />
lainnya.<br />
Tabel 1.5 Konsumsi Energi Spesifik Industri Berat<br />
Industri<br />
Konsumsi Energi Spesifik<br />
( Gj / Ton )<br />
Baja 2,80 – 37,10<br />
Aluminium 11,95 – 85,19<br />
Tekstil 3,20 – 32,40<br />
Semen 2,20 – 7,90<br />
<strong>Pulp</strong> dan Kertas<br />
Sumber : (Ray, 2008)<br />
10,70 – 34,30<br />
Pada Tabel 1.5, nampak jelas bahwa konsumsi<br />
energi spesifik industri pulp dan kertas cukup tinggi, setara<br />
dengan industri baja dan kisaran konsumsi energi<br />
terendahnya mendekati industri aluminium yang keduanya<br />
merupakan industri berat. Dengan konsumsi energi yang<br />
begitu tinggi, dan sumber energi utamanya bahan bakar<br />
fosil, maka jelas emisi karbon tidak bisa dihindari. Tetapi<br />
upaya maksimal dapat dilakukan adalah memperbaiki<br />
efisiensi proses dan penghematan energi (Miner, 2007).<br />
Peluang penghematan energi yang dapat dilakukan<br />
dibandingkan dengan industri-industri yang lain dapat<br />
dilihat pada Tabel 1.6. Besaran emisi karbon dari industri<br />
pulp dan kertas serta prediksi reduksinya hingga tahun<br />
2030, relatif terhadap industri berat lainnya dapat dilihat<br />
pada Tabel 1.7, serta rincian emisi karbon, baik yang<br />
langsung maupun tidak langsung yang dapat dilihat pada<br />
Tabel 1.8.<br />
Halaman 10 dari 131
Tabel 1.6 Peluang Penghemaan Energi<br />
No Industri Penghematan Energi<br />
1 Industri Tekstil 20 – 35 %<br />
2 Industri Baja 11 – 32 %<br />
3 Industri <strong>Pulp</strong> dan Kertas 10 – 20 %<br />
4 Industri Keramik & Gelas 10 – 20 %<br />
5 Industri Makanan & Minuman 13 – 15 %<br />
6 Industri Petrokimia 12 – 17 %<br />
7 Industri Semen 15 – 22 %<br />
Sumber : kemenperin-2009<br />
Tabel 1.7 Besaran Emisi Karbon dari Industri <strong>Pulp</strong> dan Kertas<br />
Industri<br />
Emisi<br />
(ton CO2/ton produk)<br />
Potensi<br />
Reduksi<br />
(%)<br />
Baja 1,6 – 3,8 20 – 50<br />
Aluminium 8,3 -8,6 15 – 25<br />
Semen 0,73 – 0,99 11 – 40<br />
Kilang minyak 0,32 – 0,64 10 -20<br />
<strong>Pulp</strong> dan Kertas 0,22 – 1,4 5 -40<br />
Sumber : (Bernstein, 2007)<br />
Halaman 11 dari 131
Tabel 1.8 Rincian Besaran Emisi Karbon dari Industri Kertas<br />
Emission Source<br />
Direct Emission<br />
Direct Emission associated<br />
with fuel combustion<br />
(excluding biomass CO2)<br />
Million metric<br />
tons of CO2 e<br />
per year 1<br />
Million short<br />
tons of CO2 e<br />
per year<br />
57.7 63.6<br />
Wastewater treatment plant<br />
CH4 releases<br />
0.4 0.4<br />
Forest products industry<br />
2 2.2 2.4<br />
landfills<br />
Use of carbonate make-up<br />
chemicals and flue gas<br />
desulfurization chemicals<br />
Secondary pulp and paper<br />
manufacturing operations<br />
(i.e., converting primary<br />
products into final products)<br />
Direct emission of CO2 from<br />
biomass fuel combustion<br />
(biogenic) 4<br />
Process-related CO2<br />
including CO2 emitted from<br />
lime kilns (biogenic) 4<br />
Indirect Emission<br />
Electricity purchases by pulp<br />
and paper mills<br />
Electricity purchases by<br />
secondary manufacturing<br />
operations (i.e., converting<br />
primary products into final<br />
products)<br />
Steam purchases<br />
Sumber : (US-EPA 2010)<br />
0.39 1 0.43 1<br />
2.5 2.8<br />
113 125<br />
Unavailable 5 Unavailable 5<br />
25.4 28<br />
8.9 9.8<br />
Unavailable 5 Unavailable 5<br />
Halaman 12 dari 131
BAB II<br />
GAMBARAN UMUM TENTANG INDUSTRI<br />
PULP DAN KERTAS<br />
2.1 Teknologi Proses Pembuatan <strong>Pulp</strong><br />
Pembuatan pulp diklasifikasikan dalam 3 jenis<br />
proses yaitu proses mekanis, semi-kimia dan kimia. Produk<br />
yang dihasilkan mempunyai karakteristik serat yang<br />
berbeda. Pemilihan jenis proses tersebut tergantung<br />
kepada spesies kayu yang tersedia dan penggunaan akhir<br />
dari pulp yang diproduksi. Proses kimia mendominasi<br />
hampir diseluruh dunia, karena dari pulp ini dapat dibuat<br />
berbagai jenis kertas diantaranya adalah kertas budaya.<br />
90 % dari berbagai jenis proses kimia didominasi oleh<br />
proses kraft. Proses pembuatan pulp kimia, dapat<br />
melarutkan lignin lebih banyak dibandingkan dengan<br />
proses yang lain, sehingga dapat menghasilkan kualitas<br />
yang lebih baik dam penggunaannya lebih luas.<br />
Keunggulan pulp kimia adalah lebih baik, lebih<br />
teratur, lebih rata dan lebih kompak dengan opasitas yang<br />
lebih rendah daripada lembaran pulp mekanis. Disamping<br />
itu pada derajat putih yang sama (bleached brightness)<br />
pulp kimia lebih stabil. <strong>Pulp</strong> kimia dapat digunakan sebagai<br />
bahan baku kertas dengan tingkat (grade) tidak putih<br />
seperti kertas kantong (bag paper), kertas karton linier<br />
(linerboard) dan kertas bungkus (wrapper). Untuk jenis pulp<br />
kimia dengan grade yang lebih tinggi dan diputihkan dapat<br />
dibuat kertas bermutu tinggi seperti kertas budaya (tulis,<br />
cetak, fotokopi).<br />
Halaman 13 dari 131
Pada pembuatan pulp mekanis lignin tidak<br />
dihilangkan atau sebagian saja dihilangkan sehingga<br />
mempunyai kandungan serat utuh yang lebih sedikit,<br />
bersifat kaku dan lebih pendek. Jika dibuat kertas akan<br />
menghasilkan lembaran yang bersifat bulky dan<br />
mempunyai opasitas yang baik dan mempunyai sifat<br />
mudah menyerap tinta dan sifat cetak yang baik.<br />
Tabel 2.1 Klasifikasi Umum Proses Pembuatan <strong>Pulp</strong><br />
Mekanis <strong>Pulp</strong>ing dengan energi mekanik<br />
Rendemen tinggi (90 - 95 %)<br />
Serat pendek, tidak utuh, tidak murni, lemah,<br />
tidak stabil<br />
Kualitas cetak baik<br />
Sulit diputihkan<br />
Kombinasi<br />
mekanis kimia<br />
<strong>Pulp</strong>ing dengan kombinasi perlakuan kimia dan<br />
mekanis<br />
Rendemen sedang (interme-diate) ( 55 – 90 %)<br />
Sifat-sifat pulp sedang (inter-mediate)<br />
Kimia <strong>Pulp</strong>ing dengan bahan kimia dan panas<br />
Rendemen rendah (40 - 55 %)<br />
Serat pulp utuh, panjang dan murni, kuat, stabil<br />
Kualitas cetak rendah dan mudah diputihkan<br />
Halaman 14 dari 131
Tabel 2.2 Ringkasan Hasil Pembuatan <strong>Pulp</strong> Secara Umum<br />
Klasifikasi Nama Proses<br />
Mekanis<br />
Mekanis<br />
Kimia<br />
Semikimia<br />
Kimia<br />
Stone<br />
Groundwood<br />
RMP<br />
TMP<br />
CTMP<br />
Chemi<br />
Groundwood<br />
Cold Soda<br />
NSSC<br />
High Yield Sulfit<br />
High Yield Kraft<br />
Kraft<br />
Sulfit<br />
Soda<br />
Rendemen<br />
(%)<br />
90 - 95<br />
90 - 95<br />
90<br />
85 - 90<br />
85 - 90<br />
85 - 90<br />
65 - 80<br />
55 - 75<br />
50 - 70<br />
40 - 50<br />
45 - 55<br />
45 - 55<br />
Kekuatan<br />
Relatif<br />
SW HW<br />
5<br />
5 - 6<br />
6 - 7<br />
7 - 8<br />
-<br />
-<br />
-<br />
7<br />
7<br />
10<br />
9<br />
-<br />
3<br />
3<br />
3 - 4<br />
4 - 5<br />
5 - 6<br />
5 - 6<br />
6<br />
6<br />
6<br />
7 - 8<br />
7<br />
7 - 8<br />
Halaman 15 dari 131
Gambar 2.1 Diagram Proses Pabrik <strong>Pulp</strong> Kraft (IPPC, 2001)<br />
Proses pembuatan pulp mekanis umumnya<br />
sederhana dan memiliki rendemen yang tinggi (90 - 95 %),<br />
oleh karena itu hanya dapat digunakan untuk kertas-kertas<br />
tertentu seperti kertas industri atau kertas koran. Proses<br />
semikimia merupakan kombinasi dari proses mekanis<br />
kimia. Rendemen dan sifat-sifat pulp semikimia merupakan<br />
intermediate pulp kimia dan mekanis. <strong>Pulp</strong> ini cocok<br />
digunakan untuk lapisan tengah kertas karton gelombang<br />
(corrugating medium).<br />
Halaman 16 dari 131
Diagram alir proses pembuatan pulp dan kertas<br />
dapat dilihat pada Gambar 2.1 (EPA, 2010). Pembuatan<br />
pulp dibagi dalam lima area proses utama, yaitu : (1)<br />
persiapan kayu; (2) pulping; (3) pemutihan; (4) pemulihan<br />
kimia; (5) pengeringan pulp (pabrik non-integrasi saja).<br />
Uraian dari masing-masing proses adalah sebagai berikut :<br />
a. Persiapan Kayu<br />
Kayu merupakan bahan baku utama yang<br />
digunakan untuk memproduksi pulp. Kayu umumnya<br />
berbentuk gelondongan atau serpih dan diproses di daerah<br />
penanganan kayu, yang disebut sebagai woodyard. Secara<br />
umum, operasi woodyard adalah terpisah dari jenis proses<br />
pembuatan pulp. Jika kayu memasuki woodyard dalam<br />
bentuk gelondongan, maka perlu dilakukan serangkaian<br />
operasi agar gelondongan dipersiapkan untuk memasuki<br />
proses pembuatan pulp, biasanya dipersiapkan dalam<br />
bentuk serpih kayu. Kayu gelondongan diangkut ke<br />
slasher, untuk dipotong sesuai dengan ukuran yang<br />
diinginkan, diikuti oleh proses penghilangan kulit kayu,<br />
penyerpihan, skrining serpih, dan pengangkutan ke tempat<br />
penyimpanan. Serpih yang dihasilkan dari gelondongan<br />
atau serpih yang dibeli biasanya disimpan di penyimpanan<br />
yang besar.<br />
b. Pembuatan <strong>Pulp</strong><br />
Selama proses pembuatan pulp, serpih kayu<br />
dipisahkan menjadi serat selulosa individu untuk<br />
menghilangkan lignin (bahan perekat antar sel yang<br />
merekatkan serat selulosa bersama-sama) dari kayu. Ada<br />
lima jenis utama proses pembuatan pulp: (1) kimia; (2)<br />
mekanis; (3) semi-kimia; (4) daur ulang, dan (5) lainnya<br />
Halaman 17 dari 131
(misalnya, dissolving, non-kayu). Proses pembuatan pulp<br />
paling umum adalah proses kimia.<br />
Pembuatan pulp secara kimia (yaitu, kraft, soda,<br />
dan sulfit) melibatkan "pemasakan" bahan baku (serpih<br />
kayu) menggunakan larutan kimia berair, suhu tinggi dan<br />
tekanan untuk mengisolasi serat pulp. Pembuatan pulp<br />
proses kraft adalah proses pembuatan pulp paling umum<br />
digunakan oleh pabrik pulp di Indonesia untuk<br />
memproduksi serat virgin.<br />
Proses pembuatan pulp kraft menggunakan larutan<br />
pemasak alkali yang terdiri dari sodium hidroksida (NaOH)<br />
dan sodium sulfida (Na2S) untuk melarutkan lignin kayu,<br />
sementara proses soda hanya menggunakan NaOH.<br />
Larutan pemasak (white liquor) dicampur dengan serpih<br />
kayu dalam suatu reaktor (digester). Setelah serpih kayu<br />
masak, isi digester dikeluarkan dengan tekanan ke dalam<br />
tangki penampung. Kayu yang melunak, diuraikan menjadi<br />
serat pulp. <strong>Pulp</strong> dan sisa larutan pemasak (lindi hitam)<br />
kemudian dipisahkan dalam serangkaian pencucian pulp<br />
coklat.<br />
Dissolving pulp dapat dibuat melalui proses kraft<br />
ataupun sulfit, dengan tujuan untuk memperoleh pulp kayu<br />
dengan kemurnian tinggi yang digunakan untuk dikonversi<br />
menjadi produk rayon, viskosa, asetat dan selofan.<br />
c. Pemutihan <strong>Pulp</strong><br />
Proses pemutihan menghilangkan warna dari pulp<br />
(karena adanya residu lignin) dengan menambahkan<br />
bahan kimia pada pulp dengan kombinasi yang bervariasi,<br />
tergantung pada penggunaan akhir produk. Proses<br />
pemutihan yang sama dapat digunakan untuk setiap<br />
kategori proses pembuatan pulp.<br />
Halaman 18 dari 131
Bahan kimia pemutihan yang paling umum adalah<br />
klor, klor dioksida, hidrogen peroksida, oksigen, sodium<br />
hidroksida dan sodium hipoklorit. Kekhawatiran<br />
terbentuknya senyawa terklorinasi seperti dioksin, furan,<br />
dan kloro<strong>for</strong>m telah mengakibatkan pergeseran dari<br />
penggunaan senyawa klorinasi dalam proses pemutihan.<br />
Bahan kimia pemutih ditambahkan ke dalam pulp secara<br />
bertahap di reaktor pemutihan. Sisa larutan pemutihan<br />
dikeluarkan pada setiap tahap melalui pencucian. Efluen<br />
pencucian dikumpulkan dalam tangki tertentu dan<br />
digunakan kembali sebagai air pencuci pada tahap lain<br />
atau dikirim ke bagian pengolahan limbah.<br />
d. Pemulihan Bahan Kimia<br />
Untuk alasan ekonomi dan lingkungan, pabrik pulp<br />
kimia melakukan proses pemulihan bahan kimia untuk<br />
memperoleh kembali bahan kimia sisa proses pemasakan.<br />
Di pabrik pulp kraft, larutan sisa pemasakan dikenal<br />
sebagai weak black liquor yang berasal dari pencucian stok<br />
pulp coklat dialirkan ke area pemulihan bahan kimia.<br />
Proses pemulihan bahan kimia meliputi proses pemekatan<br />
lindi hitam, pembakaran senyawa organic, reduksi<br />
senyawa anorganik dan menghasilkan larutan pemasak<br />
kembali. Proses pemulihan bahan kimia terdiri dari<br />
beberapa tahapan yang dijelaskan pada beberapa tahapan<br />
proses sebagai berikut :<br />
- Pemekatan Lindi Hitam<br />
Lindi hitam encer (12 – 15 % padatan) dari proses<br />
pembuatan pulp yang mengandung lignin, senyawa<br />
organik dan anorganik teroksidasi (natrium sulfat dan<br />
natrium karbonat) dan lindi putih (Na2S dan NaOH) dipekat<br />
melalui serangkaian multiple-effect evaporator (MEE) untuk<br />
Halaman 19 dari 131
meningkatkan kandungan padatannya menjadi sekitar 50<br />
%. Lindi hitam pekat dari sistem MEE selanjutnya<br />
dioksidasi dalam sistem pengoksidasi lindi hitam atau<br />
dipekatkan lebih lanjut dalam direct contact evaporator<br />
(DCE) atau diarahkan langsung ke dalam nondirect contact<br />
evaporator (NDCE), yang biasa dikenal dengan<br />
konsentrator. Oksidasi lindi hitam sebelum penguapan<br />
dalam DCE akan mengurangi emisi bau senyawa total<br />
reduced sulfur (TRS), yang dikeluarkan lindi hitam dalam<br />
DCE ketika terjadi kontak dengan gas buang panas dari<br />
recovery furnace. Kandungan padatan lindi hitam dari<br />
evaporator akhir/konsentrator berkisar antara 65-68 %.<br />
- Recovery Furnace<br />
Lindi hitam pekat disemprotkan ke dalam recovery<br />
furnace, dimana senyawa organik dibakar, dan Na2SO4<br />
direduksi menjadi Na2S. Lindi hitam yang dibakar dalam<br />
recovery furnace memiliki kandungan energi yang tinggi<br />
(5.800 - 6.600 Btu/lb padatan kering), yang diperoleh<br />
kembali sebagai uap untuk kebutuhan proses, seperti<br />
pemasakan serpih kayu, pemanasan dan penguapan lindi<br />
hitam, pra-pemanasan udara pembakaran, dan<br />
pengeringan produk pulp atau kertas. Uap proses dari<br />
tungku pemulihan sering digabung dengan uap dari ketel<br />
pembangkit tenaga berbahan bakar fosil atau pembakaran<br />
kayu. Na2SO4 sebagai makeup, atau "saltcake," juga dapat<br />
ditambahkan ke dalam lindi hitam sebelum pembakaran.<br />
Lelehan garam anorganik, biasa disebut dengan "smelt",<br />
terkumpul dalam char bed di bagian bawah tungku. Smelt<br />
ditarik dan dilarutkan dalam air pencuci encer dalam smelt<br />
dissolving tank (SDT) sehingga menghasilkan larutan<br />
garam karbonat disebut lindi hijau, dengan kandungan<br />
utama Na2S dan Na2CO3. Lindi hijau juga mengandung<br />
Halaman 20 dari 131
pengotor tidak larut dari karbon yang tidak terbakar dan<br />
kotoran anorganik, yang disebut dengan dregs, yang<br />
dikeluarkan dalam serangkaian clarification tanks.<br />
- Kaustisasi dan Kalsinasi<br />
Lindi hijau dipindahkan ke area kaustisasi, dimana<br />
Na2CO3 dikonversikan menjadi NaOH dengan<br />
penambahan kapur (CaO). Selanjutnya dipindahkan ke<br />
tangki slake, dimana CaO dari kiln kapur bereaksi dengan<br />
air untuk membentuk kalsium hidroksida (Ca(OH)2). Dari<br />
slaker tersebut, lindi hijau didalam causticizers terjadi<br />
reaksi kaustisasi sempurna membentuk NaOH dan kalsium<br />
karbonat (CaCO3). Produk kaustisasi ini kemudian<br />
diteruskan ke clarifier lindi putih, yang akan menghilangkan<br />
endapan CaCO3, disebut sebagai lime mud. Lime mud<br />
dicuci untuk menghilangkan sisa natrium. Lumpur dari<br />
pencucian kemudian dikeringkan dan dikalsinasi dalam kiln<br />
kapur untuk menghasilkan kapur, yang digunakan kembali<br />
dalam tangki slaker. Filtrat pencucian lumpur, digunakan<br />
dalam SDT untuk melarutkan smelt dari recovery furnace.<br />
Lindi putih (NaOH dan Na2S) dari clarifier digunakan<br />
kembali untuk proses pemasakan dalam digester.<br />
- Pengeringan <strong>Pulp</strong><br />
Setelah proses pembuatan pulp dan pemutihan, pulp<br />
diolah menjadi stok yang digunakan untuk pembuatan<br />
kertas. Pada pabrik non-integrasi, pulp yang akan djual<br />
dikeringkan, dikemas dan kemudian dikirim ke pabrik<br />
kertas. Pada pabrik terintegrasi, pabrik kertas langsung<br />
menggunakan pulp yang diproduksi pabrik pulp.<br />
Halaman 21 dari 131
Kondensat<br />
Recovery<br />
boiler<br />
Panas sekunder (air)<br />
Air tambahan<br />
Power<br />
Boiler<br />
(biomassa<br />
dan fosil<br />
fuel)<br />
HPS<br />
Proses<br />
pembuatan<br />
pulp<br />
MPS<br />
LPS<br />
Power<br />
HPS : high pressure steam (62 – 100 bar, 460 – 500 o C)<br />
MPS : medium pressure steam (12,5 bar, 205 o C)<br />
LPS : low preessure steam (4,1 bar, 145 o C)<br />
Turbin dan generator<br />
Gambar 2.2 Distribusi Energi pada Proses Pembuatan <strong>Pulp</strong><br />
Pabrik pulp dapat menyediakan sendiri energi yang<br />
diperlukan untuk menggerakkan operasi pabrik melalui<br />
sistem kogenerasi (cogeneration system). Energi yang<br />
disediakan berupa energi panas dalam bentuk uap maupun<br />
energi listrik untuk menggerakkan mesin-mesin. Jenis<br />
boiler yang digunakan tergantung dari jenis produk yang<br />
dihasilkan, untuk pabrik pulp saja energi disediakan oleh<br />
recovery boiler dan bark boiler. Untuk pabrik pulp dan<br />
kertas terintegrasi selain jenis dua boiler tersebut juga<br />
ditambah dengan fossil fuel boiler.<br />
<br />
Halaman 22 dari 131
Tabel 2.3 Konsumsi Energi pada Pabrik <strong>Pulp</strong><br />
No Proses<br />
Steam<br />
(GJ/ADT)<br />
Listrik<br />
(kWh/ADT)<br />
1. Persiapan bahan baku - 50<br />
2. Pemasukan serpih ke sistem<br />
digester<br />
- 20<br />
3. Pemasakan dalam digester 1.7 40<br />
4. Pencucian dan penyaringan<br />
pulp<br />
- 30<br />
5. Delignifikasi oksigen 0.5 75<br />
6. Pemutihan pulp 2.3 100<br />
7. <strong>Pulp</strong> machine 2.3 141<br />
8. Evaporator 3.1 30<br />
9. Power plant 2.3 60<br />
10. Lime kiln dan rekaustisasi - 50<br />
11. Penyediaan air panas - 32<br />
12. Pengolahan air dan air limbah - 30<br />
13. Lain-lain - 30<br />
Total konsumsi 12.2 688<br />
Pabrik pulp di Indonesia dapat menyediakan sendiri<br />
energi yang diperlukan untuk menggerakkan operasi pabrik<br />
melalui sistem kogenerasi (cogeneration system). Energi<br />
yang disediakan berupa energi panas dalam bentuk uap<br />
maupun energi listrik untuk menggerakkan mesin-mesin. Di<br />
pabrik pulp hanya ada 2 jenis boiler yaitu yaitu recovery<br />
boiler dan power boiler. Sekitar 70% energi dipasok dari<br />
recovery boiler sedangkan sisanya dipasok dari power<br />
boiler.<br />
Gambar 2.2 menunjukkan diagram distribusi energi<br />
pada proses pembuatan pulp. Bahan bakar recovery boiler<br />
diperoleh dari lindi hitam yang merupakan cairan hasil<br />
reaksi antara bahan kimia pemasak (lindi putih) dengan<br />
bahan baku kayu. Cairan ini diperoleh dari proses<br />
pembuatan pulp setelah melalui pemekatan. Penyediaan<br />
energi pada recovery boiler merupakan salah satu siklus<br />
Halaman 23 dari 131
dari proses pemulihan kembali bahan kimia pada proses<br />
pembuatan pulp kraft. Bahan bakar power boiler terdiri dari<br />
biomassa yang berasal dari proses pengulitan dan reject<br />
penyaringan serpih kayu (pin chips dan fines chips). Untuk<br />
menambahan nilai kalor pada biomassa biasanya dicampur<br />
dengan batubara.<br />
Secara teoritis Recovery Boiler dapat memproduksi<br />
steam 15,8 GJ/ADt dan listrik 655 kWh/ADt. Kebutuhan<br />
steam untuk proses cukup dipenuhi dari Recovery Boiler,<br />
untuk kebutuhan listrik kekurangannya dapat dipenuhi dari<br />
power boiler berbahan bakar kulit kayu.<br />
2.2 Teknologi Proses Pembuatan Kertas<br />
Kertas terbuat dari tiga bahan utama, yaitu serat, air,<br />
dan aditif. Ketiga bahan ini diproses di bagian<br />
stockpreparation, kemudian dikirim ke mesin kertas untuk<br />
dibentuk lembaran, selanjutnya dipres dan dikeringkan.<br />
Secara umum, proses pembuatan kertas dapat dilihat pada<br />
Gambar 2.3.<br />
Gambar 2.3 Proses Pembuatan Kertas<br />
Proses pembuatan kertas adalah mencampurkan<br />
serat dan aditif dengan air, kemudian airnya dipisahkan<br />
Halaman 24 dari 131
kembali sambil membentuk lembaran. Ada karakteristik<br />
khas pabrik kertas berkaitan dengan operasional<br />
pemisahan air ini, sebagaimana tampak pada Gambar 2.4.<br />
Proses pemisahan air terjadi pada bagian pembentukan,<br />
pengepresan, dan pengeringan. Proporsi air terbanyak<br />
dipisahkan di bagian pembentukan, tetapi proporsi energi<br />
terbesar digunakan di bagian pengeringan.<br />
Gambar 2.4 Proporsi Pemisahan Air dan Konsumsi Energi<br />
Sumber energi utama yang digunakan di industri<br />
kertas adalah steam dan listrik. Berbagai satuan operasi di<br />
pabrik kertas menggunakan kedua jenis energi ini,<br />
sebagaimana terlihat pada Gambar 2.5 dan Gambar 2.6.<br />
Halaman 25 dari 131
Gambar 2.5 Distribusi Konsumsi Energi di Pabrik Kertas<br />
Sumber : (FAPET, 1999)<br />
Gambar 2.6 Proporsi Konsumsi Energi di Industri Kertas<br />
Halaman 26 dari 131
2.3 Teknologi Pengelolaan Lingkungan<br />
Perkembangan teknologi pengelolaan lingkungan di<br />
industri pulp dan kertas (IPK) mengarah pada usaha<br />
pencegahan yaitu yang bertujuan untuk meminimalkan<br />
jumlah limbah yang terbentuk, dan usaha penanggulangan<br />
pencemaran yang bertujuan untuk mengelola limbah<br />
dengan cara mengolahnya hingga mencapai persyaratan<br />
untuk dibuang ke lingkungan, serta upaya memanfaatkan<br />
limbah menjadi produk yang layak dan aman digunakan.<br />
Penggunaan teknologi yang mencegah<br />
terbentuknya limbah adalah strategi pengelolaan<br />
lingkungan melalui program produksi bersih. Pada<br />
umumnya penerapannya di IPK Indonesia sudah cukup<br />
baik. Pada prinsipnya teknologi ini digunakan untuk<br />
mencegah atau meminimisasi limbah dengan melakukan<br />
modifikasi proses yang bertujuan untuk meningkatkan<br />
efisiensi proses produksi melalui pengurangan konsumsi<br />
bahan baku serat , air , bahan kimia , dan energi serta<br />
terbentuknya limbah yang bersifat B3. Sedangkan<br />
teknologi yang mengarah pada pengelolaan limbah baik<br />
dalam bentuk cair,padat maupun gas , pada penerapannya<br />
ditentukan atas dasar karakteristik limbah, kinerja dan<br />
kehandalan proses /operasi yang digunakan, pertimbangan<br />
lingkungan dan kelayakan ekonominya. Penentuan<br />
teknologi dan sistem pengelolaan limbah didasarkan atas<br />
karakteristik limbah, baik dari beban pencemarannya<br />
khususnya sejauh mana dapat berkontribusi dalam<br />
menghasilkan emisi carbon, dan potensi untuk dapat<br />
dimanfaatkan sebagai energi alternatif.<br />
Halaman 27 dari 131
2.3.1 Pengelolaan Limbah cair<br />
Ditinjau dari sumbernya limbah cair IPK dapat<br />
berasal dari beberapa tahap proses yang masing-masing<br />
memberikan karakteristik yang berbeda. Limbah cair dari<br />
proses pembuatan pulp umumnya menimbulkan masalah<br />
warna yang coklat kehitaman, pH basa, tingginya cemaran<br />
COD, BOD dan bersifat toksik. Limbah cair dari proses<br />
pembuatan kertas 9memberikan karakteristik dengan kadar<br />
padatan tersuspensi, COD dan BOD terlarut yang tinggi.<br />
Pengelolaan limbah cair dilakukan dengan cara<br />
pengolahan limbah cair yang bertujuan untuk<br />
menghilangkan atau mengurangi kandungan bahan-bahan<br />
cemaran organik dan anorganik tersuspensi, koloid dan<br />
terlarut dalam limbah cair hingga batas tertentu yang<br />
dipersyaratkan untuk dibuang kelingkungan. Teknologi<br />
pengolahan yang digunakan terbagi dalam beberapa tahap<br />
sesuai karakteristik dan kualitas hasil yang ingin dicapai<br />
yaitu meliputi proses fisika, kimia dan biologi. Pengolahan<br />
fisika digolongkan dalam proses awal untuk memisahkan<br />
bahan cemaran yang besar dan berat dengan cara<br />
penyaringan, flotasi dan sedimentasi. Pengolahan kimia<br />
diperlukan untuk memisahkan padatan tersuspensi yang<br />
halus dan koloid dengan penambahan senyawa kimia<br />
melalui proses koagulasi, flokulasi dan sedimentasi.<br />
Pengolahan biologi bertujuan untuk mengurangi<br />
kandungan cemaran organik terlarut yang tidak dapat<br />
dipisahkan pada pengolahan sebelumnya.<br />
Saat ini pengolahan biologi merupakan pengolahan<br />
limbah yang penting dan banyak digunakan di IPK karena<br />
bersifat ramah lingkungan dan merupakan konsekwensi<br />
dari penerapan daur ulang serat dan air yang semakin<br />
ketat, sehingga jumlah air limbah menjadi sedikit namun<br />
Halaman 28 dari 131
kadar organiknya menjadi tinggi dan bersifat terlarut.<br />
Limbah cair IPK memiliki karakteristik yang pencemar<br />
utamanya adalah bahan organik dan merupakan sumber<br />
carbon tinggi, oleh karena itu akan sangat efektif diolah<br />
dengan proses biologi baik dengan cara aerobik maupun<br />
anaerobik. Pengolahan anaerobik saat ini mulai<br />
dikembangkan di IPK karena adanya perubahan<br />
karakteristik air limbah yang beban organiknya tinggi,<br />
bersifat kompleks dan terlarut sehingga sistem pengolahan<br />
anaerobik merupakan alternatif paling menguntungkan.<br />
Keunggulan lain adalah energi yang dibutuhkan rendah,<br />
bahkan dapat memproduksi biogas yang dapat<br />
dimanfaatkan. Namun demikian, teknologi ini bila tidak<br />
dikelola secara terkendali dapat menimbulkan masalah<br />
didalam pengeluaran emisinya keudara. Biogas yang<br />
terbentuk dari hasil biodegradasi oleh mikroba sebagai gas<br />
CO2 dan CH4 dapat terlepas ke atmosfer memberikan<br />
kontribusi peningkatan gas rumah kaca (GRK) dan<br />
berpengaruh pada perubahan iklim (Climate Change)<br />
2.3.2 Pengelolaan Limbah Padat<br />
Limbah padat yang dihasilkan di IPK jumlahnya<br />
cukup besar dengan jenis dan karakteristik yang bervariasi,<br />
tergantung pada unit proses dimana limbah tersebut<br />
terbentuk. Namun pada dasarnya limbah padat tersebut<br />
terbagi atas limbah organik yang dapat berupa sisa-sisa<br />
bahan baku atau sludge dari instalasi pengolahan air<br />
limbah (IPAL), dan limbah anorganik yang dapat berupa<br />
abu hasil pembakaran (fly ash) dari unit power plant dan<br />
unit insinerator. Dari beberapa jenis limbah padat yang<br />
dihasilkan, limbah berupa sludge IPAL yang paling banyak<br />
menimbulkan masalah dalam hal penanganannya.<br />
Halaman 29 dari 131
Teknologi pengelolaan melalui pemanfaatan limbah<br />
merupakan solusi yang sangat direkomendasikan dan<br />
mulai mendorong pihak industri untuk melakukannya<br />
karena merupakan alternatif pemecahan masalah<br />
lingkungan dan sekaligus dapat memberikan nilai tambah<br />
bagi industri. Limbah padat IPK terutama yang limbah<br />
organik memiliki prospek menguntungkan untuk<br />
dimanfaatkan karena berpotensi menghasilkan energi.<br />
Potensi lain dari limbah padat adalah dapat dibuat kompos<br />
untuk meningkatkan kesuburan tanah dan produktivitas<br />
tanaman.<br />
Ada beberapa alternatif teknologi pengelolaan<br />
limbah padat yang dapat dilakukan di IPK, diantaranya<br />
adalah dengan landfill, insinerasi, pengomposan, dan<br />
digestasi anaerobik, yang dasar pemilihannya ditinjau dari<br />
berbagai aspek teknis, lingkungan dan ekonomi. Mengingat<br />
bahwa limbah padat IPK adalah sumber carbon, maka<br />
didalam proses kegiatan pengelolaan tersebut akan<br />
dihasilkan emisi carbon yang utamanya berupa gas CO2<br />
dan atau gas CH4 yang dapat terlepas ke atmosfer sebagai<br />
gas rumah kaca.<br />
Landfill adalah pengelolaan limbah padat yang<br />
sudah tidak akan dimanfaatkan lagi dengan cara<br />
penimbunan pada media tanah secara terkendali. Selama<br />
penimbunan dilakukan pengendalian terhadap lindi<br />
(leachated) yang dapat menyebabkan pencemaran air<br />
tanah, dan pengendalian terhadap emisi gas yang dapat<br />
menyebabkan meningkatnya gas rumah kaca. Insinerasi<br />
adalah pengelolaan dengan cara membakar limbah padat<br />
organic yang harus dilengkapi dengan pengendalian<br />
pencemaran udara karena memberikan kontribusi efek<br />
rumah kaca. Pengelolaan limbah padat dengan cara<br />
pengomposan adalah alternatif yang cukup prospektif,<br />
Halaman 30 dari 131
namun sampai saat ini masih terkendala dengan peraturan<br />
terhadap persyaratan penggunaan produk kompos.<br />
Sedangkan pengelolaan dengan cara digestasi anaerobik<br />
pada umumnya masih dalam kajian dan ujicoba<br />
penerapannya di IPK Indonesia. Teknologi ini prospeknya<br />
cukup tinggi untuk diaplikasikan , selain dapat mengatasi<br />
permasalahan limbah sludge biologi , dapat menghasilkan<br />
biogas yang merupakan bahan bakar gas yang<br />
terbaharukan. Namun teknologi ini memerlukan<br />
pengendalian proses dan emisi gas yang lebih spesifik,<br />
baik dari sisi pemanfaatan produk gas metan (CH4)<br />
sebagai energi maupun emisi yang terlepaskan ke<br />
atmosfer.<br />
2.3.3 Pengelolaan Limbah Gas<br />
Sumber penghasil emisi gas dan partikulat atau<br />
debu yang terbesar adalah pada industri pulp kraft di unit<br />
Chemical Recovery Plant (CRP). Emisi gas ini<br />
mengandung senyawa sulfur yang berbau dan bersifat<br />
racun, sehingga dapat mengakibatkan permasalahan bila<br />
terlepas di atmosfer tanpa pengendalian yang baik.<br />
Pengelolaan limbah gas melalui pengolahan dengan<br />
peralatan electrostatic precipitator (ESP), cyclone ,dan wet<br />
scrubber. Emisi yang terolah dibuang ke udara melalui<br />
cerobong dengan ketinggian cukup sehingga tidak<br />
menimbulkan gangguan bagi lingkungan sekitarnya.<br />
Namun demikian adanya gas CO2 yang terlepas ke<br />
atmosfer masih memberikan dampak terhadap efek gas<br />
rumah kaca dan terjadinya perubahan iklim.<br />
Halaman 31 dari 131
BAB III<br />
TEKNOLOGI PROSES PULPING HEMAT ENERGI<br />
DAN KARBON RENDAH<br />
Konsep teknologi pembuatan pulp hemat energi<br />
tidak dapat dipisahkan dengan konsep teknologi ramah<br />
lingkungan. Dalam prinsip konservasi energi di industri<br />
pulp sudah pasti terjadi proses ramah lingkungan, begitu<br />
pula sebaliknya. Prinsip penghematan energi yang paling<br />
mudah dilakukan dan beresiko kecil serta tidak<br />
memerlukan biaya besar adalah tindakan preventif, antara<br />
lain mencegah kebocoran-kebocoran pada sistem<br />
perpipaan terutama pencegahan hilangnya panas yang<br />
mengalir pada pipa steam. Tindakan lain yang paling<br />
penting adalah perilaku atau kebiasaan personil industri<br />
untuk selalu memperlakukan area kerja atau unit produksi<br />
sebagai area dan mesin hemat energi.<br />
Seperti diketahui bahwa industri pulp adalah salah<br />
satu industri yang sangat potensial mencemari lingkungan<br />
terutama pencemaran yang dihasilkan buangan cair dari<br />
proses pemutihan. Upaya penerapan teknologi pembuatan<br />
pulp berwawasan lingkungan saat ini telah menjadi suatu<br />
keharusan bagi industri pulp dan kertas dan telah menjadi<br />
teknologi standar. Mengingat bahaya senyawa klor-organik<br />
yang dinilai sangat toksik dari limbah pemutihan dengan<br />
khlor, maka penggunaan klor harus ditinggalkan.<br />
Untuk mendukung usaha ini, selain<br />
memperbaiki proses pemutihan yang ada ke arah teknologi<br />
pemutihan bebas klor, yang lebih penting lagi adalah<br />
memperbaiki proses sebelumnya yaitu pada proses<br />
pemasakannya. Teknologi pembuatan pulp ke arah<br />
perolehan bilangan kappa rendah (low kappa pulping)<br />
Halaman 32 dari 131
dengan delignifikasi berlanjut (extended delignification)<br />
harus diterapkan tanpa mengurangi kualitas pulp atau<br />
bahkan dapat memperbaiki kualitas sebelumnya. Target<br />
bilangan kappa yang serendah mungkin sangat<br />
memungkinkan industri menerapkan teknologi pemutihan<br />
yang berwawasan lingkungan.<br />
Dengan menerapkan teknologi ramah lingkungan<br />
pada pembuatan pulp akan bermanfaat antara lain :<br />
• Menghemat bahan baku, dan air serta energi<br />
• Mengurangi beban pencemaran, dan emisi udara (low<br />
carbon)<br />
• Menghemat biaya<br />
Proses-proses yang dapat menghemat energi dan<br />
mengurangi emisi pada industri pulp (konservasi energi)<br />
antara lain :<br />
1. Penanganan bahan baku, penyerpihan, penyaringan<br />
serpih kayu<br />
2. Modifikasi teknologi delignifikasi berlanjut (extended<br />
delignification) pada sistem pemasakan (cooking)<br />
3. Aplikasi teknologi washing menggunakan metoda<br />
displacement baik pada brownstock maupun bleaching<br />
4. Optimasi kinerja Chemical Recovery (evaporator,<br />
recovery boiler, lime kiln)<br />
5. Optimasi kinerja sistem Power Boiler (bahan bakar<br />
biomassa atau batubara)<br />
3.1 Konservasi energi pada penanganan bahan baku<br />
kayu, penyerpihan, penyaringan serpih kayu<br />
Konservasi energi pada penanganan bahan baku<br />
kayu, penyerpihan, penyaringan serpih kayu dapat dilihat<br />
pada Tabel 3.1 dibawah ini.<br />
Halaman 33 dari 131
Tabel 3.1 Konservasi energi pada penanganan bahan baku kayu,<br />
penyerpihan, penyaringan serpih kayu<br />
No Aktifitas Konservasi energi Investasi<br />
1. Hindari log blocking<br />
pada saat masuk<br />
chipper<br />
2. Minimalkan tinggi<br />
tumpukan serpih<br />
3. Ikuti prosedur fifo<br />
(first in first out)<br />
dalam penyimpanan<br />
serpih di chip pile<br />
4. Simpan serpih<br />
dalam chips silo<br />
5. Aplikasi Cradle<br />
Debarker<br />
6. Mengganti<br />
pneumatic chips<br />
conveyor dengan<br />
belt conveyor<br />
7. Aplikasi automatic<br />
chip handling and<br />
thickness screening<br />
menghindari mesin<br />
beroperasi tanpa<br />
beban<br />
mengurangi panas<br />
yang terjadi akibat<br />
tumpukan<br />
serpih kayu akan<br />
mengalami waktu<br />
tinggal yang sama<br />
dalam tumpukan<br />
dengan derajat<br />
degradasi yang sama<br />
pula<br />
Tanpa investasi<br />
Tanpa atau<br />
sedikit investasi<br />
Tanpa atau<br />
sedikit investasi<br />
mengurangi wood loss Memasang silo<br />
mengurangi kerusakan<br />
kayu, mengurangi<br />
wood loss. Hemat<br />
energi debarking 30%<br />
Hemat listrik dari 18,5<br />
kWh/ton (pneumatic)<br />
menjadi 1 kWh/ton<br />
(belt),<br />
Untuki mendukung<br />
terwujudnya<br />
manajemen fi-fo,<br />
meningkatkan yield,<br />
hemat bahan baku,<br />
Modifikasi<br />
sistem<br />
pengulitan<br />
(debarking)<br />
yang ada<br />
Investasi<br />
dilakukan<br />
dengan<br />
memodifikasi<br />
atau mengganti<br />
conveyor<br />
Melengkapi<br />
sistem control,<br />
ROI 15 – 20%<br />
Halaman 34 dari 131
Tabel 3.1 Konservasi energi pada penanganan bahan baku kayu,<br />
penyerpihan, penyaringan serpih kayu (lanjutan)<br />
No Aktifitas Konservasi energi Investasi<br />
8. Aplikasi penyaring<br />
serpih tipe bar (bartype<br />
chip screens)<br />
9. Aplikasi Chips<br />
conditioner<br />
Life-time lebih panjang<br />
dibanding tipe<br />
konvensional, biaya<br />
pemeliharaan rendah,<br />
yield naik 2%, hemat<br />
energi 0,33 MMBtu/ton<br />
pulp<br />
Reject turun 1,2%,<br />
hemat energi pulping<br />
0,19 MMBtu/ton,<br />
hemat biaya $30/hari<br />
Gambar 3.1 Mekanisme kerusakan serpih<br />
Mengganti<br />
sistem<br />
penyaringan<br />
konvensional<br />
modifikasi/men<br />
gganti slicer<br />
yang ada<br />
Halaman 35 dari 131
Gambar 3.2 Dimensi tumpukan serpih yang optimal<br />
3.2 Modifikasi teknologi delignifikasi berlanjut (extended<br />
delignification) pada sistem pemasakan (cooking)<br />
Prinsip dasar memperoleh pulp bilangan kappa<br />
rendah adalah mengatur selektifitas delignifikasi dengan<br />
metoda antara lain :<br />
- Konsentrasi alkali aktif harus rendah pada awal<br />
pemasakan dan dipertahankan agar relatif seragam<br />
selama pemasakan<br />
- Konsentrasi SH- harus tinggi, terutama selama awal<br />
delignifikasi<br />
- Kandungan lignin yang terlarut dalam cairan pemasak<br />
harus dipertahankan agar tetap rendah, terutama pada<br />
tahap akhir pemasakan<br />
Prinsip prosesnya adalah menyimpan black liquor<br />
pada proses cooking untuk digunakan (re-use) pada<br />
cooking berikutnya. Semakin banyak siklus proses yang<br />
Halaman 36 dari 131
harus dilalui seperti pada Gambar 3, semakin hemat energi<br />
yang diperlukan.<br />
Gambar 3.3 Siklus proses displacement batch cooking<br />
Metoda yang dapat digunakan pada sistem batch<br />
adalah modifikasi digester displacement cooking dengan<br />
cara cold blow, rapid displacement cooking, superbatch,<br />
enerbatch. Sedangkan modifikasi pada digester digester<br />
kontinyu adalah isothermal cooking, lo-solids, black liquor<br />
impregnation (compact cooking atau impregnation bin).<br />
Halaman 37 dari 131
Gambar 3.4 Ringkasan berbagai siklus proses displacement<br />
batch cooking<br />
3.2.1 RDH (Rapid Displacement Heating) dan<br />
Superbatch<br />
Proses pembuatan pulp pada prinsipnya dilakukan<br />
dengan cara memanfaatkan lindi hitam hangat dan panas<br />
yang dipakai untuk merendam serpih sebelum dilakukan<br />
proses pemasakan dengan menggunakan lindi hitam dan<br />
lindi putih panas. Heating pada suhu tinggi sehingga<br />
konsumsi steam lebih rendah dan hemat energi, proses<br />
lebih selektif dan menghasilkan pulp bilangan kappa<br />
rendah.<br />
Sistem peralatan utama :<br />
- digester displacement screen<br />
- hot black liquor accumulator (tangki lindi hitam panas)<br />
- hot white liquor accumulator (tangki lindi putih panas)<br />
Halaman 38 dari 131
- warm black liquor accumulator (tangki lindi hitam<br />
hangat)<br />
- cool black liquor accumulator (tangki lindi hitam dingin)<br />
- white/black liquor exchanger (alat pemindah panas<br />
lindi putih/hitam)<br />
Gambar 3.5 Sistem peralatan RDH/Superbatch<br />
Proses RDH/Superbatch :<br />
- Pengisian serpih ke dalam digester (dengan steam<br />
packing, isi digester meningkat 25%)<br />
- Pengisian warm liquor ke dalam digester dari tangki<br />
lindi hitam hangat. Discharge valve ditutup, digester<br />
ditekan dengan warm liquor hingga 5,5 bar. Serpih<br />
mengalami pre-impregnasi oleh lindi hitam encer<br />
- Kelebihan (ekses) hot black liquor dari tangki lindi<br />
hitam panas dilewatkan melalui heater (alat pemindah<br />
panas) dan digunakan untuk memanaskan white liquor<br />
Halaman 39 dari 131
yang selanjutnya disimpan dalam hot white liquor<br />
accumulator. Hot white liquor dan hot black liquor dari<br />
tangki lindi hitam panas dipompa ke dalam digester,<br />
memindahkan (displacement) warm liquor ke dalam<br />
tangki lindi hitam dingin, kelebihan lindi hitam encer di<br />
pompa ke evaporator<br />
- Cooking dimulai dengan suhu awal digester sekitar<br />
160oC, faktor H dicatat melalui sistem kontrol<br />
terdistribusi (DCS). Proses cooking terjadi tanpa<br />
banyak menambahakan steam<br />
- Setelah target faktor-H tercapai, washer filtrate<br />
dipompa ke dalam digester dan memindahkan hot<br />
liquor ke dalam tiga accumulator berdasarkan<br />
perbedaan suhu. Black liquor paling panas<br />
dipindahkan ke tangki lindi hitam panas (166oC), black<br />
liquor hangat ke tangki lindi hitam hangat (93-132oC),<br />
black liquor dingin ke tangki lindi hitam dingin (di<br />
bawah 93oC).<br />
- Setalah massa pulp dalam digester dingin, pulp diblow<br />
dengan udara tekan tanpa penambahan steam).<br />
Teknologi terbaru menggunakan sistem pemompaan<br />
(pump out), dengan sistem ini kerusakan serat akibat<br />
gesekan dapat dihindari sehingga kekuatan serat lebih<br />
tinggi.<br />
3.2.2 ITC (Isothermal Cooking)<br />
Teknologi ITC merupakan modifikasi dari MCC<br />
(modified continuous cooking) dan EMCC (extended<br />
modified continuous cooking). Proses didalam digester<br />
dibagi menjadi zona yang lebih panjang dibandingkan<br />
kontinyu konvensional, yaitu zona impregnation, concurrent<br />
cooking zone, countercurrent cooking zone dan extended<br />
cooking zone. Dalam sistem konvensional hanya ada 3<br />
Halaman 40 dari 131
zona, yaitu impreganation zone, heating and cooking zone,<br />
washing zone. Dalam ITC suhu ditingkatkan secara drastis<br />
pada zona washing (hi-heat washing) sampai pada titik<br />
dimana tercapai suhu yang seragam pada seluruh digester.<br />
6% pemakaian alkali pada proses pemasakan dikonsumsi<br />
pada zona hi-heat washing.<br />
Dengan menyeragamkan suhu pada seluruh<br />
digester akan menurunkan suhu pada zona cooking, suhu<br />
zona cooking dapat dicapai lebih rendah 10 o C dibanding<br />
pada sistem MCC. Dengan demikian pemakaian steam<br />
pada sirkulasi cairan pemasak pada sistem digester akan<br />
turun.<br />
Efisiensi washing tidak turun meskipun pada zona<br />
hi-heat washing ditambahkan alkali sekitar 6%, hal ini<br />
disebabkan proses pencucian pada sistem ITC<br />
menggunakan temperatur yang sangat tinggi, sama<br />
dengan temperatur pemasakan.<br />
Halaman 41 dari 131
Gambar 3.6 Digester kontinyu dengan sistem pemasakan ITC<br />
Halaman 42 dari 131
3.2.3 Black liquor impregnation<br />
Gambar 3.7 Black liquor impregnation<br />
Prinsip black liquor impregnation adalah menambah<br />
1 unit reactor impregnasi yang berfungsi untuk merendam<br />
serpih dengan black liquor. Prinsip ini mirip dengan<br />
displacement batch cooking, yaitu penggunaan black liquor<br />
pada awal proses. Keuntungan dari proses ini adalah<br />
kecepatan proses pemasakan semakin cepat sehingga<br />
dapat menagemat energi.<br />
Konservasi energi yang dapat dilakukan pada unit<br />
pemutihan pulp adalah memanfaatkan panas yang<br />
terbentuk dari proses pemutihan. Panas ini diperoleh pada<br />
recovery panas (heat recovery) pencucian pulp.<br />
Halaman 43 dari 131
Ringkasan konservasi energi pada pada system<br />
pemasakan dan pemutihan pulp dapat dilihat pada Tabel<br />
3.2.<br />
Tabel 3.2 Konservasi energi pada sistem pemasakan<br />
(cooking) dan pemutihan (bleaching)<br />
No Aktifitas Konservasi energi Investasi<br />
1. Modifikasi batch<br />
digester dengan<br />
metoda delignifikasi<br />
berlanjut (extended<br />
delignification) :<br />
- RDH<br />
- Superbatch<br />
- Coldblow<br />
- Enerbatch<br />
2. Modifikasi batch<br />
digester dengan<br />
teknologi delignifikasi<br />
berlanjut (extended<br />
delignification) :<br />
- Isothermal<br />
cooking (ITC)<br />
- Lo-solids<br />
- Black liquor<br />
impregnation<br />
(BLI)<br />
3 Aplikasi pulping aid :<br />
- Antrhraquinone<br />
- Phosphanate<br />
Hemat steam dari 1,38<br />
ton/ton pulp<br />
(konvensional) menjadi<br />
0,30 ton/ton (RDH),<br />
yield naik<br />
2 – 3%<br />
Hemat steam dari 0,72<br />
ton/ton pulp<br />
(konvensional) menjadi<br />
0,4 – 0,5 ton/ton pulp,<br />
yield naik sekitar 1%<br />
Dengan anthraquinone<br />
yield naik 2-5%, rejects<br />
makin turun, Kappa<br />
rendah, emisi sulfur<br />
rendah. Phosphanate<br />
menghemat steam<br />
8 – 10%, yield pulp<br />
naik 4 – 6%.<br />
menambah<br />
heat<br />
exchanger,<br />
pompa dan<br />
tangki<br />
penampung<br />
filtrat<br />
displacement<br />
hangat dan<br />
panas<br />
Menambah<br />
zona cooking<br />
pada sistem<br />
ITC dan Losolids,<br />
menambah 1<br />
buah vessel<br />
ukuran sedang<br />
dan auxiliary<br />
untuk BLI<br />
Tambahan<br />
biaya produksi<br />
langsung<br />
Halaman 44 dari 131
Lanjutan Tabel 3.2 Konservasi energi pada sistem<br />
pemasakan (cooking) dan pemutihan (bleaching)<br />
No Aktifitas Konservasi energi Investasi<br />
4. Heat recovery dari<br />
unit bleaching<br />
5. Chlorine dioxide<br />
(ClO2) heat exchange<br />
Memanfaatkan panas<br />
dari kap pencuci<br />
(washer hood) untuk<br />
memperoduksi air<br />
panas<br />
Preheating ClO2<br />
sebelum masuk mixer<br />
dapat menghemat<br />
steam<br />
menambah<br />
unit heat<br />
exchanger dan<br />
tangki.<br />
Menambah<br />
instalasi heat<br />
exchanger<br />
pada sistem<br />
umpan ClO2.<br />
Biaya investasi<br />
$124000, pay<br />
back period 2<br />
tahun.<br />
3.3 Aplikasi teknologi washing menggunakan metoda<br />
displacement baik pada brownstock maupun<br />
bleaching<br />
Teknologi pencucian pulp banyak menggunakan<br />
teknologi yang bekerja dengan prinsip pengenceran pulp<br />
dengan air (dilution) dilanjutkan dengan displacement.<br />
Dengan proses ini diperlukan dilution faktor sekitar 1 – 3.<br />
Tipe peralatan seperti ini adalah rotary vacuum washer dan<br />
diffusion washer (atmosferic displacement).<br />
Untuk menghemat energi pada proses pencucian<br />
dimodifikasi sistem pressurized displacement, dimana<br />
dengan meniadakan proses pengenceran, waktu lebih<br />
cepat dan konsumsi air lebih kecil. Tipe peralatan seperti<br />
ini adalah pressure diffusion, twin roll press, wash press,<br />
Halaman 45 dari 131
wash master. Dilution factor sekitar 0,6 – 0,9, selain<br />
menghemat energi juga menghemat penggunaan air.<br />
Gambar 3.8 Wash master dan twin roll press<br />
Tabel 3.3 Konservasi energi pada siistem pencucian pulp<br />
Aktifitas Konservasi energi Investasi<br />
Perbaikan proses Lebih efisien, menghilangkan Mengganti<br />
pencucian pulp lebih banyak solids, konsumsi sistem<br />
menggunakan power, steam, bahan kimia pencucian<br />
sistem<br />
pemutih lebih rendah. Hemat konvensional<br />
displacement steam 9,500 Btu/ton dan<br />
hemat listrik 12 kWh/ton.<br />
3.4 Optimasi kinerja Chemical Recovery (recovery<br />
boiler, evaporator, recovery boiler, lime kiln)<br />
Peluang konservasi energi Recovery Boiler<br />
dilakukan dengan cara meningkatkan perolehan energi<br />
panas yang maksimal yang dihasilkan dari proses<br />
Halaman 46 dari 131
pembakaran. Efisiensi pembakaran dapat ditingkatkan<br />
antara lain dengan menambah padatan total lindi hitam<br />
yang masuk tungku boiler, menambah satu tingkat udara<br />
kuartener, dan lain-lain.<br />
B<br />
L<br />
6 5 4 3 2 1<br />
Condensate<br />
segregation<br />
Gambar 3.9. Penambahan 1 unit superkonsentrator<br />
Udara kuaterner<br />
Udara sekunder tingkat atas<br />
Udara sekunder<br />
Super<br />
Konsen<br />
-<br />
trator<br />
Mixing<br />
tank<br />
Udara tersier<br />
Udara primer<br />
Gambar 3.10. Penambahan aliran udara kuaterner<br />
RECOVERY<br />
BOILER<br />
Konservasi energi pada sistem Chemical<br />
Recovery selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 3.3<br />
dibawah ini.<br />
Halaman 47 dari 131
Tabel 3.4 Konservasi energi pada sistem Chemical Recovery<br />
(Evaporator, Recovery Boiler, Lime kiln)<br />
No. Aktifitas Konservasi energi Investasi<br />
1. Penggunaan<br />
superkonsentrator<br />
pada evaporator<br />
2. Perbaikan<br />
composite tubes<br />
untuk pipa<br />
Recovery boiler<br />
3. Sistem monitoring<br />
deposit Recovery<br />
boiler<br />
- Lindi hitam pekat<br />
naik dari 70<br />
menjadi 80%<br />
- Steam economy<br />
6 kg H2O/ton<br />
steam, 1,6 kg<br />
solid/kg pulp<br />
- Konsumsi steam<br />
3,1 GJ/ADt, listrik<br />
30 kWh/ADt<br />
Meningkatkan<br />
efisiensi boiler,<br />
menurunkan<br />
shutdown,<br />
menurunkan korosi<br />
Kontrol dan inspeksi<br />
yang baik akan<br />
meningkatkan heat<br />
transfer surfaces,<br />
deteksi dini<br />
penyumbatan<br />
(plugging) dan<br />
kerusakan pipa<br />
(fouling) dapat<br />
dimonitor sehingga<br />
akan mengurangi<br />
shut down.<br />
Menambah alat<br />
superkonsentrator<br />
dan pompa dalam<br />
sistem evaporator.<br />
Mengganti pipa<br />
carbon steel<br />
menjadi co-extruded<br />
tube terutama di<br />
bagian superheater<br />
Menambah<br />
handheld infrared<br />
inspection sistem<br />
Halaman 48 dari 131
Lanjutan Tabel 3.4. Konservasi energi pada sistem Chemical<br />
Recovery (Evaporator, Recovery Boiler, Lime kiln)<br />
No. Aktifitas Konservasi energi Investasi<br />
4. Aplikasi intelligent<br />
sootblowing<br />
5. Penambahan<br />
aliran udara<br />
kuartener pada<br />
Recovery boiler<br />
6. Lime kiln oxygen<br />
enrichment<br />
7. Memperbaiki<br />
sistemfiltrasi<br />
CaCO3 dan<br />
refactory brick<br />
pada lime kiln<br />
monitoring deposit<br />
(plugging dan fouling)<br />
dilanjutkan dengan<br />
pembersihan dengan<br />
metoda intelligent<br />
shoot blowing, akan<br />
menghemat steam<br />
tekanan tinggi 2%<br />
Menurunkan particle<br />
carry over dan tube<br />
fouling, menurunkan<br />
frekwensi recovery<br />
boiler washing,<br />
menurunkan shut<br />
down, HPS 100 bar<br />
500 oC,<br />
meningkatkan energi<br />
3 – 5% dan reheat.<br />
Meningkatkan<br />
efisiensi<br />
pembakaran,<br />
mengurangi<br />
konsumsi bahan<br />
bakar 7 – 12%.<br />
Menghemat energi<br />
0,47 MMBtu/ton CaO<br />
atau hemat energi<br />
5%<br />
Modifikasi<br />
sootblowing yang<br />
ada menjadi sistem<br />
intelligent<br />
sootblowing<br />
Investasi $300,000<br />
- $500,000 untuk<br />
menambah level<br />
udara baru<br />
Investasi rendah,<br />
hanya perlu pipa<br />
dan sistem injeksi<br />
O2. Pay back<br />
period 1 – 3 tahun.<br />
Modifikasi atau<br />
mengganti sistem<br />
yang sudah ada<br />
Halaman 49 dari 131
3.5 Optimasi kinerja Power Boiler bahan bakar<br />
biomassa dan batubara<br />
Penggunaan bahan bakar biomassa pada pabrik<br />
pulp akan menghemat penggunaan batubara. Karena<br />
berbasis bioenergi maka emisi CO2 yang dihasilkan<br />
rendah. Untuk meningkatkan efisiensi pembakaran<br />
digunakan boiler tipe Fluidized Bed (FBC) dan Circulating<br />
Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC. Keuntungan<br />
menggunakan boiler tipe FBC selain fleksibel terhadap<br />
bahan bakar padat, efisiensi pembakaran yang tinggi dan<br />
berkurangnya emisi polutan yang merugikan seperti SOx<br />
dan NOx.<br />
Dalam sistim sirkulasi pada boiler tipe CFBC,<br />
parameter bed dijaga untuk membentuk padatan melayang<br />
dari bed. Padatan diangkat pada fase yang relatif terlarut<br />
dalam pengangkat padatan, dan sebuah down-comer<br />
dengan sebuah siklon merupakan aliran sirkulasi padatan.<br />
Tipe ini lebih menguntungkan karena dapat beroperasi<br />
pada kapasitas yang lebih besar, mengurangi emisi SO2<br />
dan NOx yang lebih besar pula.<br />
Halaman 50 dari 131
Gambar 3.11. FBC dan CFBC<br />
Halaman 51 dari 131
Tabel 3.5.Konservasi energi pada sistem Power Boiler (bahan<br />
bakar biomassa atau batubara)<br />
No. Konservasi energi Keuntungan Investasi<br />
1. Monitoring dan<br />
control kontinyu<br />
sistem<br />
pembakaran<br />
2. Menurunkan<br />
jumlah flue gas<br />
dengan<br />
menghindari<br />
kebocoran<br />
3. Mengurangi udara<br />
ekses<br />
4. Memperbaiki<br />
sistemisolasi<br />
sistemperpipaan<br />
Sistem pengendalian<br />
yang dapat mengukur,<br />
memonitor dan<br />
mengontrol oksigen<br />
dan karbon dapat<br />
mengoptimalkan<br />
campuran bahan<br />
bakar/udara untuk<br />
mencapai suhu flame<br />
yang tinggi, untuk<br />
mencapai efisiensi<br />
energi maksimal dan<br />
mengurangi emisi<br />
udara.<br />
Mencegah kebocoran<br />
dan menghemat energi<br />
2 – 5%.<br />
Penggunaan udara<br />
ekses (excess air)<br />
selama ± 15% dapat<br />
munurunkan emisi<br />
NOx<br />
Menghemat energi<br />
6 – 26%<br />
Mengaplikasikan<br />
sistemcontinuous<br />
monitoring dan<br />
kontrol mutakhir.<br />
Investasi<br />
$200000, pay<br />
back period 6<br />
bulan<br />
Pemeliharaan,<br />
monitoring dan<br />
inspeksi rutin<br />
-<br />
Pemeliharaan<br />
rutin dan<br />
mengganti<br />
dengan material<br />
baru<br />
Halaman 52 dari 131
Lanjutan Tabel 3.5. Konservasi energi pada sistem Power Boiler<br />
(bahan bakar biomassa atau batubara)<br />
No. Konservasi energi Keuntungan Investasi<br />
5. Pemeliharaan<br />
boiler (boiler<br />
maintenance)<br />
6. Penggunaan<br />
kembali<br />
kondensat<br />
(ccndensate<br />
return)<br />
7. Menimimalkan<br />
boiler blow down<br />
8. Blow down steam<br />
recovery<br />
Untuk menjaga boiler<br />
selalu bekerja<br />
maksimal (peak<br />
per<strong>for</strong>mance), dengan<br />
memperbaiki<br />
sistemmanajemen<br />
boiler maintenance<br />
yang baik dapat<br />
menghemat energi<br />
sebesar 10%.<br />
Menghemat air (fresh<br />
water) dan bahan kimia<br />
pengolahan air boiler<br />
Blowdown yang<br />
optimal akan<br />
meminimalkan<br />
pembentukan depost<br />
boiler, menghemat<br />
bahan bakar 1,1%<br />
Dapat menjaga sifatsifat<br />
termodinamika<br />
steam dan air,<br />
menurunkan potensi<br />
korosi dalam<br />
sistemperpipaan,<br />
menghemat bahan<br />
bakar 1,2%.<br />
Mengaplikasikan<br />
program<br />
manajemen<br />
pemeliharaan<br />
boiler<br />
Memasang<br />
sistem<br />
condensate<br />
return<br />
Memasang<br />
sistemblow down<br />
otomatis systems<br />
can be installed<br />
to optimize<br />
blow down rates<br />
Menambah<br />
instalasi<br />
sisteminstalasi<br />
continuous blow<br />
down heat<br />
recovery systems<br />
Halaman 53 dari 131
Konservasi energi lain yang dapat ditempuh pada<br />
industri pulp adalah aplikasi teknologi gasifikasi batubara,<br />
dimana dalam proses gasifikasi ini, hidrokarbon diubah<br />
menjadi gas sintetis (syngas) yang berupa campuran<br />
karbon monoksida dan hidrogen. Gas sintetis ini digunakan<br />
untuk membakar kapur (lime mud/CaCO3) pada proses<br />
kalsinasi (lime kiln) sehingga dapat menghemat konsumsi<br />
minyak dan dapat menurunkan emisi CO2.<br />
Gasifikasi juga dapat dilakukan terhadap biomassa<br />
yang terdapat pada pabrik pulp, antara lain kulit kayu, pin<br />
chips dan fines. Bahan bakar biomassa tersebut dibuat<br />
atau dicetak menjadi pellet kemudian dilakukan gasifikasi<br />
dalam reactor gasifier. Nilai kalor dari syngas yang<br />
terbentuk bisas mencapai sekitar 4 (empat) kali lipat jika<br />
biomassa tersebut langsung dibakar pada power boiler.<br />
Syngas dari gasifikasi biomassa ini dapat digunakan<br />
sebagai bahan bakar power plant yang terintegrasi<br />
recovery boiler maupun sebagai bahan bakar untuk lime<br />
kiln.<br />
Penggunaan bahan bakar bio lainnya yang dapat<br />
dikembangkan adalah memanfaatkan kandungan energi<br />
yang terdapat dalam NCG (non-condensible gases).<br />
Dengan kandungan metanol sebesar 1 % dalam NCG<br />
memungkinkan gas ini dapat diisolasi dan dapat digunakan<br />
untuk bahan bakar limekiln sehingga akan mengurangi<br />
kebutuhan minyak dan batubara serta mengurangi emisi<br />
CO2.<br />
Halaman 54 dari 131
BAB IV<br />
TEKNOLOGI PROSES PEMBUATAN KERTAS<br />
HEMAT ENERGI DAN KARBON RENDAH<br />
4.1 Teknologi Proses Pembuatan Kertas<br />
4.1.1 Stock Prep : Bagian Penggilingan (Refining)<br />
Bagian penggilingan adalah unit di stock prep yang<br />
paling banyak mengkonsumsi energi. Pada dasarnya<br />
tindakan penghematan yang dapat dilakukan adalah<br />
dengan meningkatkan refinability (daya giling) dari serat<br />
yang akan digiling. Cara yang paling konvensional untuk<br />
melakukan ini adalah dengan menggunakan aditif<br />
penggilingan. Salah satu contoh aditif seperti ini misalnya<br />
CMC (Carboxy Methylcellulose), yang cara kerjanya<br />
sebenarnya mirip komponen hemiselulosa dalam serat.<br />
Serat yang mengandung hemiselulosa lebih tinggi daya<br />
gilingnya juga lebih baik.<br />
Pemilihan model pisau refiner (refiner bar pattern)<br />
juga turut menentukan knsumsi energi penggilingan.<br />
Model-model mutakhir biasanya dirancang agar energi<br />
refiner serendah mungkin, dan yang terpenting lagi adalah<br />
model pisau untuk serat pendek jangan sampai disamakan<br />
dengan untuk serat panjang.<br />
Teknologi terkini untuk penghematan energi<br />
penggilingan adalah dengan menggunakan enzim. Untuk<br />
enzim tertentu, percobaan skala lab menunjukkan<br />
penghematan energi bisa terjadi hingga 40 %. Penggunaan<br />
enzim untuk penggilingan terus dikembangkan karena<br />
sangat efektif dan bahkan lebih ramah lingkungan dari<br />
pada menggunakan aditif kimia.<br />
Halaman 55 dari 131
4.1.2 Mesin Kertas : Bagian Pembentukan dan<br />
Pengepresan<br />
Semua mesin kertas menggunakan sistem vakum di<br />
bagian pembentukannya. Kerja sistem vakum yang tidak<br />
efektif menyebabkan peningkatan konsumsi energi dan<br />
steam untuk proses pemisahan air dari lembaran kertas.<br />
Oleh karena itu optimasi sistem vakum harus selalu<br />
dilakukan untuk mesin kertas. Bagian pembentukan yang<br />
umum digunakan adalah mesin Fourdrinier. Saat ini<br />
teknologi Gap Former sudah berkembang sedemikian<br />
sehingga merupakan alternatif dari mesin Fourdrinier<br />
dengan peningkatan kapasitas produksi sekitar 30 % dan<br />
penghematan energi sekitar 40kWh / ton kertas.<br />
Gambar 4.1 Teknologi Pengepresan Terkini (Shoe Press)<br />
Halaman 56 dari 131
Gambar 4.2 Perbandingan Kinerja Pengepresan<br />
Biasanya, proses pengepresan lembaran kertas<br />
dilakukan oleh dua permukaan rol yang berputar. Inovasi<br />
baru menunjukkan bahwa salahsatu rol, khususnya alas<br />
untuk pengepresan dapat digantikan oleh suatu material<br />
yang bertindak sebagai alas saat lembaran dipres oleh rol<br />
yang berputar (shoe press). Dengan cara seperti ini maka<br />
pijakan pengepresan menjadi lebih luas dibandingkan<br />
dengan yang konvensional. Hal ini menyebabkan<br />
terjadinya peningkatan kapasitas pengeluaran air saat<br />
pengepresan. Kekeringan lembaran bisa mencapai 35 –<br />
50% dibandingkan dengan 5 – 7 % untuk konvensional.<br />
4.1.3 Mesin Kertas : Bagian Pengeringan<br />
Penerapan teknologi maju untuk kontrol dryer<br />
menunjukkan adanya penghematan energi sebesar 4500 lb<br />
steam/jam, penurunan konsumsi energi, pengurangan<br />
biaya pemeliharaan, dan peningkatan produktivitas.<br />
Penurunan penggunaan udara untuk dryer dapat dilakukan<br />
jika menerapkan sistem hood tertutup dan mengoptimalkan<br />
sistem heat recovery. Sistem heat recovery dapat<br />
Halaman 57 dari 131
ditingkatkan dari 15 % menjadi 60 – 70 % bila disertai<br />
dengan perawatan yang benar.<br />
Suhu ventilasi pocket seringkali dikendalikan dengan<br />
suhu udara yang tinggi lebih dari kebutuhan minimalnya.<br />
Akibatnya banyak energi terbuang. Bila suhu ini diturunkan<br />
menjadi 180 – 195 °C, maka akan terjadi penghematan<br />
steam sekitar 1000 – 2000 lb / jam. Beberapa tindakan<br />
untuk memanfaatkan waste heat akan sangat membantu<br />
program penghematan energi. Penggunaan stationery<br />
syphon dalam dryer akan menghemat energi sebesar 0,85<br />
MMBTU per ton karena ada perbaikan efisiensi<br />
pengeringan. Penggunaan rekompresi mekanis untuk<br />
pemakaian ulang superheated steam ke dalam dryer,<br />
dapat menghemat energi sebesar 50 %. Sedangkan<br />
penggunaan sistem heat pump untuk memanfaatkan waste<br />
heat dalam dryer, akan memberikan penghematan energi<br />
sebesar 0,4 MMBtu per ton kertas. Panas dari ventilasi<br />
udara juga dapat dimanfatkan untk memanaskan fasilitas<br />
lain. Untuk hood yang menggunakan udara panas seperti<br />
di mesin tisu, panas udara buangnya dapat dimanfaatkan<br />
untuk memanaskan udara masuk.<br />
Penggunaan teknologi baru untuk proses<br />
pengeringan juga dimungkinkan, misalnya sistem<br />
pengeringan Condebelt. Dalam sistem ini, lembaran kertas<br />
dikeringkan dalam keadaan kontak dengan sabuk baja<br />
panas. Sistem ini diklaim 5 – 15 kali lebih cepat dari sistem<br />
konvensional, tetapi tidak cocok untuk kertas gramatur<br />
tinggi.<br />
Sistem Air Impingement Drying, menggunakan udara<br />
panas sehingga penggunaan steam lebih sedikit tetapi<br />
listriknya meningkat. Sistem ini sebenranya sangat cocok<br />
untuk pengeringan proses salut, tetapi untuk proses biasa<br />
pun dapat digunakan sebagai alternatif sistem pengeringan<br />
Halaman 58 dari 131
silinder konvensional. Penghematan steam bisa mencapai<br />
10 – 40 %, tetapi listriknya meningkat 5 %.<br />
Gambar 4.3 Sistem Pengeringan Condebelt<br />
A. Langsung B. Tak Langsung<br />
Gambar 4.4 Air-Impingement Drying<br />
Halaman 59 dari 131
Tabel 4.1 Perbandingan Kinerja Teknologi Baru<br />
Pengeringan<br />
Secara ringkas, tindakan yang dapat dilakukan<br />
untuk efisiensi proses pengeringan kertas adalah :<br />
a. Pengendalian Proses Drying<br />
b. Pengendalian Titik Embun<br />
c. Optimasi Pengeluaran Air di Forming dan Pressing<br />
d. Penurunan Kehilangan Energi Pada Blowthrough<br />
e. Penurunan Konsumsi Udara<br />
f. Optimasi Suhu Ventilasi Pocket<br />
g. Pemanfaatan Kembali Sisa Panas<br />
h. Penggunaan Shoe (Extended Nip) Press<br />
i. Optimasi Sistem Vakum mesin Kertas<br />
j. Penggunaan Teknologi Maju : Gap Forming;<br />
CondeBelt Drying; Air Impingement Drying<br />
4.2 Penghematan Energi dan Sumber Emisi Karbon Di<br />
Industri Kertas<br />
Energi digunakan pada berbagai satuan proses di<br />
industri kertas. Energi digunakan untuk menggerakkan<br />
motor, pompa, vakum, pengeringan, dan sebagainya.<br />
Peluang penghematan energi diberbagai tingkatan tentu<br />
Halaman 60 dari 131
saja ada, tetapi sebaiknya dipilah agar tindakan<br />
penghematan energi cukup efektif.<br />
Peran dan peluang penghematan energi pada<br />
berbagai proses utama di industri kertas, terlihat pada<br />
Tabel 4.2. Pada tabel tersebut, industri kertas<br />
dikategorikan ke dalam 2 kelompok : pabrik kertas<br />
berbahan baku pulp dan pabrik kertas terintegrasi. Pabrik<br />
kertas terintegrasi terdiri dari pabrik berbahan baku kayu<br />
dan berbahan baku kertas bekas. Ada perbedaan<br />
konsumsi energi antara kedua kategori pabrik untuk jenis<br />
kertas yang sama karena berbeda sumber bahan bakunya.<br />
Untuk pabrik kertas berbahan baku pulp, pulp berbentuk<br />
lembaran kering yang didatangkan atau dibeli dari luar,<br />
didalamnya ada faktor transportasi. Sedangkan pabrik<br />
terintegrasi pulp sudah tersedia di dalam pabrik dan dalam<br />
bentuk buburan sehingga bisa langsung dipakai.<br />
Pada Tabel 4.2 tersebut juga dapat dilihat, peluang<br />
terbesar untuk penghematan energi ada di dua tempat,<br />
yaitu refining dan drying. Refining adalah proses mekanis<br />
untuk memodifikasi serat agar layak dibuat lembaran dan<br />
berkontribusi langsung pada kualitas kertas. Drying atau<br />
pengeringan adalah proses pengeluaran air dari dalam<br />
lembaran dengan cara penguapan. Berbagai teknik<br />
pengeringan dapat diterapkan untuk meningkatkan<br />
efisiensi proses pengeringan ini. Secara keseluruhan,<br />
penggunaan energi di industri kertas terbaik didunia (Best<br />
Available <strong>Tech</strong>nology,BAT) tahun 2009 berdasarkan jenis<br />
bahan baku dan produknya dapat dilihat pada Tabel 4.2.<br />
Halaman 61 dari 131
Tabel 4.2 Peluang Penghematan Energi di Industri Kertas<br />
Sumber : (EU-China, 2009)<br />
Pada Tabel 4.3, dijelaskan kisaran intensitas energi<br />
untuk pabrik kertas 7,2 – 10,5 GJ/ADt, sedangkan pabrik<br />
terintegrasi 6,6 – 22,4 GJ/ADt. Data di atas adalah data<br />
BAT 2009, yang berarti teknologi terbaik yang ada dan<br />
paling praktis digunakan sat ini.<br />
Halaman 62 dari 131
Tabel 4.3 Intensitas Energi Terbaik Dunia 2009<br />
Bahan Baku Produk<br />
Intensitas Energi<br />
(Gj / Adt)<br />
<strong>Pulp</strong> Uncoated Fine (wood free) 9,0<br />
Coated Fine (wood free) 10,4<br />
Koran 7,2<br />
Karton 9,6<br />
Kraft Lainer 7,8<br />
Tisu 10,5<br />
Recovered<br />
<strong>Paper</strong><br />
Karton (Tanpa Deinking) 11,2<br />
Koran (Deinking) 7,6<br />
Tisu (Deinking) 11,3<br />
Kayu Bleached Uncoated Fine 18,3<br />
KraftLiner & Bag <strong>Paper</strong> 17,6<br />
Bleached Coated Fine 22,4<br />
Bleached Uncoated Fine 22,3<br />
Koran 6,6<br />
Kertas Majalah 7,3<br />
Karton 11,8<br />
Sumber : (Eu-China, 2009)<br />
Menurut (NCASI, 2005), emisi karbon dari industri<br />
pulp dan kertas dapat dikategorikan sebagai emisi<br />
langsung dan tidak langsung. Emisi langsung berarti emisi<br />
dari sumber yang berada dibawah kendali perusahaan.<br />
Sedangkan emisi tak langsung berarti emisi yang timbul<br />
akibat aktivitas perusahaan tetapi sumbernya ada dibawah<br />
kendali perusahaan lain. Beberapa contoh operasional<br />
pabrik kertas yang bisa menjadi sumber emisi karbon baik<br />
yang langsung maupun tidak langsung dapat dilihat pada<br />
Tabel 4.4.<br />
Halaman 63 dari 131
Tabel 4.4 Sumber Emisi Karbon pada Pabrik Kertas<br />
Emisi Sumber Emisi Karbon<br />
Emisi Langsung - Power boiler, turbin, atau peralatan<br />
pembakaran lain yang menghasilkan<br />
-<br />
steam atau power untuk pabrik<br />
Insinerator<br />
- Dryer dengan bahan bakar gas atau<br />
bahan bakar fosil lainnya<br />
- Kendaraan dan permesinan setempat<br />
- Kendaraan transportasi dari dan ke dalam<br />
perusahaan<br />
Emisi Tak<br />
- Penyiapan serat virgin atau serat<br />
Langsung<br />
sekunder<br />
- Screening, thickening, washing<br />
- Produksi kertas dan karton termasuk<br />
pembersihan stok dan refining<br />
- Proses salut<br />
- Trimming, roll wrapping, sheet cutting<br />
- Operasi normal kantor dan bangunan<br />
untuk pegawai<br />
- Peralatan pengolahan limbah<br />
- Peralatan kontrol emisi seperti ESP dan<br />
biofilter<br />
4.3 Gambaran Investasi Untuk Beberapa Proses Baru<br />
Berbagai peluang penghematan energi yang<br />
dipaparkan di atas adalah upaya yang sudah dilakukan<br />
industri kertas pada skala komersial, sehingga dengan<br />
demikian faktor tekno-ekonominya sudah teruji. Namun<br />
demikian untuk mendapatkan gambaran yang kongkrit,<br />
akan disajikan besaran investasi beberapa proses baru,<br />
yang akan dirangkum pada tabel berikut.<br />
Halaman 64 dari 131
Tabel 4.5 Gambaran Investasi Untuk Penghematan Energi<br />
Proses / Teknologi Penghematan Energi Perkiraan<br />
Investasi<br />
Shoe Press Steam 2-15% USD 40,24 /ton<br />
Gap Former Listrik 40 kWh/ton USD 75.750/ inci<br />
lebar<br />
Advanced Dryer Steam 2 kg/jam Pay Back Period : 3<br />
Control<br />
tahun<br />
Closed Hood and Steam 0,72 MMBTU/ton USD 9,57 / ton<br />
Ventilation System Listrik 6,3 kWh/ton<br />
Waste Heat<br />
Recovery<br />
Steam 0,4 MMBTU/ton USD 18 /ton<br />
Condebelt Drying Steam 15 %<br />
Listrik 20 kWh/ton<br />
USD 28 /ton<br />
Sumber : (EPA, 2010)<br />
Halaman 65 dari 131
BAB V<br />
PENGELOLAAN LINGKUNGAN PADA INDUSTRI<br />
PULP DAN KERTAS<br />
5.1 Pengelolaan Limbah Cair<br />
Limbah cair industri pulp dan kertas bersifat sangat<br />
mencemari sehingga dapat menimbulkan dampak<br />
terhadap kesetimbangan lingkungan terutama badan air<br />
penerima.Karakteristik limbah sangat bervariasi tergantung<br />
dari tahapan proses dimana limbah cair tersebut berasal.<br />
Bahan cemaran utama yang terkandung dalam limbah<br />
adalah bahan organik dari bahan baku serat, dan bahan<br />
kimia organik dan anorganik yang ditambahkan selama<br />
proses produksi , diantaranya adalah logam berat.<br />
Perkembangan teknologi yang mengarah pada<br />
peningkatan efisiensi proses produksi dan daur ulang air<br />
telah dapat mengurangi jumlah limbah cair yang terbentuk<br />
namun merubah karakteristik limbah menjadi lebih pekat.<br />
Karakteristik limbah cair yang mengandung bahan<br />
cemaran dengan kadar organik tinggi dan bersifat<br />
kompleks akan mendatangkan permasalahan apabila<br />
dibuang tanpa pengelolaan yang baik. Dalam pengelolaan<br />
limbah cair diperlukan pengolahan agar ketika dibuang<br />
keluar pabrik mencapai baku mutu limbah cair yang<br />
dipersyaratkan sehingga tidak melampaui daya dukung<br />
lingkungan penerima<br />
Pemilihan teknologi proses pengolahan limbah cair<br />
didasarkan atas karakteristik limbah, kehandalan dan<br />
kinerja proses, serta pertimbangan lingkungan.<br />
Pengolahan limbah cair pulp dan kertas dapat dilakukan<br />
dengan tahapan proses melalui perlakuan fisika, kimia, dan<br />
Halaman 66 dari 131
iologi atau kombinasinya sesuai dengan target hasil yang<br />
diharapkan<br />
5.1.1 Teknologi Proses Pengolahan<br />
5.1.1.1. Proses Fisika – Kimia<br />
Proses ini biasanya digunakan diawal pengolahan,<br />
tujuannya adalah untuk menghilangkan pencemar padatan<br />
tersuspensi terutama pada industri kertas yang<br />
menggunakan kertas bekas pada bahan bakunya.<br />
Pemisahan padatan tersuspensi berukuran halus dengan<br />
koloid perlu ditambahkan koagulan alum dan flokulan<br />
polielektrolit (PE). Proses sedimentasi yang merupakan<br />
rangkaian proses setelah koagulasi – flokulasi digunakan<br />
untuk memisahkan lumpur yang terbentuk dari limbah cair<br />
yang terolah. Konsumsi energi pada sistem pengolahan<br />
fisika – kimia secara keseluruhan adalah sekitar 20 – 30<br />
KW/m3. Energi tersebut digunakan untuk menjalankan<br />
pompa dan agitator di bak equalisasi, bak pencampur bak<br />
kimia dan clarifier<br />
5.1.1.2. Proses Biologi<br />
Pengolahan limbah cair industri pulp dengan proses<br />
biologi tujuan utamanya adalah menyisihkan pencemar<br />
senyawa organik terlarut dengan bantuan aktivitas<br />
mikroba. Saat ini proses biologi merupakan pengolahan<br />
limbah cair yang penting, terutama untuk indutri yang<br />
menerapkan sistem daur ulang air atau sistem tertutup.<br />
Berdasarkan kebutuhan oksigen untuk mendukung<br />
pertumbuhan dan aktivitas mikroba, perlakuan biologi<br />
dibedakan atas proses aerobik dan anaerobik. Proses<br />
aerobik digunakan untuk mengolah limbah cair yang<br />
kandungan bahan organiknya relatif sederhana atau<br />
bersifat mudah dibiodegradasi. Proses anaerobik<br />
Halaman 67 dari 131
diutamakan untuk mengolah air limbah yang beban<br />
organiknya tinggi dan merupakan senyawa kompleks yang<br />
sulit dibiodegradasi.<br />
5.1.1.2.a. Sistim aerobic<br />
Dalam sistem aerobik, bahan-bahan pencemar<br />
organik teroksidasi secara biologis menjadi air (H2O) dan<br />
gas CO2, dan juga menghasilkan sel-sel baru sebagai<br />
lumpur serta bahan sisa organik yang tidak<br />
terbiodegradasi.<br />
Pada umumnya pengolahan secara biologi proses<br />
aerobik yang banyak diterapkan di industri pulp dan kertas<br />
adalah sistim lumpur aktif karena mempunyai effesiensi<br />
pengolahan yang tinggi dan lahan yang digunakan tidak<br />
terlalu luas. Efektivitas proses lumpur aktif sangat<br />
dipengaruhi oleh beberapa faktor yang meliputi faktor<br />
lingkungan dan kondisi proses. Faktor lingkungan terdiri<br />
dari kebutuhan oksigen, nutrisi, temperatur,pH dan<br />
senyawa yang bersifat racun terhadap mikroorganisma<br />
lumpur aktif, sedangkan kondisi proses terdiri dari beban<br />
organik, umur lumpur dan daur ulang lumpur aktif.<br />
Tahapan proses pengolahannya terdiri dari<br />
equalisasi, aerasi lumpur aktif, sedimentasi, dan sistem<br />
pengembalian lumpur. Kebutuhan energi yang diperlukan<br />
secara keseluruhan sekitar 70-120 kW/m3. Energi tersebut<br />
sebagian besar digunakan untuk proses aerasi dan juga<br />
untuk menjalankan pompa dan agitator pada bak<br />
equalisasi, bak penambahan nutrisi dan clarifier serta<br />
thickener. Kondisi proses sistem lumpur aktif pada<br />
umumnya dioperasikan pada beban organik 0,10 – 0,55<br />
kgBOD/kgMLSS,hari, dengan konsentrasi mixed liquor<br />
suspended solid (MLSS) antara 2000-4000 ppm , waktu<br />
Halaman 68 dari 131
tinggal di bak aerasi antara 10 – 24 jam , dan dengan umur<br />
lumpur 5 – 15 hari.<br />
5.1.1.2.b. Sistim anaerobik<br />
Proses anaerobik adalah proses biodegradasi<br />
senyawa organik menjadi gas metan (CH4) dan karbon<br />
dioksida (CO2) oleh bakteri anaerob . Proses ini banyak<br />
dikembangkan untuk pengolahan air limbah pulping yang<br />
mempunyai kandungan bahan organik kompleks seperti<br />
senyawa lignin, tanin dan zat ekstraktif lainnya, dan juga<br />
pada air limbah pabrik kertas yang sistem daur ulang<br />
airnya tinggi.<br />
Proses penguraian senyawa organik komplek menjadi<br />
biogas oleh aktivitas bakteri yang hidup dalam lingkungan<br />
anaerob yang pada dasarnya dilakukan oleh 2 kelompok<br />
bakteri yang dominan yaitu :<br />
- Bakteri asidogenik , terdiri dari bakteri pembentuk asam<br />
organik, butirat dan propionat , serta asam asetat oleh<br />
bakteri asetogenik.<br />
- Bakteri metanogenik , terdiri bakteri asetofilik yang<br />
merubah asam asetat menjadi gas metan (CH4) , dan<br />
bakteri hidrogenofilik yang dapat merubah gas H2 dan<br />
CO2 menjadi gas CH4.<br />
Efektivitas pengolahan limbah cair dengan sistim<br />
anaerobik dipengaruruhi oleh beberapa faktor, diantaranya<br />
adalah suhu, pH, alkalinitas dan nutrisi dengan kondisi<br />
optimum sebagai berikut :<br />
- Suhu : 35 o C – 37 o C (mesofilik),<br />
: 45 o C – 55 o C (termofilik)<br />
- Alkalinitas : 1000 – 5000 mg/l CaCO3<br />
- Nutrisi : COD : N : P = 350 : 5 : 1<br />
- pH : asidifikasi < 6 ; metanasi > 6,5<br />
Halaman 69 dari 131
Untuk mengoptimalkan dan mendistribusikan<br />
aktivitas mikroba agar proses biodegradasi maksimal dapat<br />
digunakan bio reaktor yang diklasifikasikan sebagai<br />
bioreaktor pertumbuhan terdispersi dan bioreaktor biofilm.<br />
Pengolahan air limbah proses anaerobik pada industri pulp<br />
dan kertas umumnya menggunakan bioreaktor biofilm yaitu<br />
sistim anaerobik filter dan upflow anaerobic sludge blanket<br />
(UASB).<br />
5.1.1.2.b.i. Sistim anaerobik filter<br />
Sistim anaerobik filter didalam reaktornya<br />
dilengkapi media penunjang untuk melekatnya<br />
mikroorganisma, dan sebagai mekanisme perangkap bagi<br />
mikroorganisma yang berbentuk flok. Tempat<br />
menempelnya mikroorganisma dapat berupa batuan yang<br />
bersifat porous seperti kerikil, cincin keramik dan sekarang<br />
berkembang menjadi platik.<br />
Kebutuhan energi yang digunakan untuk pompa-<br />
pompa seperti pompa nutrisi,bahan kimia, resirkulasi<br />
masing-masing antara (0,75 – 1 kW). Sedangkan energi<br />
yang digunakan untuk agitator pada bak nutrisi ( larutan<br />
urea, H3PO4), antara (1,5 – 2,0 kW/m 3 )<br />
5.1.1.2.b.ii.Upflow Anaerobic Sludge Blanked (UASB)<br />
Pengolahan air limbah sistim anaerobik yang<br />
menggunakan reaktor upflow anaerobik sludge blanket<br />
(UASB) akan efektif digunakan pada sistem yang<br />
dilengkapi dengan unit pemanfatan biogas menjadi energi .<br />
Pada proses ini aliran limbah dipompa masuk kedalam<br />
reaktor adalah dari bawah keatas (up-flow). Pada<br />
pengoperasian awal bioreaktor adalah merupakan proses<br />
aklimatisasi mikroorganisme dan pembentukan lumpur<br />
Halaman 70 dari 131
granular dengan pengaturan laju aliran up-flow , maka<br />
mikroorganisma yang semula tersuspensi dalam cairan<br />
akan mengalami pertumbuhan biomasa lumpur<br />
membentuk granular . Granular adalah bentuk biomassa<br />
yang memiliki ukuran diameter 1 – 5 mm dan berat jenis<br />
yang besar. sehingga memiliki kemampuan mengendap<br />
yang baik. Pembentukan lumpur granular ini memerlukan<br />
pengendalian proses dengan persyaratan kondisi operasi<br />
tertentu dan penambahan mikronutrisi spesifik yang<br />
prosesnya berlangsung relatif lama tergantung pada<br />
karakterisitik air limbah yang diolah. Tercapai keadaan<br />
steady state dapat diidentifikasi berdasarkan :<br />
Fluktuasi efisiensi penurunan COD yang relative stabil<br />
Ratio (nilai perbandingan) konsentrasi asam volatile<br />
terhadap konsentrasi alkalinitas atau adalah 0,1<br />
Nilai pH larutan berfluktuasi pada daerah pH netral<br />
,yaitu berkisar antara 6,8 – 7,5<br />
Kebutuhan energi yang digunakan pada anaerobik<br />
sistem UASB ini relatif sama dengan sistem anaerobik<br />
filter. Sistim anaerobik UASB dapat beroperasi pada beban<br />
organik 10 – 30 kg COD/m 3 hari. Efesiensi pengolahan<br />
limbah cair industri pulp dan kertas dapat dicapai sebesar<br />
80–85 % dalam mereduksi pencemar COD. Produksi gas<br />
metan (CH4) yang terbentuk pada suhu 35 0 C adalah 0,41<br />
l/g COD reduksi. Berdasarkan hasil efesiensi pengolahan<br />
limbah cair yang sudah diterapkan di industri pulp<br />
mencapai reduksi COD sebesar 80 %, sedangkan<br />
komposisi gas metan mencapai 55-70 % atau dengan<br />
produksi sebanyak 0,3 – 0,4 m 3 /kg COD reduksi.<br />
Halaman 71 dari 131
5.1.2 Pengembangan Teknologi Anaerobik dan<br />
Penerapannya<br />
Pada umumnya emisi gas rumah kaca yang<br />
dihasilkan pada pengolahan limbah cair terdapat pada<br />
pengolahan sistim anaerobik dan digestasi<br />
sludge(lumpur). Pada pengolahan limbah cair sistim<br />
anaerobik, gas CH4 yang dihasilkan akan terurai menjadi<br />
gas CO2 yang tidak termasuk dalam perhitungan sebagai<br />
gas rumah kaca. Selain gas metan, dihasilkan juga gas<br />
N2O yang jumlahnya sangat kecil.<br />
Pengembangan teknologi anaerobik menuju emisi<br />
karbon rendah pada proses pengolahan limbah cair harus<br />
dilengkapi dengan sistim pengumpul off-gas dengan tujuan<br />
untuk mengendalikan emisi gas agar tidak lepas ke<br />
atmosfir, selain itu juga untuk menghilangkan bau. Dengan<br />
pengumpulan emisi gas tersebut memungkinkan gas<br />
metan yang terbentuk dari proses anaerobic dapat<br />
dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternative pengganti<br />
bahan bakar fuel.<br />
5.2 Pengelolaan Limbah Padat<br />
Industri pulp dan kertas selain menghasilkan limbah<br />
cair juga menghasilkan limbah padat yang jumlahnya<br />
cukup besar. Jenis dan karakteristik limbah padat yang<br />
dihasilkan dari industri pulp dan kertas bervariasi jenisnya,<br />
tergantung pada bahan baku, jenis produk yang dihasilkan,<br />
dan unit proses dimana limbah tersebut terbentuk.<br />
Pengelompokan jenis limbah padat dari sumber<br />
berdasarkan unit proses yang menghasilkannya akan<br />
memberikan gambaran karakteristik dari limbah padat<br />
tersebut, apakah termasuk limbah organik atau anorganik,<br />
dan apakah termasuk limbah bahan berbahaya dan<br />
Halaman 72 dari 131
eracun (limbah B3) atau limbah non B3. Dengan<br />
mengetahui karakteristik limbah padat ini, akan dapat<br />
menentukan teknologi pengelolaannya yang tepat.<br />
Sumber dan jenis limbah padat dari industri pulp dan<br />
kertas secara umum dapat dilihat pada Tabel 5.1.<br />
Tabel 5.1 Sumber dan Jenis Limbah Padat Industri <strong>Pulp</strong> dan<br />
Kertas<br />
Sumber limbah Jenis limbah<br />
1. Unit penyediaan bahan<br />
baku kayu<br />
2. Unit pencucian dan<br />
penyaringan pulp<br />
3. Unit pemulihan bahan<br />
kimia (CRP)<br />
4. Unit persiapan kertas<br />
bekas<br />
5. Unit pengolahan air<br />
limbah (IPAL)<br />
6. Unit power plant<br />
- Kulit dan serbuk kayu, lumpur,<br />
pasir<br />
- Padatan sisa saring (reject)<br />
berupa mata kayu<br />
- Lumpur kapur (lime mud),<br />
dreg dan grit<br />
- Lumpur serat, plastik, lumpur<br />
tinta<br />
- Lumpur primer, lumpur<br />
sekunder<br />
- Abu (fly ash dan bottom ash)<br />
Dari beberapa limbah padat yang dihasilkan<br />
tersebut yang jumlahnya besar dan menimbulkan masalah<br />
adalah limbah organik berupa sludge dari unit IPAL;<br />
limbah anorganik berupa abu hasil pembakaran (fly ash)<br />
unit power plant dan unit insinerator. Abu yang dihasilkan<br />
dari unit power plant dibedakan dari jenis bahan bakarnya<br />
yaitu yang berasal dari fosil (batubara, minyak, dan lainlain),<br />
dan biomas (kulit kayu, cangkang kelapa sawit dan<br />
lain-lain). Menurut peraturan lingkungan abu dari batubara<br />
termasuk klasifikasi limbah B3 sedangkan abu biomas<br />
merupakan limbah non B3. Limbah padat tersebut perlu<br />
dikelola dengan baik untuk mencegah dampak negatif<br />
terhadap lingkungan, khususnya limbah organik yang<br />
Halaman 73 dari 131
merupakan sumber karbon yang berkontribusi dalam<br />
memproduksi emisi karbon (GRK) yang berkaitan dengan<br />
issue global warming.<br />
Tabel 5.2 Keunggulan dan Kelemahan dari Teknologi<br />
Pengelolaan Limbah Padat<br />
Teknologi<br />
Item Landfill Insinerasi Pengomposan Digestasi<br />
Aerobik Anaerobik<br />
Daya hancur<br />
limbah<br />
lambat cepat Sedang sedang<br />
Efektifitas<br />
proses<br />
rendah tinggi Sedang sedang<br />
Konsumsi<br />
energi<br />
rendah tinggi Rendah sedang<br />
Pengendalia<br />
n proses<br />
mudah sulit Sedang sulit<br />
Kebutuhan<br />
lahan<br />
besar kecil Besar sedang<br />
Investasi alat besar besar Sedang besar<br />
Biaya<br />
operasional<br />
rendah tinggi Sedang tinggi<br />
Potensi<br />
pemanfaatan<br />
energi<br />
rendah tinggi Rendah tinggi<br />
Potensi emisi<br />
gas<br />
rendah tinggi Sedang sedang<br />
Ada beberapa teknologi pengelolaan limbah padat<br />
yang digunakan di industri pulp dan kertas, yang<br />
pemilihannya didasarkan atas tinjauan dari beberapa<br />
aspek baik teknis, ekonomi, maupun lingkungan. Di sisi lain<br />
juga mempertimbangkan kemungkinan adanya potensi<br />
limbah tersebut untuk dimanfaatkan menjadi produk<br />
Halaman 74 dari 131
samping. Pengelolaan limbah padat di industri pulp dan<br />
kertas pada umumnya menggunakan teknologi : (1) landfill;<br />
(2). insinerasi; (3). digestasi anaerobik dan (4).<br />
pengomposan. Pemilihan penerapan teknologi tersebut di<br />
industri pulp dan kertas dipertimbangkan atas dasar<br />
keunggulan dan kelemahan dari masing-masing teknologi<br />
(Tabel 5.2.).<br />
5.2.1 Landfill<br />
Pengelolaan limbah padat dengan landfill dipilih<br />
atas dasar tujuan bahwa limbah padat tersebut tidak<br />
dimanfaatkan dan akan dibuang ke lingkungan melalui<br />
proses penimbunan ke media tanah. Limbah padat industri<br />
pulp dan kertas yang dikelola melalui penimbunan di landfill<br />
pada umumnya meliputi limbah yang terkontaminasi limbah<br />
B3, abu insinerator dan abu pembakaran batu bara yang<br />
masuk klasifikasi limbah B3 , dan limbah padat lain yang<br />
tidak dapat dimanfaatkan dan harus dibuang ke<br />
lingkungan. Dari jenis limbah padat yang ditimbun, limbah<br />
organik akan diuraikan oleh mikroba menjadi gas yang<br />
lepas ke atmosfer yang dapat mengkontribusi GRK.<br />
Sedangkan limbah anorganik akan terakumulasi dan<br />
terlarut dalam lindi atau leachate yang dapat menimbulkan<br />
pencemaran air tanah.<br />
Mekanisme proses yang terjadi dalam landfill<br />
berlangsung lambat dan terdiri dari beberapa fase<br />
penguraian seperti terlihat pada Gambar 5.1. fase-fase<br />
tersebut meliputi beberapa tahap yaitu proses aerobik;<br />
aerobik fakultatif, anaerobik.<br />
Halaman 75 dari 131
Gambar 5.1 Fase-Fase Pada Tahapan Proses Anaerobik<br />
Gas hasil penguraian mikroba di dalam landfill<br />
didominasi oleh gas CH4 dan CO2 yang masing-masing<br />
memiliki konsentrasi relatif sama. Sedangkan gas lainnya<br />
yang terbentuk dapat berupa gas organik volatile non<br />
metan, NOx, CO dan H2. Gas metan (CH4) yang dihasilkan<br />
dari landfill besarnya sangat variasi yang ditentukan oleh<br />
teknologi yang digunakan dan fungsi dari beberapa<br />
faktor(EPA, 2009), diantaranya yaitu:<br />
1. Jumlah total dari limbah yang dibuang ke landfill per<br />
tahun<br />
2. Umur penimbunan landfill<br />
3. Karakteristik limbah, seperti temperatur dan kadar air<br />
tanah<br />
Halaman 76 dari 131
5.2.1.1. Pengembangan Teknologi Landfill dan<br />
Penerapannya<br />
Teknologi landfill yang berkembang saat ini<br />
dilengkapi dengan pengendalian terhadap jumlah dan jenis<br />
limbah yang masuk landfill dan adanya penanganan lindi<br />
(leachate). Pada pengembangan teknologi selanjutnya<br />
dilengkapi dengan sistem pengumpulan gas untuk flaring<br />
dan penggunaan gas untuk menghasilkan energi. Instalasi<br />
landfill dan kelengkapan komponennya yang menghasilkan<br />
emisi karbon rendah dapat dilihat pada Gambar 5.2.<br />
Gambar 5.2 Landfill dengan Sistem Pengumpulan Gas<br />
Metan dan Pemanfaatan Energinya. (<br />
US.EPA, 2008)<br />
Sistem pengumpul gas pada landfill diantaranya<br />
terdiri dari penangkap gas (wells), pipa-pipa, blower, dan<br />
teknologi lain yang memungkinkan dapat meningkatkan<br />
kinerja pengendalian gas. Pada beberapa landfill sistem<br />
flare hanya ada bila gas landfill dibakar dan dibuang.<br />
Sedangkan landfill yang memanfaatkan gas untuk energi<br />
menggunakan teknologi pembakaran gas landfiil dengan<br />
Halaman 77 dari 131
memasang peralatan seperti turbin, mesin reciprocating,<br />
boiler, heater, atau kiln sebagai unit utama. Untuk tujuan<br />
regulasi dan keamanan , rancangan landfill dengan<br />
teknologi pemanfaatan gas untuk produk energi tetap<br />
harus dilengkapi pula dengan sistem flare<br />
Landfill dirancang pula dengan tujuan untuk<br />
mencegah pencemaran dari timbulan lindi dari limbah yang<br />
termasuk katagori limbah B3. Landfill didesain atas dasar<br />
klasifikasi kontruksi pelapisan yang disesuaikan dengan<br />
tingkatan potensi dampak pencemaran. Menurut peraturan<br />
lingkungan di Indonesia, kontruksi landfill dibagi atas 3<br />
kategori, yaitu : kategori I (double liner ), kategori II (single<br />
liner), kategori III (clay liner) , yang secara berurutan<br />
merupakan landfill dengan persyaratan berat , sedang ,<br />
dan ringan. Untuk mengaplikasikan teknologi landfill ini<br />
harus melalui tata cara perizinan yang ditetapkan oleh<br />
Kementerian Lingkungan Hidup (KLH).<br />
Pada umumnya landfill yang ada pada industri pulp<br />
dan kertas di Indonesia masih menggunakan teknologi<br />
yang hanya bertujuan untuk mencegah pencemaran air<br />
tanah. Berdasarkan karakteristik limbahnya dan mengikuti<br />
peraturan yang berlaku, pada umumnya kontruksi landfill di<br />
industri pulp dan kertas didesain mengikuti kategori III,<br />
yang dilengkapi dengan instalasi pengumpulan dan<br />
pengolahan lindi. Landfill ini belum dilengkapi dengan<br />
sistem pengendalian gas atau instalasi pengumpul gas<br />
atau sistem flare , sehingga gas landfill terlepas ke<br />
atmosfer.<br />
Halaman 78 dari 131
5.2.2 Insinerasi<br />
Proses insinerasi adalah alternatif pengelolaan<br />
limbah padat yang dipilih atas dasar kemampuannya dalam<br />
mengurangi jumlah limbah dengan cepat dan hanya<br />
menyisakan sedikit abu. Pada proses insinerasi senyawa<br />
organik dioksidasi membentuk gas CO2 dan uap air serta<br />
energi dalam bentuk panas yang dapat direkaveri. Cara<br />
insinerasi ini akan menguntungkan bila limbah yang<br />
dibakar mengandung bahan organik tinggi dengan kadar<br />
abu yang rendah (< 10%), kadar air rendah (< 60%), serta<br />
memiliki nilai kalor yang tinggi (> 3000 kalori).<br />
5.2.2.1. Pengembangan Teknologi Insinerasi dan<br />
Penerapannya<br />
Teknologi insinerator mengalami perkembangan<br />
yang cukup pesat, sejalan dengan peningkatan kebutuhan<br />
energi serta timbulnya isu lingkungan yang berkaitan<br />
dengan pemanasan global (global warming). Teknologi<br />
selanjutnya memberikan peluang untuk memanfaatkan<br />
energi yang dihasilkannya untuk produksi steam dan<br />
akhirnya menjadi produk listrik.<br />
Perkembangan desain insinerator yang semula<br />
hanya dilengkapi penanganan emisi gas dengan cara<br />
sederhana melalui cyclone saja, menjadi dapat menangani<br />
pula permasalahan limbah B3. Berdasarkan karakteristik<br />
limbah bervariasi dan pertimbangan aspek teknis,<br />
lingkungan dan ekonomi, maka dapat dipilih tipe-tipe<br />
insinerator yang umum dipakai di industri, diantaranya<br />
adalah sebagai berikut dibawah ini.<br />
Halaman 79 dari 131
5.2.2.1.a. Rotary Kiln Incinerator<br />
Tipe insinerator ini banyak digunakan karena<br />
dapat digunakan untuk mengolah berbagai jenis limbah<br />
dengan kisaran kadar air yang bervariasi.<br />
Gambar 5.3 Rotary Kiln Incinerator<br />
(http://www.google.co.id/search?hl=id&source=Rotary<br />
+Kiln+Incinerator)<br />
Rotary kiln berbentuk silinder horizontal yang<br />
berputar dengan kecepatan antara 0,75 – 2,5 rpm<br />
sehingga terjadi pencampuran antara limbah dengan udara<br />
pembakaran. Waktu tinggal limbah dalam kiln bervariasi<br />
antara beberapa detik hingga beberapa jam. Suhu<br />
pembakaran mempunyai rentang antara 815 – 1650 0 C.<br />
5.2.2.1.b. Fluidized Bed Incinerator<br />
Insinerator tipe ini mempunyai ruang bakar<br />
sistem fluidisasi dengan kontruksi rapat dan kedap udara<br />
untuk menjaga sistem pada tekanan positif dan mencegah<br />
Halaman 80 dari 131
kebocoran panas dari hasil pembakaran. Ruang bakar<br />
berisi tumpukan pasir yang akan terfluidisasi oleh<br />
hembusan udara yang mengalir masuk dengan dipanaskan<br />
dulu oleh gas hasil pembakaran. Limbah yang akan<br />
dibakar masuk melalui conveyor dengan pemanfaatan<br />
udara panas yang kontak sepanjang conveyor hingga<br />
limbah mengalami pengeringan lanjut untuk meningkatkan<br />
kadar padatan. Umpan limbah yang masuk jatuh pada<br />
tumpukan pasir yang kemudian terfluidisasi oleh aliran<br />
udara panas dengan turbulensi tinggi.<br />
Gambar 5.4 Fludized Bed Incinerator<br />
(http://www.google.co.id/images?um=fludized+bed+incinerator)<br />
Dengan sistem fluidisasi ini maka terjadi kontak antara<br />
pasir panas dengan limbah , sehingga air yang terkandung<br />
dalam limbah berubah menjadi uap, dan akhirnya terjadi<br />
pembakaran yang optimum. Bagian dalam ruang bakar<br />
dilapisi bahan tahan api, sedangkan pipa-pipa dibuat dari<br />
baja tahan karat untuk mencegah abrasi dan erosi serta<br />
kerusakan akibat pengaruh gas hasil pembakaran. Pada<br />
insinerator ini juga dirancang sistem yang mencegah<br />
terbawanya pasir dan abu ikut kedalam aliran gas hasil<br />
pembakaran.<br />
Halaman 81 dari 131
Di Indonesia, penerapan insinerator untuk<br />
pengelolaan limbah industri harus mengikuti peraturan dan<br />
pedoman yang telah ditetapkan oleh Kementerian KLH<br />
antara lain :<br />
- Desain insinerator memiliki spesifikasi yang memenuhi<br />
persyaratan yang ditentukan.<br />
- Melakukan uji coba pengoperasian insinerator dan<br />
pengendalian pencemaran emisi gas<br />
- Mencatat kondisi operasi, hasil pembakaran, dan<br />
efisiensi pembakaran<br />
- Melaksanakan pemantauan sesuai ketentuan yang<br />
ditetapkan.<br />
Pada umumnya penerapan insinerator untuk<br />
pengelolaan limbah padat banyak dilakukan oleh industri<br />
kertas yang menggunakan bahan baku kertas bekas,<br />
terutama yang ada proses deinking. Saat ini pertimbangan<br />
penggunaan insinerator di industri pulp dan kertas, masih<br />
terbatas pada pemenuhan peraturan dalam pengelolaan<br />
limbah. Teknologi yang mengarah pada pemanfaatan<br />
energi hasil pembakaran masih dalam tahap kajian dan uji<br />
coba. khususnya untuk menghasilkan steam dan tenaga<br />
listrik. Dari pemilihan tipe insinerator, baik yang tipe Rotary<br />
Kiln maupun yang Fluidized Bed, keduanya sudah<br />
diterapkan di industri kertas di Indonesia. Dengan<br />
berkembangnya teknologi insenerasi memungkinan pula<br />
pemanfaatan limbah padat melalui proses gasifikasi. Untuk<br />
mendapatkan efisiensi yang lebih tinggi, limbah padat<br />
dapat diumpankan dalam bentuk pelet atau briket.<br />
Halaman 82 dari 131
5.2.3 Pengomposan<br />
Tujuan pengomposan adalah untuk menstabilkan<br />
bahan-bahan organik yang berasal dari limbah,<br />
mengurangi bau, membunuh organisme patogen dan<br />
akhirnya menghasilkan produk yang disebut pupuk organik<br />
(kompos) dan sesuai untuk diaplikasikan di tanah (land<br />
application) dan tanaman. Mekanisme proses<br />
pengomposan bahan organik menjadi kompos dan emisi<br />
gas dapat dilihat pada Gambar 5.5.<br />
Mikroorganisme<br />
mati<br />
Humus/kompos<br />
Udara<br />
(O2)<br />
Karbohidrat/lipid<br />
Selulosa<br />
Protein<br />
Lignin<br />
Abu (ash)<br />
Nitrogen<br />
anorganik<br />
Organisme baru<br />
Kelembaban<br />
Siklus<br />
nitrogen<br />
Metabolit<br />
intermediate<br />
panas<br />
Gambar 5.5 Proses Pengomposan dan Emisi Gas yang<br />
Dihasilkan<br />
(Sumber : Valzano, F. et al, 2001)<br />
Pada proses pengomposan akan terjadi<br />
peningkatan suhu dari mesofilik ke termofilik. Ketika suhu<br />
mencapai 40°C, aktivitas mikroba mesofilik diganti oleh<br />
CO<br />
Halaman 83 dari 131<br />
2<br />
H2<br />
O<br />
Panas
mikroba termofilik. Pada suhu di atas 55°C beberapa<br />
mikroorganisme yang bersifat pathogen akan mati. Selama<br />
fase termofilik, suhu tinggi mempercepat penguraian<br />
protein, lemak dan karbohidrat seperti selulosa dan<br />
hemiselulosa. Setelah sebagian besar bahan terurai, maka<br />
suhu akan berangsur-angsur mengalami penurunan.<br />
Selama proses pengomposan akan terjadi penyusutan<br />
volume maupun biomassa bahan. Pengurangan ini dapat<br />
mencapai 30-40% dari volume/bobot awal bahan.<br />
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses<br />
pengomposan antara lain rasio C/N; ukuran partikel;<br />
aerasi; porositas; kandungan air; suhu; pH; kandungan<br />
bahan-bahan berbahaya. Kondisi optimum dari beberapa<br />
faktor tersebut dapat dilihat pada Tabel 5.4. Lama waktu<br />
pengomposan tergantung pada karakteristik bahan yang<br />
dikomposkan, metode pengomposan dan aktivator yang<br />
ditambahkan.<br />
Tabel 5.3 Beberapa Faktor yang Berperan dalam Proses<br />
Pengomposan<br />
Parameter Nilai Optimum<br />
C/N ratio 35 : 1<br />
kadar air 50 – 75%, tergantung jenis bahan yang akan<br />
dikomposkan.<br />
Ukuran 50 mm untuk pengomposan cara windrow<br />
partikel<br />
Aliran udara 0,6 – 1,8 m3 udara.hari-1,kg-1padatan<br />
tervolatil selama phase termofilik dan menurun<br />
pada phase pematangan.<br />
pH 6,5 – 8,0<br />
Oksigen > 10% v/v<br />
Temperatur 55 o C ( 50-65 o C)<br />
Sumber : Turpeinen, 2007<br />
Halaman 84 dari 131
5.2.3.1. Teknologi Proses Pengomposan dan<br />
Penerapannya<br />
Proses pengomposan yang terjadi secara alami<br />
berlangsung lama dan lambat. Untuk mempercepat proses<br />
pengomposan telah banyak dikembangkan teknologi<br />
pengomposan dari teknologi sederhana, sedang, sampai<br />
teknologi tinggi. Pada prinsipnya pengembangan teknologi<br />
pengomposan didasarkan untuk mengoptimalkan proses<br />
biodegradasi bahan organik, sehingga pengomposan dapat<br />
berjalan dengan lebih cepat dan efisien.<br />
Teknologi pengomposan sangat beragam, baik<br />
secara aerobik maupun anaerobik, dengan atau tanpa<br />
aktivator pengomposan. Aktivator pengomposan yang<br />
sesuai dapat mempercepat proses pengomposan.<br />
Pengomposan secara aerobik paling banyak digunakan,<br />
karena mudah dan murah untuk dilakukan, serta tidak<br />
membutuhkan kontrol proses yang terlalu sulit. Proses<br />
pengomposan dapat diklasifikasikan dalam 2 sistem, yaitu:<br />
- Sistem terbuka (Unconfined process)<br />
- Sistem tertutup (Confined processes)<br />
5.2.3.1.a. Proses pengomposan sistem terbuka<br />
Proses ini meliputi proses windrow dan aerated<br />
static pile. Secara umum, tahapan dari kedua proses<br />
tersebut adalah serupa, hanya teknologi prosesnya yang<br />
berbeda. Pada metoda windrow, kontak oksigen dengan<br />
tumpukan kompos berlangsung secara konveksi alami<br />
dengan pembalikan; sedangkan pada aerated static pile<br />
dilakukan dengan pengaliran udara.<br />
Halaman 85 dari 131
5.2.3.1.b. Proses pengomposon sistem tertutup<br />
Mekanisasi proses pengomposan berlangsung<br />
dalam sistem atau reaktor tertutup. Sistem ini dirancang<br />
untuk mengatasi masalah bau dan mempercepat waktu<br />
proses dengan pengaturan kondisi lingkungan, seperti<br />
aliran udara, temperatur dan konsentrasi oksigen. Sistem<br />
tertutup ini membutuhkan biaya investasi yang jauh lebih<br />
mahal dibandingkan sistem terbuka.<br />
Industri pulp dan kertas di beberapa negara, telah<br />
melakukan pengelolaan limbah sludgenya dengan cara<br />
memanfaatkannya sebagai kompos dengan kualitas yang<br />
telah memenuhi syarat (Carter,1983). Beberapa industri<br />
pulp dan kertas di Indonesia telah mengkaji pula<br />
pemanfaatan limbah sludgenya sebagai kompos dan uji<br />
cobanya ke tanaman. Hasil kajian mengindikasikan bahwa<br />
aplikasi kompos sludge dengan dosis 10 ton/ha dapat<br />
meningkatkan produktivitas berbagai tanaman keras dan<br />
kualitas tanah secara signifikan. Namun penerapan secara<br />
kontinyu hanya dilakukan oleh industri yang memiliki HTI.<br />
5.2.4. Proses Digestasi Anaerobik<br />
Mekanisme reaksi biokimia yang terjadi dalam<br />
proses anaerobic dapat dilihat pada Gambar 5.6. Proses<br />
digestasi anaerobik merupakan proses biodegradasi<br />
senyawa organik oleh aktivitas bakteri anaerob melalui<br />
beberapa tahapan yaitu hidrolisis, asidifikasi dan metanasi.<br />
Biodegradasi anaerobik menghasilkan biogas yang terdiri<br />
dari gas metana (50 – 70%), CO2 (25 – 45 %) dan sejumlah<br />
kecil hidrogen, nitrogen dan H2S (Elizabeth. 1981;<br />
kharistya. 2004).<br />
Halaman 86 dari 131
Gambar 5.6 Tahapan Proses Digestasi Anaerobik<br />
Hidrolisis merupakan proses pemecahan insoluble<br />
organics yang besar dan komplek menjadi molekul kecil<br />
yang dapat dihantarkan ke sel mikroba dan dapat<br />
dimetabolisasi (Thompson, 2008). Proses hidrolisis dapat<br />
dilakukan secara enzimatis mengubah organik kompleks<br />
tersuspensi menjadi organik sederhana terlarut secara<br />
yang dapat digunakan oleh bakteri (Thompson, 2008).<br />
Tahap asidifikasi yaitu tahap kompleks yang<br />
melibatkan proses pembentukan asam, produksi hidrogen,<br />
dan tahap asetogenik. Gula, asam lemak rantai panjang<br />
dan asam amino yang terbentuk dari hidrolisis digunakan<br />
sebagai substrat. Asam organik dengan berat molekul<br />
rendah yang dihasilkan dari tahap asidogenesis akan diurai<br />
menjadi gas metan (CH4) dan CO2 oleh bakteri<br />
metanogenik. Biogas sebagai produk samping dekomposisi<br />
Halaman 87 dari 131
zat organik telah dipertimbangkan sebagai sumber energi<br />
alternatif. Komposisi biogas umumnya terdiri dari CH4 55 –<br />
70%; CO2 27 – 45%; N2 0 – 3%; H20 – 1%; H2S
Gambar 5.7. Digestasi Anaerobik Satu Tahap Sistem Basah.<br />
http://www.ciwmb.ca.gov/Publications/<br />
Halaman 89 dari 131
Gambar 5.8 Digestasi Anaerobik Satu Tahap Sistem Kering<br />
(http://www.ciwmb.ca.gov/Publications/)<br />
5.2.4.1.b. Digestasi Dua Tahap<br />
Sistem digestasi anaerobik dua tahap merupakan<br />
suatu proses dimana langkah-langkah pembentukan asam<br />
(hidrolisis dan fermentasi asam volatil) secara fisik terpisah<br />
dari langkah pembentukan biogas (gas metan). Hal ini<br />
berbeda dengan digestasi anaerobik satu tahap, dimana<br />
asidogenesis dan metanogenesis terjadi bersama-sama<br />
(Shuizhou, et al, 2005).<br />
Sistem digestasi dua tahap yang memisahkan<br />
pembentukan asam lemak volatil (VFA) dari proses<br />
metanogenesis dapat meningkatkan kinerja digestasi<br />
secara keseluruhan (Elliott, et al. 2007). Hal ini ditunjukkan<br />
dari kinerja proses digestasi anaerobik dua tahap yang<br />
dapat mencapai bukan hanya produksi hidrogen tetapi juga<br />
Halaman 90 dari 131
produksi metan yang lebih tinggi yang diperoleh dengan<br />
cara meningkatkan kinerja proses hidrolisa pada tahap<br />
awal. Produksi gas metan yang dicapai sekitar 21% lebih<br />
tinggi daripada yang diperoleh dalam proses digestasi satu<br />
tahap (Liu, et al. 2008). Dengan demikian proses digestasi<br />
anaerobik dua-tahap menjadi hal yang sangat penting<br />
untuk meningkatkan produksi biogas untuk menghasilkan<br />
metan (Medhat, et al. 2004). Diagram alir digestasi<br />
anaerobik 2 tahap dapat dilihat pada Gambar 5.9.<br />
Gambar 5.9 Diagram Alir Digestasi Anaerobik 2 Tahap<br />
(Sumber : http://www.ciwmb.ca.gov/Publications/)<br />
Industri pulp dan kertas di beberapa negara, telah<br />
melakukan pengelolaan limbah sludgenya dengan cara<br />
memanfaatkannya sebagai kompos dengan kualitas yang<br />
telah memenuhi syarat (Carter,1983). Beberapa industri<br />
pulp dan kertas di Indonesia telah mengkaji pula<br />
pemanfaatan limbah sludgenya sebagai kompos dan uji<br />
cobanya ke tanaman. Hasil kajian mengindikasikan bahwa<br />
aplikasi kompos sludge dengan dosis 10 ton/ha dapat<br />
Halaman 91 dari 131
meningkatkan produktivitas berbagai tanaman keras dan<br />
kualitas tanah secara signifikan. Namun penerapan secara<br />
kontinyu hanya dilakukan oleh industri yang memiliki HTI.<br />
5.3 Pengelolaan Emisi Gas<br />
5.3.1 Sumber dan Karakteristik<br />
Sumber emisi terbesar pada indutri pulp dan kertas<br />
adalah dari unit proses yang menggunakan bahan kimia<br />
seperti unit pulping, unit proses pemulihan bahan kimia<br />
(chemicals recovery unit), unit pemutihan pulp dan<br />
pembuatan kertas. Dari proses ulping akan menghasilkan<br />
pencemar gas berupa senyawa sulfur, senyawa karbon<br />
dan senyawa nitrogen, sedangkan emisi dari unit CRP<br />
terutama berupa partikulat seperti Na2SO4, Na2CO3, dan<br />
gas-gas sulfur yang menimbulkan sumber bau. Serta dari<br />
proses pemutihan menghasilkan gas klorin. Sumber dan<br />
Karakteristik Emisi Gas dan Partikulat dapat dilihat pada<br />
Tabel 5.5.<br />
Tabel 5.4. Sumber dan Karakteristik Emisi Gas dan Partikulat<br />
Unit proses Emisi Gas Partikulat<br />
Persiapan Bahan<br />
Baku Kayu<br />
- -<br />
Unit pulping<br />
Unit CRP<br />
senyawa metil merkaptan<br />
(CH3HS),<br />
dimetil sulfida (CH3CH3S),<br />
dimetil disulfida (CH3CH3S2),<br />
gas-gas yang tidak<br />
terkondensasi<br />
Halaman 92 dari 131
Lanjutan Tabel 5.4. Sumber dan Karakteristik Emisi Gas<br />
dan Partikulat<br />
Unit proses Emisi Gas Partikulat<br />
Recovery<br />
boiler<br />
Evaporator<br />
senyawa metil merkaptan<br />
(CH3HS),<br />
dimetl sulfida (CH3CH3S),<br />
dimetil disulfida (CH3CH3S2)<br />
H2S, dan NOx<br />
H2S<br />
metil merkaptan (CH3HS).<br />
partikulat<br />
Lime kiln NOx, H2S. partikulat<br />
Unit pemutihan<br />
pulp<br />
Unit Power plant<br />
termasuk<br />
cogeneration<br />
Unit pembuatan<br />
kertas<br />
gas klor,<br />
klor dioksida<br />
volatile<br />
(VOCs)<br />
SO2,<br />
NOx,<br />
CO dan<br />
organic compounds<br />
trace element<br />
<strong>for</strong>maldehid<br />
partikulat<br />
Proses pembuatan pulp secara kimia dan semi<br />
kimia menghasilkan sejumlah emisi termasuk volatile<br />
organic seperti metanol, <strong>for</strong>maldehid, asetaldehid dan metil<br />
etil keton maupun gas-gas sulfur tereduksi. Emisi gas yang<br />
mengandung sulfur tereduksi (H2S, metil merkaptan,<br />
dimetil sulfida dan dimetil disulfida) menimbulkan bau yang<br />
sangat mengganggu walaupun dalam konsentrasi rendah.<br />
Secara keseluruhan senyawa-senyawa tersebut<br />
dinyatakan sebagai senyawa sulfur tereduksi total (TRS)<br />
yang dilepaskan dari berbagai sumber dalam proses<br />
pembuatan pulp kimia kraft dan semi kimia. Emisi gas yang<br />
dikeluarkan dari proses pembuatan pulp proses kraft dapat<br />
Halaman 93 dari 131
menyebabkan terjadinya pencemaran udara. Sebelum<br />
dilepaskan ke lingkungan emisi gas tersebut harus<br />
dikendalikan terlebih dahulu agar tidak melewati batas<br />
baku mutu emisi. Pada dasarnya pengendalian emisi gas<br />
adalah melalui pembersihan emisi dengan memisahkan<br />
partikulat dan gas pencemarnya. Umumnya pengendalian<br />
emisi gas selain bertujuan untuk mengurangi dampak<br />
pencemaran terhadap kualitas udara setempat, juga untuk<br />
memperkecil kehilangan bahan kimia.<br />
5.3.2 Teknologi Pengelolaan Emisi Partikulat dan Gas<br />
Pengelolaan emisi partikulat dan gas di industri pulp<br />
dan kertas dilakukan dengan cara pemisahan emisi<br />
partikulat dan gas atau pengumpulan dan pembakaran gas<br />
yang tidak terkondensasi (Non-Condensible Gases) agar<br />
konsentrasinya tidak melewati batas tertentu yang dapat<br />
berakibat mengganggu kesehatan. Pada dasarnya<br />
pengelolaan limbah gas dapat dilakukan dengan<br />
pengendalian dari dalam prosesnya sendiri , melalui<br />
pengoperasian yang tepat dari semua peralatan proses<br />
dalam rangka meminimalkan limbah gas yang terbentuk<br />
dari setiap unit proses.<br />
5.3.2.1 Pemisahan Partikulat<br />
Teknologi pemisahan partikulat dari aliran limbah<br />
gas dapat dilakukan dengan beberapa unit peralatan yang<br />
dapat diklasifikasikan seperti terlihat dalam Tabel 5.5.<br />
Halaman 94 dari 131
Tabel 5.5. Klasifikasi Teknologi Pemisah Partikulat<br />
Teknologi Keterangan<br />
Cyclone Efektif untuk pemisahan partikulat<br />
ukuran > 20 μm ; efisiensi pemisahan<br />
antara 75 – 95%<br />
Electrostatic<br />
Precipitator (ESP)<br />
Saringan Kain (Fabric<br />
Filter)<br />
Partikulat Scrubber :<br />
Venturi scubber<br />
Cyclone Scrubber<br />
Spray scubber<br />
a). Cyclone<br />
Efektif untuk pemisahan partikulat<br />
ukuran 10 - 20 μm Efisiensi pemisahan<br />
> 99 %<br />
Efektif untuk pemisahan partikulat<br />
ukuran halus efisiensi pemisahan 99 %<br />
Efektif untuk pemisahan partikulat<br />
ukuran halus efisiensi akan meningkat<br />
dengan menambahkan cairan bahan<br />
penyerap.<br />
Cyclone adalah suatu peralatan mekanis yang<br />
digunakan untuk menyisihkan partikel yang berukuran<br />
relatif besar dari suatu aliran gas. Gas masuk dari atas<br />
secara tangensial berputar ke bawah yang membuat<br />
partikel jatuh dan keluar dari bagian bawah kerucut. Gas<br />
bersih yang keluar dari bagian atas alat diantaranya adalah<br />
gas CO2. Cyclone mempunyai efisiensi pemisahan antara<br />
75 – 95% untuk partikel ytang berat dan berukuran > 20<br />
μm. Gambar 5.10 memperlihatkan cyclone dan multiple<br />
cyclone yang tempat pemasangannya di boiler.<br />
Halaman 95 dari 131
Gambar 5.10. (A). Cyclone dan Multiple Cyclone;<br />
(B). Multiple Cyclone Dipasang Di<br />
Boiler<br />
b). Saringan Kain (Fabric Filter)<br />
Saringan kain sangat efisien untuk memisahkan<br />
partikel-partikel halus. Penyaringnya adalah kantong<br />
berbentuk silinder. Partikel halus terkumpul dalam kantong<br />
penyaring dari bahan kain berbentuk silinder yang<br />
kemudian dipisahkan Partikel-partikel yang menempel dan<br />
terkumpul dalam kantong dilepaskan atau dipisahkan salah<br />
satunya dengan cara digoyang hingga partikel-partikel<br />
jatuh ke dalam tempat pengumpul dibawah penyaring.<br />
Efisiensi penyaringan dapat hmencapai 99%. Kelemahan<br />
alat ini adalah sensitifnya bahan penyaring terhadap suhu<br />
tinggi (> 315 o C), sehingga kain sering rusak, biasanya<br />
lama pemakaian antara 1 – 2 tahun.<br />
Halaman 96 dari 131
Gambar 5.11. Saringan Kain (Fabric Filter)<br />
c). Electrostatic Precipitator (ESP)<br />
Electrostatic Precipitator (ESP) merupakan alat<br />
pemisah partikulat yang didasari pada konsep presipitasi<br />
akibat gaya elektrostatik yang sangat efektif memisahkan<br />
partikulat yang berukuran 10 - 20 μm. Partikel-partikel<br />
yang bermuatan negatif dalam aliran gas akan tertarik oleh<br />
elektroda pengumpul yang bermuatan positif, kemudian<br />
dilepaskan dengan sistem rapping menggunakan air spray<br />
atau sistem vibrasi yang hsilnya terkumpul pada hopper di<br />
bagian bawah ESP.<br />
.<br />
Halaman 97 dari 131
Gambar 5.12. Electrostatic Precipitator (ESP)<br />
Umumnya ESP dipakai pada recovery boiler<br />
dengan efisiensi > 99%. Peningkatan efisiensi dipengaruhi<br />
oleh naiknya luas permukaan pelat dan menurunnya<br />
temperature. Alat ESP ini memerlukan pemeliharaan yang<br />
tinggi, dan membutuhkan energi untuk pengoperasiannya<br />
berkisar antara 6 – 10 kw-hr/ton pulp (Cici, 1988).<br />
d). Partikulat Scrubber<br />
Scrubber ini memberikan kinerja yang berfungsi<br />
ganda yaitu pemisahan gas pencemar dan sekaligus<br />
partikulat. Pemisahan pencemar dilakukan dengan<br />
menggunakan cairan yang akan mengikat dan mencucinya<br />
, yang dapat dipisahkan dan digunakan kembali. Beberapa<br />
jenis scrubber dapat dilihat pada Gambar 5.13.<br />
Halaman 98 dari 131
Gambar 5.13. (A).Venturi scrubber, (B). Cyclone Scrubber,<br />
(C). Spray Scrubber,<br />
Pada prinsipnya gas pencemar harus mempunyai<br />
kelarutan yang baik dan terjadi reaksi kimia dengan cairan<br />
penyerap . Biasanya digunakan air sebagai penyerap<br />
karena murah, tidak korosif dan mudah penanganannya<br />
yang dapat dipakai untuk menyerap partikulat dan gas<br />
SO2. Larutan alkali biasanya dipakai untuk pemisahan<br />
TRS, H2S, dan gas Cl2. Efisiensi penyerapan dapat<br />
ditingkatkan dengan cara pencampuran dengan sejumlah<br />
serbuk karbon aktif. Penjelasan beberapa jenis scrubber<br />
adalah sebagai berikut :<br />
Venturi Scrubber : Cairan yang diinjeksikan ke dalam<br />
venturi throat membentuk percikan halus dan kontak<br />
dengan partikel pencemar dalam aliran turbulen. Cairan<br />
yang membawa partikel dipisahkan dari gas di dalam<br />
cyclone.<br />
Cyclone Scrubber : Dengan alat ini cairan<br />
disemprotkan kedalam cyclone hingga terjadi<br />
penyerapan partikel dari aliran gas masuk. Partikel<br />
akan terperangkap oleh percikan cairan yang<br />
Halaman 99 dari 131
disemprotkan dan mengalir ke bawah ke bagian<br />
pengeluaran, sedangkan gas bersih mengalir ke atas<br />
keluar cyclone.<br />
Spray Scrubber : Menggunakan tipe penyemprotan<br />
berlawanan arah dengan aliran gas yang bekerja pada<br />
tekanan rendah , namun dengan debit aliran yang<br />
cukup besar. Karena sistem gerak aliran<br />
memungkinkan adanya produk aerosol keluar sistem,<br />
maka dibagian outletnya dipasang alat mist eliminator<br />
5.3.2.2 Pemisahan Pencemar Gas<br />
A . Packed Tower Scrubber<br />
Packed tower scrubber terdiri dari tangki silinder<br />
yang diisi dengan bahan pengisi yang berfungsi sebagai<br />
media pendistribusian aliran dengan memberikan luas<br />
permukaan yang besar untuk kontak kedua fase cairan dan<br />
gas. Aliran gas masuk dari bagian bawah tangki mengalir<br />
ke atas. Sedangkan cairan penyerap masuk dari bagian<br />
atas tangki dan mengalir ke bawah. Gas bersih bersih<br />
mengalir kebagian atas tangki, sedangkan cairan penyerap<br />
yang mengikat bahan pencemar mengalir ke bagian bawah<br />
tangki. Bahan pengisi yang sering digunakan adalah<br />
keramik, plastic atau batuan yang berbentuk seperti cincin<br />
atau bola. Kebutuhan energi pemakaian scrubber di pabrik<br />
pulp berkisar antara 20 – 40 kw-hr/ton pulp (Cici, 1988).<br />
Halaman 100 dari 131
Gambar 5.14. Packed tower scrubber<br />
B. Absorber<br />
Absorber adalah unit pemisahan gas yang<br />
menggunakan prinsip absorpsi atau penyerapan<br />
pencemar dalam aliran gas yang dieliminasi atau<br />
dihilangkan dengan cara melarutkannya dalam cairan.<br />
Penyerapan gas pencemar dilakukan dengan cara aliran<br />
gas yang mengandung gas pencemar dialirkan berlawanan<br />
arah (counter current) dengan aliran cairan yang digunakan<br />
sebagai penyerap. Aliran gas yang mengandung gas<br />
pencemar masuk melewati bagian bawah unit absorber<br />
dan aliran gas yang sudah bersih keluar lewat bagian atas<br />
unit absorber. Cairan penyerap (absorben) dialirkan<br />
dengan cara disemprotkan (spray) dari bagian atas<br />
absorber, dan cairan yang sudah menyerap gas pencemar<br />
dapat diregenerasi pada unit regenerator sehingga dapat<br />
digunakan kembali sebagai absorben. Beberapa jenis<br />
absorber ditunjukkan pada Gambar 5.15.<br />
Halaman 101 dari 131
Counter Current<br />
Packed Tower<br />
Bubble Cap Tray Scrubber<br />
Gambar 5.15. Beberapa Jenis Absober<br />
C. Pengendalian Gas Sox<br />
Gas SOx dapat dikendalikan dengan menggunakan<br />
Flue Gas Desulphurization (FGD) metode basah atau<br />
metode kering (Tabel 5.6). FGD tipe basah lebih banyak<br />
dipakai, menggunakan penyerap (absorben) larutan slurry<br />
yang mengandung senyawa seperti Na, Ca, atau Mg.<br />
Kapur CaCO3 paling banyak digunakan karena harga relatif<br />
murah,dan menghasilkan produk CaSO4 (gypsum).<br />
Penyerapan dengan alkali dikembangkan untuk<br />
menghilangkan masalah utama yang berkaitan dengan<br />
kapur, yaitu pengendapan dan penyumbatan pada<br />
scrubbing tower. Dual alkaly menggunakan dua reagen<br />
dan dua proses yang berulang untuk menghilangkan SO2<br />
Larutan Na2SO3 atau NaOH berperan untuk<br />
Halaman 102 dari 131
menetralisasikan SO2 dalam kolom absorber. Karena<br />
Na2SO3 dan Na2SO4 bersifat larut dalam air, tidak terjadi<br />
pengendapan di dalam scrubber. Dengan sistem ini<br />
menimbulkan masalah pencemaran air, selain itu alkali<br />
NaOH harganya jauh lebih mahal dibandingkan kapur.<br />
Terdapat empat sub proses dalam sistem ini, yaitu :<br />
pengolahan pendahuluan pada aliran gas dengan<br />
prescrubber<br />
penyerapan SO2 oleh larutan Na2SO3<br />
pembersihan Na2SO4<br />
regenerasi Na2SO3 melalui penambahan Na2CO3<br />
Tabel 5.6. FGD Tipe Basah dan Tipe Kering<br />
Metode Absorben Reaksi Produk<br />
FGD<br />
samping<br />
FGD Tipe Non Regenerasi<br />
Limestone CaCO3+ H2O+2SO2 2CaSO3 CaSO4<br />
scrubbing + CO2 + H2O<br />
CaCO3 - CaSO3+1/2O2 CaSO4<br />
Metode<br />
Basah<br />
slurry<br />
Lime<br />
scrubbing<br />
<br />
<br />
CaO+H2O Ca(OH)2<br />
SO2+ H2O H2SO3<br />
CaSO3,<br />
CaSO4<br />
CaO<br />
slurry<br />
– <br />
<br />
H2SO3+Ca(OH)2 CaSO3.2H2O<br />
CaSO3.2H2O+1/2O2 CaSO4.<br />
2H2O<br />
Absorben Reaksi Produk<br />
samping<br />
Dual alkaly 2NaOH+SO2Na2SO3+H2O Na2SO3,<br />
Metode<br />
FGD<br />
Larutan<br />
NaOH atau<br />
Na2SO3<br />
Na2SO3+H2O+SO22NaHSO<br />
3<br />
Na2S<br />
O4<br />
Mg(OH)2 – Mg(OH)2+SO3MgSO3+H2O MgSO3,<br />
slurry Mg(OH)2+2SO2Mg(HSO3)2 MgSO4<br />
Halaman 103 dari 131
Metode<br />
FGD<br />
Metode<br />
Kering<br />
Absorben Reaksi<br />
Reaksi pada tangki oksidasi :<br />
Produk<br />
samping<br />
MgSO3+1/2O2MgSO4<br />
Mg(HSO3)2+Mg(OH)22MgSO<br />
3+2H2O<br />
NH3 dan<br />
air<br />
Lime Spray<br />
Drying<br />
Bubuk CaO<br />
dan CaCO3<br />
FGD Tipe Regenerasi<br />
Metode<br />
Basah<br />
Wellman-<br />
Lord (W-L)<br />
Process<br />
2NH4OH+SO2(NH4)2SO3+H<br />
2O<br />
(NH4)2SO3+SO3+SO2+H2O<br />
2NH4HSO3+H2<br />
Na2SO3 + SO2 + H2O <br />
2NaHSO3<br />
Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4<br />
2Na2SO3+ SO3+ H2O Na2SO4<br />
+ 2NaHSO3<br />
2NaHSO3 + panas Na2SO3 +<br />
SO2 + H2O<br />
Na2CO3 + SO2 Na2SO3 + CO2<br />
Pertama-tama gas buang dilewatkan ke ventury<br />
prescrubber. Prescubber ini menyisihkan partikel serta SO3<br />
dan HCl yang ada dalam aliran gas buang yang akan<br />
mengganggu absorpsi SO2. Prescrubber juga berfungsi<br />
untuk menurunkan suhu dan menaikkan kelembaban gas<br />
buang. Temperatur dan kelembaban pada inlet<br />
prescrubber umumnya adalah sekitar 150 o C dan 20%,<br />
sedangkan pada outlet temperatur dan kelembaban<br />
berubah menjadi 50 o C dan 95%.<br />
Halaman 104 dari 131<br />
(NH4)2S<br />
O4<br />
CaSO3,<br />
CaSO4
Sebagian sulfit akan dioksidasi menjadi sulfat oleh<br />
oksigen, demikian pula SO3 yang masih terdapat pada<br />
aliran gas buang yang melewati prescruber akan<br />
teroksidasi menjadi sulfat.Natrium Sulfat (Na2SO4) tidak<br />
lagi berkontribusi dalam absorpsi SO2 dan harus disisihkan<br />
dari sistem. Akumulasi sulfat yang berlebihan dicegah<br />
dengan adanya pembersihan secara kontinu dari dasar<br />
absorber menggunakan surge tank. Aliran dari gas buang<br />
pada dasar tray tower banyak mengandung NaHSO3 yang<br />
berguna untuk proses selanjutnya. Gas buang dari dasar<br />
tray tower sebagian dikirim ke chiller/crystalllizer dimana<br />
terbentuk kristal Na2SO4 yang lebih sukar terlarut,<br />
kemudian slurry disentrifugasi, dan padatan dikeringkan<br />
dan disisihkan. Gas yang telah disentrifugasi masih banyak<br />
mengandung bisulfit kemudian dikembalikan ke proses.<br />
Gas buang dari dasar tray tower sebagian juga dikirim ke<br />
evaporator dimana SO2 dilepaskan dan kristal Na2SO3. Uap<br />
kemudian dikondensasikan dan direcovery, menghasilkan<br />
SO2 terkonsentrasi (mengandung sekitar 85% SO2 dan<br />
15% H2O). Gas SO2 dapat direduksi menjadi elemen sulfur<br />
atau dioksidasi menjadi asam sulfat.<br />
D. Pengendalian Gas NOx<br />
Emisi gas NOx dapat berupa gas NO dan NO2 yang<br />
terbentuk dengan dua mekanisme sebagai hasil dari<br />
proses pembakaran sebagai berikut :<br />
Fuel NOx : NOx yang terbentuk dari hasil reaksi antara<br />
nitrogen (N) yang terdapat dalam bahan bakar<br />
dengan oksigen pada temperatur tinggi<br />
Thermal :<br />
NOx :<br />
: NOx yang terbentuk dari hasil reaksi antara N2<br />
dan O2 pada suhu tinggi dalam ruang bakar<br />
Halaman 105 dari 131
NOx yang terbentuk sebagai hasil pembakaran<br />
terutama dapat dikendalikan dengan cara sebagai berikut :<br />
a. Modifikasi pembakaran untuk mengurangi atau<br />
mencegah terbentuknya NOx<br />
Flue gas resirculation dilakukan dengan mereduksi<br />
peak flame temperatur dan jumlah oksigen untuk<br />
mengurangi NOx yang terbentuk<br />
Low NOx burner didisain untuk membakar bahan<br />
bakar dengan menggunakan excess air yang<br />
rendah<br />
Staged combustion digunakan untuk mereduksi<br />
temperatur puncak<br />
b. Mengendalikan NOx yang telah terbentuk dengan cara<br />
mengkonversikannya menjadi N2.<br />
Selective Catalytic Reduction (SCR) adalah cara<br />
sederhana merubah NOx menjadi N2 dan H2O,<br />
dimana aliran gas yang mengandung NOx diinjeksi<br />
dengan NH3 dan dilewatkan pada lapisan katalis,<br />
cocok digunakan untuk mengolah volume udara<br />
yang besar<br />
Non Selective Catalytic Reduction (NSCR) adalah<br />
merubah NOx menjadi N2 dan H2O dengan<br />
melewatkan aliran gas pada lapisan katalis yang<br />
mengandung logam mulia seperti platina (Pt) dan<br />
CH4, CO atau H2 sebagai reducing agent. Proses ini<br />
sulit diaplikasikan untuk volume udara yang besar<br />
dengan konsentrasi NOx yang rendah.<br />
Catalytic cracking process menggunakan logam<br />
mulia pada suhu sekitar 450 o C.<br />
Halaman 106 dari 131
Metoda<br />
Flue gas<br />
recirculation<br />
Low NOx<br />
burner<br />
Staged<br />
burner<br />
Selective<br />
catalytic<br />
reduction<br />
(SCR)<br />
Selective non<br />
catalytic<br />
reduction<br />
(SNCR)<br />
Tabel 5.7. Metode Pengendalian NOx<br />
Jenis NOx yang<br />
dikendalikan<br />
Penyisihan<br />
NOx (%)<br />
Thermal NOx 70 - 80<br />
Fuel NOx,<br />
Thermal NOx<br />
Fuel NOx,<br />
Thermal NOx<br />
Fuel NOx,<br />
Thermal NOx<br />
Fuel NOx,<br />
Thermal NOx<br />
10-25<br />
40-70<br />
Keterangan<br />
80-90 Diinjeksikan NH3,<br />
Katalis: logam,<br />
Bahan penyangga<br />
katalis: keramik<br />
(Ti, Al, dll)<br />
Bentuk: granul,<br />
honeycomb, pelat<br />
Temperatur<br />
optimum 300-<br />
400oC<br />
Reaksi:<br />
4NO+4NH3+O24<br />
N2+6H2O<br />
2NO+4NH3+O23<br />
N2+6H2O<br />
Proses<br />
sederhana, mudah<br />
dioperasikan, tidak<br />
dihasilkan libah,<br />
tidak terdapat<br />
produk samping<br />
60-80<br />
NH3, temperatur<br />
antara 800-1000oC<br />
Halaman 107 dari 131
Metoda<br />
Non selective<br />
catalytic<br />
reduction<br />
(NSNCR)<br />
Catalytic<br />
cracking<br />
Jenis NOx yang<br />
dikendalikan<br />
Fuel NOx,<br />
Thermal NOx<br />
Fuel NOx,<br />
Thermal NOx<br />
Penyisihan<br />
NOx (%)<br />
Keterangan<br />
Katalis: Pt + CH4,<br />
atau CO, atau H2<br />
Katalis: Pt<br />
5.3.2.3 Emisi Gas yang tidak Terkondensasi<br />
Dalam sistem pengumpulan gas yang tidak<br />
terkondensasi dari digester dan evaporator diperlukan<br />
suatu kondisi tertentu agar resiko terjadinya peledakan<br />
dapat dihindari. Hal ini dapat dilakukan dengan cara<br />
mengumpulkan pada kondisi pekat yaitu diatas batas<br />
konsentrasi mudah meledak atau dengan pengenceran<br />
pada kondisi dibawah konsentrasi mudah meledak.<br />
Batasan konsentrasi gas senyawa sulfur yang mudah<br />
meledak dapat dilihat pada Tabel 5.9.<br />
Tabel 5.8. Kisaran konsentrasi mudah meledak dari gas sulfur<br />
Gas Senyawa Kisaran konsentrasi<br />
Sulfur peledakan (% volume)<br />
1) H2S<br />
4,3 – 45,5<br />
2) CH3SH<br />
2,2 – 9,2<br />
3) CH3CH3S<br />
3,9 – 21,9<br />
Pengumpulan gas kondisi pekat dari gas yang tidak<br />
terkondensasi lebih sulit dilakukan karena besarnya<br />
fluktuasi aliran dan komposisi. Cara yang bisa dilakukan<br />
adalah dengan menggunakan penampungan gas yang<br />
dioperasikan pada tekanan dan aliran konstan dan diatur<br />
Halaman 108 dari 131
pada konsentrasi gas yang tidak mudah meledak. Sesudah<br />
gas terkumpul dalam komposisi dan aliran dijaga tetap<br />
konstan maka gas dapat dioalah dengan pembakaran.<br />
Pengumpulan dalam bentuk encer dibawah batas<br />
konsentrasi gas yang mudah meledak dilakukan dengan<br />
penggunaan penampung gas yang dihubungkan dengan<br />
pipa ke atmosfir. Untuk mentrans<strong>for</strong>masikan gas dengan<br />
aliran besar digunakan kipas untuk pengaliran udara<br />
sebagai pengencer dengan ukuran yang lebih besar dari<br />
kipas gas yang masuk. Untuk menghindari resiko<br />
pengenceran tidak cukup, sistem dilengkapi dengan<br />
peralatan yang berfungsi untuk penanggulangan adanya<br />
bahaya peledakan dan kerusakan alat.<br />
Pembakaran merupakan cara efektif untuk<br />
menghilangkan gas-gas pencemar beracun, berbau, atau<br />
gas yang sulit diolah, dan untuk mengurangi bahaya<br />
ledakan. Dalam pembakaran, senyawa organik dalam<br />
bentuk gas tersebut diubah menjadi karbon dioksida (CO2)<br />
dan air, dan sulfur diubah menjadi sulfur dioksida (SO2).<br />
Untuk proses pembakaran, biasanya diperlukan tambahan<br />
bahan bakar dan dibutuhkan waktu yang cukup untuk<br />
terjadinya pembakaran sempurna. Efisiensi pembakaran<br />
tergantung pada banyaknya oksigen, tingginya suhu<br />
pembakaran, pencampuran gas dan waktu yang cukup<br />
untuk pembakaran. Efisiensi yang dapat dicapai umumnya<br />
sekitar 90%. Umumnya untuk membakar limbah gas<br />
dibutuhkan bahan bakar dengan nilai kalor sekurangkurangnya<br />
50% dari nilai kalor campuran pembakaran.<br />
Apabila dibutuhkan terlalu banyak tambahan bahan bakar<br />
maka proses pembakaran dilakukan dengan bantuan<br />
katalisator berupa logam berat seperti platina, tembaga,<br />
kobal, nikel, krom dan besi.<br />
Halaman 109 dari 131
BAB VI<br />
PENUTUP<br />
Indonesia ikut berperan serta meratifikasi protokol<br />
Kyoto melalui UU No. 17 Tahun 2004 yang berkomitmen<br />
menurunkan emisi CO2 yang berpotensi sebagai Gas<br />
Rumah Kaca (GRK). Target penurunan GRK di Indonesia<br />
ditetapkan sebesar 26% dengan pendanaan sendiri dan<br />
sebesar 41% melalui bantuan donor internasional.<br />
Menindaklanjuti komitmen tersebut, Kementerian<br />
Perindustrian bekerjasama dengan Indonesian Climate<br />
Change Trust Fund (ICCTF) menyusun pedoman<br />
pemetaan teknologi di industri pulp dan kertas (<strong>Guideline</strong>s<br />
<strong>Tech</strong>nology Map <strong>for</strong> <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry).<br />
Dari sumber penghasil emisi GRK di Indonesia,<br />
sektor industri menduduki peringkat ke-4, yang diantaranya<br />
industri pulp dan kertas karena termasuk industri<br />
pengkonsumsi energi tinggi. Perkembangan teknologi dan<br />
peningkatan kapasitas produksi yang tinggi pada industri<br />
pulp dan kertas, dapat memberikan peluang penghematan<br />
energi yang sekaligus dapat mereduksi emisi GRK secara<br />
signifikan.<br />
Secara keseluruhan penghematan energi di industri<br />
pulp dan kertas dapat dilakukan dengan konservasi energi<br />
pada setiap unit proses yaitu sistem pemasakan,<br />
pemutihan pulp, Chemical Recovery, stock preparation,<br />
mesin kertas, dan power plant serta pengelolaan limbah.<br />
Implementasi teknologi ramah lingkungan pada pembuatan<br />
pulp dan kertas pada dasarnya juga melakukan<br />
penghematan energi yang sekaligus dapat meningkatkan<br />
efisiensi produksi. Beberapa maanfaat yang dapat<br />
Halaman 110 dari 131
diperoleh dari implementasi teknologi ramah lingkungan<br />
yaitu menghemat energi; menghemat bahan baku;<br />
menghemat air; mengurangi emisi udara; menghemat<br />
biaya, mengurangi beban pencemaran.<br />
Beberapa proses yang dapat menghemat energi<br />
dan mengurangi emisi pada industri pulp antara lain :<br />
o penanganan bahan baku kayu, penyerpihan,<br />
penyaringan serpih kayu<br />
o modifikasi teknologi delignifikasi berlanjut pada sistem<br />
pemasakan<br />
o aplikasi teknologi washing menggunakan metoda<br />
displacement baik pada brownstock maupun bleaching<br />
o optimasi kinerja chemical recovery (evaporator,<br />
recovery boiler, lime kiln)<br />
o optimasi kinerja sistem power boiler (bahan bakar<br />
biomassa atau batubara)<br />
Implementasi penghematan energi di industri kertas<br />
dapat dilakukan terutama pada unit pengeringan kertas<br />
dengan cara sebagai berikut :<br />
o pengendalian proses drying<br />
o pengendalian titik embun<br />
o optimasi pengeluaran air di <strong>for</strong>ming dan pressing<br />
o penurunan kehilangan energi pada blowthrough<br />
o penurunan konsumsi udara<br />
o optimasi suhu ventilasi pocket<br />
o pemanfaatan kembali sisa panas<br />
o penggunaan shoe (extended nip) press<br />
o optimasi sistem vakum mesin kertas<br />
o penggunaan teknologi maju seperti gap <strong>for</strong>ming; air<br />
impingement drying<br />
Halaman 111 dari 131
Teknologi pengelolaan lingkungan merupakan<br />
kegiatan pengolahan dan pemanfaatan limbah baik dalam<br />
bentuk cair, padat maupun gas. Pada penerapannya<br />
ditentukan atas dasar karakteristik limbah, dan beban<br />
pencemarannya serta sejauh mana dapat berpotensi<br />
dalam menghasilkan emisi karbon dan peluang dapat<br />
dimanfaatkan sebagai sumber energi. Pengelolaan limbah<br />
cair di industri pulp dan kertas dengan menggunakan<br />
teknologi proses anaerobik yang dilengkapi penampung<br />
gas merupakan teknologi hemat energi dan ramah<br />
lingkungan. Pengelolaan limbah padat dengan cara landfill,<br />
insinerasi, pengomposan dan digestasi anaerobik secara<br />
umum semua alternatif tersebut dapat diterapkan sesuai<br />
dengan karakteristik limbah yang akan diolah dengan<br />
syarat dilengkapi pengendalian emisi gas untuk<br />
dimanfaatkan. Dengan demikian, dapat mereduksi emisi<br />
gas ke atmosfier.<br />
Halaman 112 dari 131
DAFTAR PUSTAKA<br />
Adams, Terry N., 1997,. “Kraft Recovery Boilers”, Tappi<br />
Press, Atlanta.<br />
APPI, 2008. Executive Summary of APP‟s Carbon<br />
Footprint Assessment. Environmental resources<br />
management.<br />
Bernstein, L., Roy, J., 2007. Fourth Assesment Report of<br />
IPCC of Working Group 3, Cambridge University<br />
Press.<br />
Borman, G.L., Ragland K.W., 1998,. “Combustion<br />
Engineering”, McGraw-Hill, Singapore,Brunner.<br />
Calvin R. 1994. Hazardous Waste Incineration. 2 nd<br />
Ed.. McGraw-Hill International Edition.<br />
Buku Pegangan Manajer Pengendalian Pencemaran<br />
Udara. Badan Pengendalian Lingkungan hidup<br />
Daerah Provinsi Jawa Barat<br />
Cici. Mehmet . 1968. Energy Consumption and Air Pollution<br />
in the manufacture of <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong>. Erc.Univ. Fen<br />
Bil. Derg.. 4. 1-2. 646 – 656.<br />
CEPI. 2009. Transport Carbon Footprint – Assesment<br />
<strong>Guideline</strong>s. Brussels<br />
CEPI. 2007. Europian <strong>Paper</strong> Industry Develops Carbon<br />
Footprint Framework <strong>for</strong> <strong>Paper</strong> and Board. Bussels.<br />
DoE. 2005. Energy and Environmental Profile of the US<br />
<strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry. US Department of Energy.<br />
----------- EPA, 2010. “Available and Emerging<br />
<strong>Tech</strong>nologies <strong>for</strong> Reducing Greenhouse Gas<br />
Emissions from the <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Manufacturing<br />
Industry” October 2010<br />
Halaman 113 dari 131
Gavrilescu, D. 2008. “Energy from Biomass in <strong>Pulp</strong> and<br />
<strong>Paper</strong>” Environmental Engineering and Management<br />
Journal, September/October 2008, Vol.7.No.5, 537-<br />
546.<br />
Gielen,D; Tam,C. 2006. “ Energy Use, <strong>Tech</strong>nologies and<br />
CO2 Emissions in the <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry”<br />
WBCSD, IEA, Paris, 9 October 2006.<br />
Green, R.P., and G. Hough, 1992,. “Chemical Recovery in<br />
The Alkaline <strong>Pulp</strong>ing Processes”, Third edition, Tappi<br />
Press, Atlanta,<br />
Elizabeth C.P.. paul N. C. 1981. Biogas production and<br />
utilization. Ann Arbor Science publishers Inc.<br />
Eriksson. E. Striple, H., Karlsson, P.E., 2009. Executive<br />
Summary <strong>for</strong> Billerud Carbon Footprint, Svenska<br />
Miljoinstitutet, Stockholm.<br />
Hayashi, D., Krey, M., CO2 .2005. Emission Reduction<br />
Potential of Large Scale Efficiency Energy Measures<br />
in Heavy Industry in China, India, Brazil, Indonesia,<br />
and South Africa, HWWI Research <strong>Paper</strong> No. 6,<br />
Hamburg.<br />
Johan Gullichsen, Hannu Paulapuro., 1998.,<br />
“<strong>Paper</strong>making Science and <strong>Tech</strong>nology”, Published<br />
in cooperation with the Finnish <strong>Paper</strong> Engineers'<br />
Association and TAPPI, Helsinki<br />
Kilponen, L., P. Ahtila., J. Parpala., Matti Pihko., 2000,.<br />
“Improvement of <strong>Pulp</strong> Mill Energy Efficiency in An<br />
Integrated <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Mill”, Publication of the<br />
Laboratory of Energy Economics and Power Plant<br />
Engineering, Helsinki University of <strong>Tech</strong>nology.<br />
Kocurek, M.J., 1989., “<strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Manufacture, Vol. 5:<br />
Alkaline <strong>Pulp</strong>ing”, Joint Textbook Committee of The<br />
<strong>Paper</strong> Industry.<br />
Halaman 114 dari 131
Kramer K.J., et al, 2009. Energy Efficiency Improvement<br />
and Cost Saving Opportunities <strong>for</strong> the <strong>Pulp</strong> and<br />
<strong>Paper</strong> Industry, Berkeley Lab University of Cali<strong>for</strong>nia,<br />
Berkeley.<br />
Kraristya. 2004. Teknologi digester.<br />
kharistya.wordpress.com<br />
Lawrence, E.O., 2009., “Energy efficiency Improvement<br />
and Cost Saving opportunities <strong>for</strong> the <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong><br />
Industry”, Environmental Energy <strong>Tech</strong>nologies<br />
Division, US Environmental Protection Agency.<br />
Miner, R., Garcia, J.P. 2007. The Greenhouse Gas and<br />
Carbon Profile of the Global Forest Products<br />
Industry, NCASI Special Report No. 07-02.<br />
NCASI-IFC, 2009. A Calculation Tool <strong>for</strong> Characterizing the<br />
Emissions from the Forest Products Value Chain,<br />
Including Forest Carbon.<br />
NCASI, 2005. Calculation Tools <strong>for</strong> Estimating Greenhouse<br />
Gas Emissions from <strong>Pulp</strong> and paper Mills. Research<br />
Triangle Park.NC.USA.<br />
Noel de Nevers. 2000. Air pollution Control Engineering,<br />
2 nd Ed., McGraw-Hill International Edition.<br />
Ohman, F., H. Theliander., 2007., Filtration Preperties of<br />
Lignin Precipitated from Black Liquor, Tappi Journal,<br />
Vol. 6 No. 7.<br />
Paramsothy, 2004. Optimizing Hydrolysis/Acidogenesis<br />
Anaerobic Reactor With TheApplication of Microbial<br />
Reaction Kinetic. University of Peradeniya. Tropical<br />
Agricultural Research Vol 16: 327-338.<br />
Ray, B.K., Reddy, B.S., 2008. Understanding Industrial<br />
Energy Use, Indira Gandhi Institute, Mumbai.<br />
Halaman 115 dari 131
Stultz, S.C., and J.B. Kitto., 2000., “Steam / Its Generation<br />
and Use”, The Babcock & Wilcox Company.<br />
Springer, Allan. 1993., Pollution Control <strong>for</strong> <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong><br />
Industry, McGraw-Hill International Edition.<br />
Smith. A., et al. 2001. Waste Management Options and<br />
Climate Change. AEA <strong>Tech</strong>nology. Abingdon.<br />
Tomas, R.A. 2009. “ Allocation of GHG Emissions in a<br />
<strong>Paper</strong> Mill an Application Tool to Reduce Emissions”<br />
Universitat de Girona, ISBN: 978-84-692-5159-1<br />
Thomas. 2003.. Anaerobic Digester Methane to Energy.<br />
Focus On energy. Mc mahon Associates.Inc.<br />
Wisconsin. Hal 4-6.<br />
Tomas, R.A., 2009. Allocation of GHG Emission in a <strong>Paper</strong><br />
Mill – An Appliction Tools to Reduce Emissions,<br />
Universitat de Girona.<br />
Upton, B.H., 2001. <strong>Tech</strong>nologies <strong>for</strong> Reducing<br />
Carbondioxide Emission: A Resource Manual <strong>for</strong><br />
<strong>Pulp</strong>,<strong>Paper</strong>, and Products Manufacturers, NCASI<br />
Special Report No. 01-05.<br />
Udgata, T.,2005. “Global Warming and <strong>Paper</strong> Industries<br />
Roles”, W&F Snippet, Vol.9 Issue 7.<br />
US EPA 2008. Climate Leaders Greenhouse Gas Inventory<br />
Protocol Offset Project Methology <strong>for</strong> landfill methane<br />
collection and combustion. Climate Protection<br />
Partnerships Division. Tersedia pada<br />
http:/www.epa.gov/climateleaders/resources/optionalmodule.html<br />
Valzano. F; Jackson M., Campbell A.; 2001. Greenhouse<br />
Gas Emissions from Composting facilities. ROU. The<br />
Ubiversiy of New South Wales. Australia.<br />
Halaman 116 dari 131
Wintoko, J., H. Theliander, T. Richards., 2007.,<br />
“Experimental Investigation of Black Liquor Pyrolysis<br />
using Single Droplet TGA”, Tappi Journal, Vol. 6 No.<br />
5.<br />
Worrell, E.; Martin, N. 200. “Opportunities to Improve<br />
Energy efficiency in the U.S. pulp and <strong>Paper</strong> Industry”<br />
Ernest Orlando Lawrence, Berkely National<br />
Laboratory<br />
Halaman 117 dari 131
No<br />
Company<br />
Name<br />
APPENDIX 1<br />
DISTRIBUTION OF INDONESIAN PULP AND PAPER INDUSTRIES 2009<br />
National Production Capacity<br />
Mill Site<br />
Product<br />
Grades<br />
11.398.200 Ton/year<br />
29782.200<br />
Java Sumatera Kalimantan<br />
52.500<br />
6.607.200 Ton / year Ton 4.266.000 / Thn<br />
Ton / year<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten Ja-Teng Ja-Tim Sum-Ut Riau Jambi Sum-Sel Kal-Tim<br />
34.69% 2,13% 21,14% 3,68% 20,62% 9,18% 3,95% 4,61<br />
1<br />
Adiprima<br />
Suraprinta<br />
Gresik<br />
Newsprint<br />
--- --- 150.000 --- --- --- --- ---<br />
2 Asia <strong>Paper</strong> Mills Tangerang<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
157.500 --- --- --- --- --- --- ---<br />
3 Aspex Kumbong<br />
Cileungsi-<br />
Bogor<br />
Newsprint<br />
430.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
4<br />
Kertas Basuki<br />
Rachmat<br />
Banyuwangi Printing<br />
--- --- 13.700 --- --- --- --- ---<br />
5<br />
Kertas Bekasi<br />
Teguh<br />
Bekasi<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
150.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
6 Kertas Blabak Magelang<br />
Printing<br />
Medium<br />
--- 54.800 --- --- --- --- --- ---<br />
7 Bukir Muria Jaya Karawang Cigarette 5.500 --- --- --- --- --- --- ---<br />
8 Cipta <strong>Paper</strong>ia Serang<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
72.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
Halaman 118 dari 131
LANJUTAN<br />
No Company Name Mill Site<br />
9 Ekamas Fortuna Malang<br />
10<br />
11<br />
12<br />
13<br />
14<br />
15<br />
16<br />
Esa Kertas<br />
Nusantara<br />
Fajar Surya<br />
Wisesa<br />
Graha Cemerlang<br />
<strong>Paper</strong> Utama<br />
Gunung Jaya<br />
Agung<br />
Indo <strong>Paper</strong><br />
Primajaya<br />
Indah Kiat <strong>Pulp</strong> &<br />
<strong>Paper</strong><br />
Java <strong>Paper</strong>indo<br />
Utama Industries<br />
Karawang<br />
Cikarang<br />
Barat<br />
Karawang<br />
Tangerang<br />
Banten<br />
Tangerang<br />
Mojokerto<br />
17 Jaya Kertas Kertosono<br />
Product<br />
Grades<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Coated<br />
paper<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Duplex<br />
Tissue<br />
Printing<br />
Tissue<br />
Tissue<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Printing<br />
Printing,<br />
Carbon,<br />
MG <strong>Paper</strong><br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Tissue<br />
National Production Capacity<br />
11.398.200 Ton/year<br />
Java 29782.200 Sumatera Kalimantan<br />
52.500<br />
6.607.200 Ton / year Ton 4.266.000 / Thn<br />
Ton / year<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten Ja-Teng Ja-Tim Sum-Ut Riau Jambi Sum-Sel Kal-Tim<br />
34.69% 2,13% 21,14% 3,68% 20,62% 9,18% 3,95% 4,61<br />
--- --- 156.000 --- --- --- --- ---<br />
156.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
700.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
40.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
36.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
49.500 --- --- --- --- --- --- ---<br />
106.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
--- --- 82.500 --- --- --- --- ---<br />
--- --- 150.000 --- --- --- --- ---<br />
Halaman 119 dari 131
LANJUTAN<br />
No Company Name Mill Site<br />
18 Kertas Nusantara<br />
Berau,<br />
Kalimatan<br />
Timur<br />
19 Kertas Leces Probolinggo<br />
20<br />
Lispap Raya<br />
Sentosa<br />
Banten<br />
21 Lontar Papyrus Jambi<br />
21<br />
Kertas Noree<br />
Indonesia<br />
Bekasi<br />
22 Niki Tunggal Lumajang<br />
23 Kertas<br />
Padalarang<br />
Padalarang<br />
24 Pakerin Mojokerto<br />
Product<br />
Grades<br />
<strong>Pulp</strong><br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Printing<br />
Newsprint<br />
Tissue<br />
<strong>Pulp</strong><br />
Tissue<br />
Printing<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Board<br />
Joss<br />
<strong>Paper</strong><br />
Printing<br />
Security<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
National Production Capacity<br />
11.398.200 Ton/year<br />
Java 29782.200 Sumatera Kalimantan<br />
52.500<br />
6.607.200 Ton / year Ton 4.266.000 / Thn<br />
Ton / year<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten Ja-Teng Ja-Tim Sum-Ut Riau Jambi Sum-Sel Kal-Tim<br />
34.69% 2,13% 21,14% 3,68% 20,62% 9,18% 3,95% 4,61<br />
--- --- --- --- --- --- --- 525.000<br />
--- --- 195.000 --- --- --- --- ---<br />
7.200 --- --- --- --- --- --- ---<br />
--- --- --- --- ---<br />
701.000<br />
345.000<br />
--- ---<br />
145.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
--- --- 3.600 --- --- --- --- ---<br />
7.900 --- --- --- --- --- --- ---<br />
--- --- 700.000 --- --- --- --- ---<br />
Halaman 120 dari 131
LANJUTAN<br />
No Company Name Mill Site<br />
Product<br />
Grades<br />
National Production Capacity<br />
11.398.200 Ton/year<br />
Java 29782.200 Sumatera Kalimantan<br />
52.500<br />
6.607.200 Ton / year Ton 4.266.000 / Thn<br />
Ton / year<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten Ja-Teng Ja-Tim Sum-Ut Riau Jambi Sum-Sel Kal-Tim<br />
34.69% 2,13% 21,14% 3,68% 20,62% 9,18% 3,95% 4,61<br />
25<br />
Panca Usahatama<br />
Paramita<br />
Tangerang<br />
Tissue<br />
MG <strong>Paper</strong><br />
7.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
26 <strong>Paper</strong>tech<br />
Indonesia<br />
Subang<br />
Board<br />
60.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
27 Papyrus Sakti Bandung Duplex 150.500 --- --- --- --- --- --- ---<br />
28 Parisindo Pratama Bogor<br />
Printing<br />
Specialty<br />
24.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
29 PDM Indonesia Medan Cigarette<br />
Kraft Liner<br />
--- --- 9000 --- --- --- ---<br />
30 Pelita Cengkareng Tangerang Medium 157.800 --- --- --- --- --- --- ---<br />
31<br />
Pindo Deli<br />
<strong>Pulp</strong>&<strong>Paper</strong> Mills<br />
Karawang<br />
32 Pura Barutama Kudus<br />
33 Pura<br />
Nusapersada<br />
Kudus<br />
Duplex<br />
Printing<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Security<br />
Sack<br />
<strong>Paper</strong><br />
Medium<br />
Board<br />
1.465.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
--- 93.000 --- --- --- --- --- ---<br />
--- 62.000 --- --- --- --- --- ---<br />
Halaman 121 dari 131
LANJUTAN<br />
No Company Name Mill Site<br />
Product<br />
Grades<br />
National Production Capacity<br />
11.398.200 Ton/year<br />
Java 29782.200 Sumatera Kalimantan<br />
52.500<br />
6.607.200 Ton / year Ton 4.266.000 / Thn<br />
Ton / year<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten Ja-Teng Ja-Tim Sum-Ut Riau Jambi Sum-Sel Kal-Tim<br />
34.69% 2,13% 21,14% 3,68% 20,62% 9,18% 3,95% 4,61<br />
34<br />
Riau Andalan<br />
Kertas<br />
Pelawan-<br />
Pekanbaru<br />
Printing<br />
--- --- --- --- 350.000 --- --- ---<br />
35<br />
Riau Andalan<br />
<strong>Pulp</strong> & Kertas<br />
Pelawan-<br />
Pekanbaru<br />
<strong>Pulp</strong><br />
--- --- --- --- 2.000.000 --- --- ---<br />
36<br />
Sarana Kemas<br />
Utama<br />
Pulogadung<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
6000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
37 Setia Kawan<br />
Tulungagun<br />
g<br />
Printing,<br />
Newsprint<br />
--- 33.000 --- --- --- --- --- ---<br />
38 Sinar Hoperindo Cileungsi<br />
MG <strong>Paper</strong><br />
Kraft<br />
8000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
39<br />
Sopanusa Tissue<br />
& Packaging<br />
Mojokerto<br />
MG <strong>Paper</strong><br />
Tissue<br />
Kraft,<br />
--- --- 48.000 --- --- --- --- ---<br />
40 Suparma Surabaya Board,<br />
Tissue<br />
--- --- 165.000 --- --- --- --- ---<br />
Surabaya Agung<br />
Printing<br />
41 Industri <strong>Pulp</strong> &<br />
Kertas<br />
Gresik Boards --- --- 486.800 --- --- --- --- ---<br />
42 Surabaya<br />
Mekabox<br />
Gresik<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
--- --- 85.200 --- --- --- --- ---<br />
43 Surya Pamenang Kediri<br />
Board<br />
Art <strong>Paper</strong><br />
--- --- 150.000 --- --- --- --- ---<br />
44 Surya Zig Zag Kediri Cigarette --- --- 24.000 --- --- --- --- ---<br />
Halaman 122 dari 131
LANJUTAN<br />
No Company Name Mill Site<br />
45<br />
Tanjung Enim<br />
Lestari <strong>Pulp</strong> &<br />
Kertas<br />
Muara Enim<br />
46 Toba <strong>Pulp</strong> Lestari Toba<br />
Samosir<br />
47 Kertas Tjiwi Kimia Mojokerto<br />
48 Unipa Daya Tangerang<br />
Source : APKI Directory 2009<br />
Production<br />
Grade<br />
<strong>Pulp</strong><br />
Dissolving<br />
<strong>Pulp</strong><br />
Kerkas<br />
Cetak<br />
Kraft<br />
Lainer<br />
Medium<br />
National Production Capacity<br />
11.398.200 Ton/year<br />
Java 29782.200 Sumatera Kalimantan<br />
52.500<br />
6.607.200 Ton /year Ton 4.266.000 / Thn<br />
Ton / year<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten Ja-Teng Ja-Tim Sum-Ut Riau Jambi Sum-Sel Kal-Tim<br />
34.69% 2,13% 21,14% 3,68% 20,62% 9,18% 3,95% 4,61<br />
--- --- --- --- --- --- 450.000 ---<br />
--- --- --- 420.000 --- --- --- ---<br />
--- --- 1.134.000 --- --- --- --- ---<br />
15.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
Halaman 123 dari 131
APPENDIX 2<br />
PAPER CONSUMPTION IN VARIOUS COUNTRIES<br />
Consumption per capita Consumption<br />
Country<br />
(kg)<br />
1 Country-Based<br />
(1000 t)<br />
1995 2007 1995 2007<br />
Austria 192 268 1550 2196<br />
Belgium 237 375 2 2663 2 4089<br />
Cyprus NA 132 NA 105<br />
Czechoslovakia NA 159 NA 1622<br />
Denmark 214 229 1134 1256<br />
Finland 175 369 896 1933<br />
French 164 144 9631 8754<br />
Germany 194 254 15821 20873<br />
Greece 82 108 857 1157<br />
Hungary NA 97 NA 967<br />
Ireland 102 115 361 476<br />
Italia 140 205 8076 11894<br />
Latvia NA 87 NA 195<br />
Lithuania NA 50 NA 180<br />
Halaman 124 dari 131
APPENDIX 2 (continuation)<br />
Consumption per capita<br />
(kg)<br />
Consumption<br />
Country<br />
1 Country-Based<br />
1995 2007 (1000 t)<br />
Luxemburg 168 375 2 See Belgium See Belgium<br />
Nederland 201 210 3120 3502<br />
Norway 176 188 756 874<br />
Malta NA 84 NA 34<br />
Poland NA 109 NA 4209<br />
Portugal 82 120 802 1277<br />
Slovakia NA 91 NA 496<br />
Slovenia NA 210 NA 421<br />
Spain 129 190 5147 7708<br />
Sweden 210 256 1857 2314<br />
UK<br />
Non Europe Countries<br />
194 200 11288 12157<br />
USA 332 288 87409 87496<br />
China 22 55 26499 72900<br />
Indonesia 14 25 NA 5985<br />
Japan 239 246 30018 31255<br />
Halaman 125 dari 131
APPENDIX 2 (continuation)<br />
Country Consumption per capita<br />
(kg)<br />
Consumption 1 Country-Based<br />
1995 2007 (1000 t)<br />
Brazil 35 42 5433 8091<br />
Egypt 9 NA NA NA<br />
Total<br />
Notes:<br />
49 59 276231 391799<br />
When „NA‟ reveals <strong>for</strong> EU-27 missing countries, not available in<strong>for</strong>mation or in<strong>for</strong>mation is not given due to competition<br />
rule<br />
Source: [255, VDP 2009], [256, VDP 1997]<br />
1<br />
Consumption = production + Import – Export<br />
2<br />
For Belgium and Luxemburg just that value available<br />
Halaman 126 dari 131
APPENDIX 3<br />
SPECIFIC ENERGY CONSUMPTION FOR PULP AND PAPER INDUSTRY<br />
Energy Consumption Range Source of data<br />
<strong>Paper</strong> Grades<br />
Unit From Up to<br />
(Number of<br />
Industry)<br />
Kraft pulp Non-Integrated Electricity 700 800 (<br />
(kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
3800 5100<br />
1 ) (5<br />
industry)<br />
Uncoated wood-containing<br />
Electricity 1200 1400 (<br />
paper – integrated<br />
(kWh/t) 1000 1600<br />
Heat (kWh/t)<br />
2 )(1 Industry)<br />
( 4 ) (2<br />
Industry)<br />
Coated wood-containing<br />
Electricity 1200 2100 (<br />
paper – integrated<br />
(kWh/t) 1300 1800<br />
Heat (kWh/t)<br />
2 ) (2<br />
Industry)<br />
( 3 ) (8<br />
Industry)<br />
( 4 ) (3<br />
Industry)<br />
Uncoated wood-free paper –<br />
Electricity 600 800 (<br />
integrated<br />
(kWh/t) 1200 2100<br />
Heat (kWh/t)<br />
2 )(1 Industry)<br />
( 3 ) (1<br />
Industry)<br />
Halaman 127 dari 131
Coated wood-free paper -<br />
integrated<br />
Electricity<br />
(kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
600<br />
1200<br />
1000<br />
2100<br />
( 3 )(5 Industry)<br />
( 4 ) (2<br />
Industry)<br />
<strong>Paper</strong> Grades<br />
APPENDIX 3<br />
Energy Consumption Range Source of data<br />
Unit Unit Unit<br />
(Number of<br />
Recycled <strong>Paper</strong> Packaging<br />
Without Deinking<br />
Recycled Printing <strong>Paper</strong><br />
Without Deinking<br />
Recycled Board With<br />
Deinking<br />
Electricity<br />
(kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
Electricity<br />
(kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
Electricity<br />
(kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
300<br />
1100<br />
900<br />
1000<br />
400<br />
1000<br />
700<br />
1800<br />
1400<br />
1600<br />
700<br />
2700<br />
Industry)<br />
( 2 )(1 Industry)<br />
( 3 )(11<br />
Industry)<br />
( 4 ) (7<br />
Industry)<br />
( 2 )(1 Industry)<br />
( 3 )(7 Industry)<br />
( 4 ) (4<br />
Industry)<br />
( 2 )(1 Industry)<br />
( 3 )(4 Industry)<br />
( 4 ) (5<br />
Halaman 128 dari 131
Tissue Non-Integrated<br />
(Without through-air-drying)<br />
Recycled Tissue (Without<br />
through-air-drying)<br />
Wood-free specialty paper<br />
Electricity<br />
(kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
Electricity<br />
(kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
Electricity<br />
(kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
900<br />
1900<br />
800<br />
1900<br />
600<br />
1600<br />
1200<br />
2300<br />
2000<br />
2800<br />
3000<br />
4500<br />
Industry)<br />
( 2 )(2 Industry)<br />
( 3 ) (4<br />
Industry)<br />
( 2 )(1 Industry)<br />
( 4 ) (3<br />
Industry)<br />
( 2 )(3 Industry)<br />
( 3 ) (3<br />
Industry)<br />
Source : all data taken from [249, Blum et al. 2007]:<br />
(1) Swedish EPA, statistical data of Swedish Kraft pulp mills, 2005<br />
(2) PTS, Examination studies: Energy optimization in European mills (not published), Munich 2004 to 2007<br />
(3) PTS, Internal data collection of German pulp and paper mills (not published), Munich 2004 to 2006<br />
(4) Institution <strong>for</strong> <strong>Paper</strong> Science and <strong>Tech</strong>nology GmBh, Questionnaire based survey (not published)<br />
Darmstadt, 2007<br />
Halaman 129 dari 131
APPENDIX 4<br />
ENERGY CONSUMPTION FOR UTILITY IN THE MILL GENERALLY<br />
Energy<br />
Process/Activities<br />
Consumption<br />
(kWh/t)<br />
Description<br />
Biological Effluent Treatment<br />
Using pump, agitator, and aeration.<br />
Mechanical + aerobic<br />
4 – 8 Biogas product and utilization not<br />
Mechanical + aerobic/anaerobic (biogas<br />
not considered)<br />
Mechanical + aerobic/anaerobic (biogas<br />
considered)<br />
5 – 10<br />
Surplus 20 – 15<br />
considered.<br />
Energy balance by using biogas (waste<br />
water treatment of recycled fiber industry<br />
produce around 25 kWh/t)<br />
Raw Water Treatment 2 – 5 Using raw water pump and preparation<br />
Pressurized Air 20 – 30 Using compressor and air-dryer<br />
Work Transportation<br />
1 – 2 Using Forklift and Industrial Truck<br />
Finishing (Without packaging)<br />
10 – 40 Using rewinder, broke pulping, including<br />
packaging line<br />
Administration NA ( 1 (1) NA : Not Available<br />
) Not Considered (<strong>for</strong> office, canteen, etc.)<br />
Source : PTS, Examination studies: Energy optimization in European mills (not published), Munich 2004 to 2007<br />
unpublished from [249, Blum et al. 2007]<br />
Halaman 130 dari 131
GHG EMISSION FROM VARIOUS COUNTRIES<br />
No. Country<br />
MtCO2<br />
equivalent<br />
% from World<br />
GHG<br />
1. USA 6928 20,6<br />
2. China 4938 14,7<br />
3. EU-25 4725 14<br />
4. Russia 1915 5,7<br />
5. India 1884 5,6<br />
6. Japan 1317 3.9<br />
7. Germany 1009 3<br />
8. Brazil 851 2,5<br />
9. Canada 680 2<br />
10. UK 654 1,9<br />
11. Italy 531 1,6<br />
12. South Korea 521 1,5<br />
13. French 513 1,5<br />
14. Mexico 512 1,5<br />
15. Indonesia 503 1,5<br />
16. Australia 491 1,5<br />
17. Ukraine 482 1,4<br />
18. Iran 480 1,4<br />
19. South Africa 417 1,2<br />
20. Spain 381 1,1<br />
21. Poland 381 1,1<br />
22. Turk 355 1.1<br />
23. Arab Saudi 341 1<br />
24. Argentina 289 0,9<br />
25. Pakistan 285 0,8<br />
Top 25 27915 83<br />
Rest of World 5751 17<br />
Developed Countries 17355 52<br />
Developing Countries 16310 48<br />
Notes: Data year 2000. Total emission not included fuel and the<br />
changing of land and <strong>for</strong>est usage<br />
Halaman 131 dari 131
MINISTRY OF INDUSTRY<br />
CENTER FOR PULP AND PAPER RESEARCH AND<br />
DEVELOPMENT<br />
Jl. Raya dayeuhkolot No 132, Kotak Pos 1005. Bandung 40258<br />
Telp (022) 5202980 & 5202871; Fax (022) 5202871<br />
TECHNOLOGY MAPPING GUIDELINE<br />
FOR PULP AND PAPER INDUSTRY<br />
IN<br />
IMPLEMENTATION OF ENERGY CONSERVATION<br />
AND CO2 EMISSION REDUCTION IN INDUSTRIAL<br />
SECTOR (PHASE 1)<br />
CENTER FOR ASSESSMENT ON GREEN INDUSTRY<br />
AND ENVIRONMENT<br />
AGENCY FOR ASSESSMENT ON POLICY, CLIMATE<br />
AND QUALITY OF INDUSTRY<br />
2011<br />
i
TECHNOLOGY MAPPING GUIDELINE<br />
FOR PULP AND PAPER INDUSTRY IN<br />
IMPLEMENTATION OF ENERGY CONSERVATION AND CO2<br />
EMISSION REDUCTION IN INDUSTRIAL SECTOR (PHASE 1)<br />
FOUNDER<br />
Industry Minister<br />
M.S Hidayat<br />
ADVISOR<br />
Arryanto Sagala<br />
STEERING COMMITTTEE<br />
Tri Reni Budiharti<br />
Shinta D. Sirait<br />
AUTHORS<br />
Ngakan Timur Antara Susi Sugesty<br />
Henggar Hardiani Sri Purwati<br />
Yusup Setiawan Heronimus Judi Tjahyono<br />
Rini S Soetopo Yuniarti Puspita Kencana<br />
Teddy Kardiansyah<br />
EDITORS<br />
Sangapan<br />
Denny Noviansyah<br />
Yuni Herlina Harahap<br />
Juwarso Gading<br />
Wiwiek Sari Wijiastuti<br />
Patti Rahmi Rahayu<br />
PUBLISHED BY<br />
Center <strong>for</strong> <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Research and Development<br />
Center <strong>for</strong> Green Industry and Environment Assessment<br />
Agency <strong>for</strong> Industrial Policy, Climate and Quality Assessment<br />
PRINTED BY<br />
MINISTRY OF INDUSTRY<br />
ii
TECHNOLOGY MAPPING GUIDELINE<br />
FOR PULP AND PAPER INDUSTRY IN<br />
IMPLEMENTATION OF ENERGY CONSERVATION<br />
AND CO2 EMISSION REDUCTION IN INDUSTRIAL<br />
SECTOR (PHASE 1)<br />
1 st Edition. Jakarta : Ministry of Industry (MOI), January<br />
2011<br />
xiii + 133 pages.<br />
Version: Presented in Bahasa Indonesia and English<br />
Publisher Address:<br />
MINISTRY OF INDUSTRY<br />
Jl. Gatot Subroto Kav. 52-53<br />
Jakarta Selatan 12950<br />
ISBN:.......................<br />
iii
FOREWORD<br />
Praise the Lord giving us His mercy and grace so this<br />
<strong>Tech</strong>nology <strong>Mapping</strong> <strong>Guideline</strong> For <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry<br />
within the framework of Implementation of Energy Conservation<br />
and CO2 Emission Reduction in Industrial Sector (Phase 1) can<br />
be finalized in time.<br />
This <strong>Guideline</strong> is structured to enhance knowledge in<br />
implementation of energy conservation and reduction of CO2<br />
emission and discussed with among stakeholders comprising of<br />
representatives from governments, experts and practitioners.<br />
It is expected that this <strong>Guideline</strong> is useful <strong>for</strong> the related<br />
parties to implement energy conservation and reduction of CO2<br />
emission. Finally, we would like to thank all those who have<br />
participated in the preparation of this guideline.<br />
Jakarta, January 2011<br />
Head of<br />
Agency <strong>for</strong> Assessment on Policy,<br />
Climate and Quality of Industry<br />
Arryanto Sagala<br />
iv
EXECUTIVE SUMMARY<br />
The development of global warming due to<br />
increasing concentrations of Greenhouse Gases (GHG)<br />
emissions have an impact on climate change that will<br />
ultimately change the world climate patterns. This<br />
conditions could endanger the lives and ecosystems has<br />
led convening of the United National Framework<br />
Convention on Climate Change (UNFCCC), to launch<br />
the Kyoto protocol in 1997.<br />
Indonesia as a developing country binding to<br />
Kyoto protocol ratification, and issued the Regulation no.<br />
17/2004 as a commitment to reduce CO2 emissions by<br />
26% with its own funding and 41% through the<br />
assistance of international donors. Based on this policy,<br />
the Ministry of Industry in cooperation with Indonesian<br />
Climate Change Trust Fund (ICCTF) prepare the<br />
<strong>Guideline</strong>s of <strong>Tech</strong>nology <strong>Mapping</strong> <strong>for</strong> <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong><br />
Industry.<br />
Among the sources of GHG emissions in<br />
Indonesia, industrial sector is ranked 4<br />
v<br />
th , including pulp<br />
and paper industries, cement, steel, textile,<br />
petrochemical, food-beverage and ceramics and glass.<br />
The development of technology and production capacity<br />
in pulp and paper industries, provide the opportunities <strong>for</strong><br />
energy savings and reduce GHG emissions all at once<br />
significantly.<br />
The book "Guide to <strong>Tech</strong>nology <strong>Mapping</strong> <strong>for</strong> <strong>Pulp</strong><br />
and <strong>Paper</strong> Industries" consist the following:<br />
- Overview of pulp and paper making process and<br />
environmental management<br />
- <strong>Pulp</strong>ing technology which is energy efficient and low<br />
carbon emissions.
- <strong>Paper</strong> making technology which is energy efficient and<br />
low carbon emissions.<br />
- Environmental technology management in relation to<br />
carbon emissions<br />
In the view of pulping technology, characteristics<br />
and product quality of chemical process is better than a<br />
mechanical and semi-chemical, so it can be used <strong>for</strong><br />
high-quality paper materials. The pulp industry supplied<br />
its own energy needs from biomass waste such as black<br />
liquor in recovery boilers or the bark and timber waste<br />
boiler <strong>Paper</strong> manufacturing using a very large energy<br />
obtained from the power plant which normally uses fossil<br />
fuels. Consumption of water is large enough <strong>for</strong> the<br />
<strong>for</strong>mation of sheets, partly recycled and wasting.<br />
Environmental management in the pulp and<br />
paper industry is managing wastewater to meet<br />
environmental quality standards, and simultaneously<br />
utilize solid waste as alternative energy and control<br />
greenhouse gas emissions, not to pollute the air, so it<br />
can reduce GHG emissions into atmosphere.<br />
<strong>Pulp</strong>ing technology energy saving can not be<br />
separated with the concept of environmentally friendly<br />
technologies. With the adoption of environmentally<br />
friendly technology in the manufacture of pulp, it can be<br />
obtained several benefits including saving of : raw<br />
materials, water, and energy, thereby reducing the<br />
pollution load and simultaneously costs saving. Energy<br />
savings in the pulp industry can be done with<br />
conservation in cooking and pulp bleaching system.<br />
Saving in the pulp cooking system can be done through<br />
modification of digester delignification method (extended<br />
delignification), and pulping aid applications by using<br />
chemicals or phosphanate antraquinone. While on the<br />
vi
pulp bleaching done by adding a heat transfer system<br />
installation on ClO2 feed system.<br />
Some energy conservation activities in the<br />
chemical recovery unit can be done by increasing the<br />
maximum cost of heat energy generated from the<br />
combustion process. Combustion efficiency can be<br />
improved by adding the total black liquor solids entering<br />
the boiler furnace, the addition of quaternary air flow in<br />
the recovery boiler, the use super concentrator on the<br />
evaporator, and improved filtration system CaCO3 and<br />
refractory bricks in lime kilns.<br />
The use of biomass fuels in the pulp mill will save<br />
the use of coal. Biomass fuel is being developed and<br />
fairly easy to get around the mill, such as shell oil,<br />
coconut oil, palm fiber and others. To improve the<br />
efficiency of combustion, used the type of Fluidized Bed<br />
Boiler (FBC) and circulating Fluidized Bed Combustion<br />
Boilers (CFBC). Conservation of energy in the power<br />
boiler can be done with some of the activities of which<br />
avoids the leakage and reducing excess air.<br />
Energy savings in paper making process can be<br />
done at each stage of the process. Unit stock<br />
preparation to consume much energy and the use of<br />
additives such as CMC in refining can save energy. A<br />
preliminary study showed that the use of certain<br />
enzymes can show energy savings up to 40%. Energy<br />
savings on Fourdrinier paper machine can be done by<br />
optimization of vacuum system. With the application of<br />
Gap Former technology to replace Fourdrinier machine,<br />
increase production capacity of about 30% and save<br />
energy around 40 kWh / ton of paper. Energy<br />
conservation in paper drying section can be done by<br />
decreasing the use of air in the dryer if you apply a<br />
vii
closed hood system and optimize the heat recovery<br />
system.<br />
In line with the development of increasing<br />
efficiency of production, water and energy savings as<br />
described above, it will reduce the amount of waste<br />
produced. But the consequences will change the<br />
characteristics of the waste water, becomes denser with<br />
increasing levels of dissolved organic. Liquid waste will<br />
be more effectively treated with anaerobic biological<br />
processes. By way of anaerobic biological processes it<br />
will conserve energy, utilize biogas as alternative energy,<br />
and reducing GHG emissions.<br />
Solid waste generated from the pulp and paper<br />
industry is dominated by organic waste that is generally<br />
derived from the raw material fiber. There are several<br />
ways of solid waste management, in general is based on<br />
the characteristics and potentials, which include the<br />
managing of landfills, incineration, composting and<br />
anaerobic digestion. Each of the solid waste<br />
management activities have the potential to generate<br />
energy when used to reduce GHG emissions.<br />
Management of gas emissions from pulp and<br />
paper industry is to control particulates and pollutant<br />
gases. Largest emission sources may come from a<br />
digester, CRP and power plant. Selection of gas<br />
management technology is based on the number and<br />
types of pollutants and the presence or absence of<br />
potential to be exploited. On that ground can be selected<br />
several appliances that particulate control technology<br />
namely cyclones, fabric filters, electrostatic precipitator<br />
(ESP). While the technology to control gas, among<br />
others, use the scrubber, absorber, the gas controlling<br />
viii
device SOx and NOx and also controlling over the noncondensable<br />
gas.<br />
Last but hopefully, this manual of technology<br />
mapping in the pulp and paper industry can be a<br />
guidance and useful <strong>for</strong> all parties concerned.<br />
ix
TABLE OF CONTENT<br />
FOREWORD …………………………………………. iv<br />
EXECUTIVE SUMMARY …………………………… v<br />
TABLE OF CONTENT ……………………………… ix<br />
LIST OF APENDICES ………………………………. xii<br />
LIST OF FIGURES ............................................... xii<br />
LIST OF TABLES ……………………………………xiv<br />
CHAPTER I INTRODUCTION …………………………. 1<br />
1.1. Environmental Issues Related to Climate Change..<br />
1<br />
1.2. Contribution of <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry ………….. 4<br />
1.3. Condition of <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry …………… 7<br />
CHAPTER II OVERVIEW OF THE PULP AND PAPER<br />
INDUSTRY ………………………………………………. 13<br />
2.1. <strong>Pulp</strong> <strong>Tech</strong>nology …………………………………… 13<br />
2.2. <strong>Paper</strong>making <strong>Tech</strong>nology ………………………… 24<br />
2.3. Environmental Management <strong>Tech</strong>nology ………. 27<br />
2.3.1. Liquid Waste Management ……………………. 27<br />
2.3.2. Solid Waste Management …………………….. 29<br />
2.3.3. Gas Waste Management ……………………… 30<br />
CHAPTER III PULPING TECHNOLOGY FOR ENERGY<br />
SAVING AND LOW CARBON ………………………… 32<br />
3.1. Conservation of Energy in Wood raw Material<br />
Handling, Chipping, Wood Chip Screening …….. 33<br />
3.2. Modification Of Continues Delignification<br />
<strong>Tech</strong>nology (Extended Delignification) On Cooking<br />
System …………………………..………………… 36<br />
3.2.1 RDH (Rapid Displacement Heating) and Superbatch<br />
……………………………………………………. 39<br />
3.2.2 ITC (Isothermal Cooking) ……………………... 41<br />
3.2.3 Black liquor impregnation ……………………… 43<br />
x
3.3 Application Washing <strong>Tech</strong>nologies Using Both On<br />
The Displacement Method And Bleaching<br />
Brownstock …………………………………… 46<br />
3.4 Optimization Of The Per<strong>for</strong>mance Of Chemical<br />
Recovery (Recovery Boilers, Evaporators,<br />
Recovery Boilers, Lime Kilns) ………………… 47<br />
3.5 Optimization of Biomass and Coal Fuel Power<br />
Boilers Per<strong>for</strong>mance …………………………. 51<br />
CHAPTER IV PAPERMAKING TECHNOLOGY FOR<br />
SAVING ENERGY AND LOW CARBON ………..….. 55<br />
4.1 <strong>Paper</strong>making <strong>Tech</strong>nology ………………….. 55<br />
4.1.1 Stock Prep: Refining ………………............... 55<br />
4.1.2 <strong>Paper</strong> Machine: The Forming and Pressing … 55<br />
4.1.3 <strong>Paper</strong> Machinery: Drying Section ……………. 57<br />
4.2 Saving Energy and Carbon Emissions in the <strong>Paper</strong><br />
Industry ……………………………………… 60<br />
4.3 Short Overview of Investment For Some New<br />
Process ……………………………………… 63<br />
CHAPTER V ENVIRONMENTAL MANAGEMENT IN PULP<br />
AND PAPRE INDUSTRY …………………………….. 65<br />
5.1 Liquid Waste Management ………………… 65<br />
5.1.1 Processing <strong>Tech</strong>nology …………………….. 66<br />
5.1.2 Anaerobic <strong>Tech</strong>nology Development and Application<br />
…………………………………………………… 68<br />
5.2. Solid Waste Management …..……………… 71<br />
5.2.1 Landfill ………………………………………… 74<br />
5.2.2 Incineration …………………………………… 77<br />
5.2.3 Composting …………………………………… 81<br />
5.2.4 Anaerobic Digestion Process ……………….. 84<br />
5.3. Gas Emissions Management ………………… 91<br />
5.3.1 Sources and Characteristics ………….……… 91<br />
5.3.2 <strong>Tech</strong>nology of Management Particulate Emissions<br />
and Gas ………………………………………… 93<br />
5.3.2.1. Separation of Particulate ……………………. 94<br />
5.3.2.2. Separation of Gas Pollutants ……….………. 99<br />
xi
5.3.2.3. Emission of Non Condensable Gas ………. 109<br />
CHAPTER VI CLOSING REMARKS …………….. 111<br />
REFFERENCES ………………….…………………… 114<br />
LIST OF APPENDICES<br />
APPENDIX 1 …………………………………………… 119<br />
APPENDIX 2 …………………………………………… 125<br />
APPENDIX 3 …………………………………………… 128<br />
APPENDIX 4 …………………………………………… 132<br />
LIST OF FIGURES<br />
Figure 1.1 Forecast of GHG Emissions in Indonesia 6<br />
Figure 2.1 Process Diagram of Kraft <strong>Pulp</strong> Mill ……. 16<br />
Figure 2.2 Distribution of Energy in the <strong>Pulp</strong>ing<br />
Process …………………………………… 22<br />
Figure 2.3 <strong>Paper</strong>making Process …………………. 25<br />
Figure 2.4 Proportion of Water Separation and<br />
Energy Consumption ……………………. 25<br />
Figure 2.5 Distribution of Energy Consumption in<br />
<strong>Paper</strong> Mill ………………………………… 26<br />
Figure 2.6 Share of Energy Consumption in <strong>Paper</strong><br />
Industry ……………………………………<br />
Figure 3.1 Mechanism of chip damage …………… 36<br />
Figure 3.2 Dimensions of optimal chip stack …… 36<br />
Figure 3.3 Cycle Of Displacement Batch Cooking<br />
Process …………………………………. 38<br />
Figure 3.4 Summary Of The Various Cycles Of<br />
Displacement Batch Cooking Process … 39<br />
Figure 3.5 System RDH equipment / Superbatch… 40<br />
Figure 3.6 ITC Digester Continuous Cooking<br />
System ………………………………….<br />
26<br />
xii<br />
42
Figure 3.7 Black Liquor Impregnation ……………… 43<br />
Figure 3.8 Wash The Master And Twin Roll Press.. 46<br />
Figure 3.9 Addition Of 1 Unit Superconcentrator … 47<br />
Figure 3.10 Addition Of Quaternary Air Flow ………. 48<br />
Figure 3.11 FBC and CFBC …………………………. 52<br />
Figure 4.1 Current <strong>Tech</strong>nology Pressing (Shoe<br />
Press) …………………………………….. 56<br />
Figure 4.2 Comparison of Per<strong>for</strong>mance Pressing 56<br />
Figure 4.3 Drying System Condebelt ……………… 58<br />
Figure 4.4 Air Impingement Drying ………………… 59<br />
Figure 5.1 Phase on Anaerobic Process …………. 75<br />
Figure 5.2 Landfill Methane Gas Collection System<br />
and Utilization of Energy ……………….. 76<br />
Figure 5.3 Rotary Kiln Incinerator ………………….. 78<br />
Figure 5.4 Fludized Bed Incinerator ……………….. 79<br />
Figure 5.5 Composting Process and Gas Emission 81<br />
Figure 5.6 Stage of Anaerobic Digestion Process.. 85<br />
Figure 5.7 Anaerobic Digestion Wet One Step<br />
System ……………………………………. 87<br />
Figure 5.8 Anaerobic Digestion One Stage dry<br />
System ……………………………………. 88<br />
Figure 5.9 Flowchart of Two Phase Anaerobic<br />
Digestion …………………………………. 90<br />
Figure 5.10 (A) Multiple Cyclone and Cyclone, (B)<br />
Multiple Cyclone installed in Boilers …… 95<br />
Figure 5.11 Fabric Filter ……………………………….. 96<br />
Figure 5.12 Electrostatic Precipitator ………………… 97<br />
Figure 5.13 (A) Venturi Scrubber (B) Cyclone<br />
Scrubber (C) Spray Scrubber………….… 98<br />
Figure 5.14 Packed Tower Scrubber …………………. 100<br />
Figure 5.15 Several types of absorber ………………. 101<br />
xiii
LIST OF TABLES<br />
Table 1.1 Indonesian National Greenhouse Gas<br />
Emissions …………………………………… 5<br />
Table 1.2 CO2 Emission Reduction Targets in all<br />
Sectors ……………………………………… 7<br />
Table 1.3 Consumption of Steam and Electricity <strong>Pulp</strong><br />
and <strong>Paper</strong> Industry in Indonesia …………. 8<br />
Table 1.4 Consumption of Steam and Electricity to<br />
Various Types of <strong>Paper</strong> ………………….. 9<br />
Table 1.5 Specific Energy Consumption of Heavy<br />
Industry …………………………………….. 10<br />
Table 1.6 Energy Saving Opportunities ……………. 11<br />
Table 1.7 Carbon Emissions from Heavy<br />
Industries………………………………. 11<br />
Table 1.8 Details of Carbon Emissions from <strong>Paper</strong><br />
Industry ……………………………………… 12<br />
Table 2.1 General Classification of <strong>Pulp</strong>ing Process<br />
Table 2.2 Summary of General <strong>Pulp</strong>ing Results ….. 15<br />
Table 2.3 Energy Consumption in <strong>Pulp</strong> Mill ……….. 23<br />
Table 3.1 Conservation Of Energy In Wood Raw<br />
Material Handling, Chipping, Wood Chip<br />
Screening ………………………………….. 34<br />
Table 3.2 Conservation Of Energy in the System Of<br />
Cooking and Bleaching ………………….. 44<br />
Table 3.3 Conservation Of Energy in <strong>Pulp</strong> Washing<br />
System ……………………………………… 47<br />
Table 3.4 Energy Conservation in Chemical<br />
Recovery System (Evaporator, Recovery<br />
Boiler, Lime Kiln) …………………………… 49<br />
xiv
Table 3.5 Conservation Of Energy In The System Of<br />
Power Boilers (Biomass Fuel Or Coal) ….. 53<br />
Table 4.1 Comparison of Per<strong>for</strong>mance of New Drying<br />
<strong>Tech</strong>nology ………………………………… 59<br />
Table 4.2 Energy Conservation Opportunities in<br />
<strong>Paper</strong> Industry ……………………………… 61<br />
Table 4.3 Best 2009 World Energy Intensity ……….. 62<br />
Table 4.4 Source of Carbon Emissions at <strong>Paper</strong><br />
Mill……………………………………… 63<br />
Table 4.5 Overview of Investment For Energy<br />
Savings …………………………………….. 64<br />
Table 5.1 Sources and Types of Solid Wastes <strong>Pulp</strong><br />
and <strong>Paper</strong> Industry ………………………… 72<br />
Table 5.2 Advantages and Weaknesses of Solid<br />
Waste Management <strong>Tech</strong>nology…………. 73<br />
Table 5.3 Several Factors Affecting the Composting<br />
Process ……………………………………… 82<br />
Table 5.4 Sources and Characteristics of Gas and<br />
Particulate Emissions ……………………. 92<br />
Table 5.5 Classification of Particulate Separator<br />
<strong>Tech</strong>nology ……………………………….. 94<br />
Table 5.6 Wet FGD and Dry Type ………………….. 103<br />
Table 5.7 Nox Control Methods …………………….. 107<br />
Table 5.8 The Range Of Explosive Concentrations<br />
Of Sulfur Gases ……………………………. 109<br />
xv
CHAPTER I<br />
INTRODUCTION<br />
1.1 Environmental Issues Related to Climate<br />
Change<br />
Increasing the concentration of Greenhouse Gases<br />
(GHG) emission such as CO2, CH4, N2O, SF6, HFCs and<br />
PFCs are the result of human activities that cause<br />
increased heat radiation (long wave) that are trapped in the<br />
atmosphere. This causes the phenomenon of global<br />
warming resulting in climate change. Some climate change<br />
is happening, among others, the earth's surface<br />
temperature increases, the increased evaporation in the<br />
air, the changing patterns of rainfall and air pressure that<br />
will ultimately change the world climate patterns.<br />
Carbon dioxide is one of the gases that cause<br />
global warming, because it has heat absorbing properties<br />
of sunlight. Each year, the earth releases 8 billion tons of<br />
CO2 that comes from humans and animals, fossils and<br />
natural gas (6.5 billion tons) and from 1.5 billion tons of<br />
firewood. Humans have destroyed the balance, through<br />
burning oil, coal, natural gas and excessive de<strong>for</strong>estation,<br />
thus increasing the amount of CO2 throughout the earth,<br />
surface, both in the atmosphere and the sea.<br />
The development of global warming due to CO2<br />
emission has risen to about 30 % since the 1970s. During<br />
the 142 years between 1860 to 2002 world temperatures<br />
rose by 1 o C and in 35 years between 1935 to 1970 world<br />
temperatures rose by 0.5 o C. This figure will rise again to<br />
at least 2-4 o C in the year 2100 (IPCC, 2007). The biggest<br />
contribution to global warming is CO2 by 61%, followed by<br />
Page 1 of 132
15% CH4, CFCs by 12% and 4% N2O, and other sources<br />
up to 8% (Callan, 2000).<br />
Convention on Climate Change or UNFCCC (United<br />
Nations Framework Convention on Climate Change) is an<br />
agreement that aims to stabilize greenhouse gas<br />
concentrations in the atmosphere, the conditions do not<br />
endanger the lives and ecosystems to ensure sustainable<br />
development. Kyoto Protocol was born in 1997 at the First<br />
Commitment Period (2008-2012) states that developed<br />
countries must make ef<strong>for</strong>ts to reduce the rate of increase<br />
of GHG emission in the country, but this does not apply to<br />
developing countries. Legally, based on the Kyoto Protocol<br />
<strong>for</strong> the year 2008-2012, developed countries must reduce<br />
its GHG emission by an average of 5.2% of world total in<br />
1990 as well as assist the developing countries in terms of<br />
technology transfer. It is known at this convention, the<br />
principle of "common but differentiated responsibilities",<br />
where every country has the same responsibilities but with<br />
a different role. Based on these principles, it was agreed<br />
also that the developed countries will lead ef<strong>for</strong>ts to tackle<br />
climate change.<br />
Although Indonesia does not have an obligation,<br />
Indonesia ratifies the UNFCCC through regulation No.<br />
6/1994, that is Indonesia commits to participate in the<br />
program of mitigation and adaptation to climate change that<br />
has started since 1990. The commitment is further<br />
strengthened with the ratification of the Kyoto Protocol<br />
through Act No. 17 of 2004 on Ratification of the Kyoto<br />
Protocol on UN Framework Convention on Climate<br />
Change. This is <strong>for</strong>ced by statements of Indonesian<br />
President in Copenhagen in 2009. Then with reference to<br />
the Kyoto Protocol of 1997 and the Bali Road Map, the<br />
Indonesian National Action Plan (RAN), which establishes<br />
Page 2 of 132
a commitment to reduce CO2 emission by 26% with own<br />
funding (BaU, Business as Usual) and by 41% with the<br />
help of international donors. The commitment was<br />
conveyed by the President at the G20 meeting in Pittsburg,<br />
USA (November 2009) and COP-15 (December 2009). The<br />
RAN is stated <strong>for</strong> the industrial sector to reduce GHG<br />
emission is 0,001 Gt CO2 equivalent if the funds<br />
themselves or 0.005 Gt CO2 equivalent with the help of<br />
<strong>for</strong>eign donors, in 2020.<br />
The industrial sector is the largest contributor to<br />
greenhouse gases after the <strong>for</strong>estry, and transportation. In<br />
the industrial sector there are 3 sources of GHG emission<br />
i.e the activities to meet the energy needs of approximately<br />
40%, and the rest were production process and waste<br />
management. Related with energy use, the Indonesian<br />
government has issued Government Regulation no.<br />
70/2009 concerning the obligation of conservation of<br />
energy <strong>for</strong> industry which use energy above 6,000 TOE<br />
(ton oil equivalent) per year. These are the industries that<br />
consume relatively high energy. Some industries are<br />
classified using energy above 6,000 TOE such as cement<br />
industry, steel industry, pulp and paper industry, textile<br />
industry, industry-ceramic, fertilizer industries of<br />
petrochemical industry, food industry-specific drinks. These<br />
industries absorb 80% of the total energy.<br />
Regarding to the implementation of Regulation No.<br />
70/2009, the Ministry of Industry in cooperation with ICCTF<br />
Program <strong>for</strong> the years of 2010-2011. Two of the programs<br />
are preparing the <strong>Tech</strong>nology <strong>Mapping</strong> <strong>Guideline</strong>s <strong>for</strong> <strong>Pulp</strong><br />
and <strong>Paper</strong> Industry and Carbon Calculation <strong>Guideline</strong>s <strong>for</strong><br />
<strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry. These guidelines are expected to<br />
assist the industry in energy conservation activities and the<br />
reduction of CO2 emission, and could be used by<br />
Page 3 of 132
governments and stakeholders as a benchmark <strong>for</strong> energy<br />
conservation in pulp and paper industry. In these guidelines<br />
it is explained in detail about the overview of <strong>Pulp</strong> and<br />
<strong>Paper</strong> Industry includes energy-efficient, low carbon, and<br />
environmental management. These guidelines have been<br />
prepared to support the high competitiveness and<br />
environmentally sound of pulp and paper industry.<br />
1.2 Contribution of GHG Emission in Indonesia<br />
In Indonesia, the sources of GHG emission are<br />
classified into several activities, namely from <strong>for</strong>estry and<br />
land use, energy sector, industrial sector, agriculture and<br />
urban waste, and farm. The data in Table 1.1 shows that<br />
the largest emitters of greenhouse gases generated from<br />
<strong>for</strong>estry and land use was 46%, while the industrial sector<br />
occupied on the 4 th rank of 2.42% (Table 1.1).<br />
Page 4 of 132
Table 1.1 Indonesian National Greenhouse Gas Emission<br />
Sources CO2 (Gg) CH4 (Gg) N2O (Gg) CO2eq (Gg) %<br />
Energy 305.983 1.221 6 333.540 23,56<br />
Industries 31.938 104 0 34.197 2,42<br />
Agriculture 2.178 2.419 72 75.419 5,33<br />
Land Use Change and Forestry 649.173 3 0 649.254 45,85<br />
Burning Peat land 172.000 - - 172.000 12,15<br />
Waste 1.662 7.020 8,05 151.578 10,69<br />
Total 1.415.988 100<br />
Source: KLH - The Indonesian Second National Communication,2009<br />
In line with the increasing activities mentioned above from year to year, then the GHG emission will<br />
also increase. Prediction of increasing GHG emission from 2000 to 2020 can be seen in Figure 1.1.<br />
Page 5 of 132
Figure 1.1 Forecast of GHG Emission in Indonesia (Source: BAPENAS)<br />
On the basis of the above predictions, the<br />
government's National Energy make a policy to suppress<br />
the increasing of GHG emission. To actualize RAN (The<br />
National Action Plan) in achieving the reduction target of<br />
CO2 emission by 26%, the government has issued<br />
Presidential Regulation No. 5/2006 with the following items:<br />
• Decrease the share of fossil oil to less than 20% (yr 2005:<br />
54.78%)<br />
• Increase the share of gas to more than 30% (yr 2005:<br />
22:24%)<br />
• Increase the share of coal to more than 33% (yr 2005;<br />
16.77%)<br />
• Increase the share of renewable energy to more than<br />
17% (yr 2005: 6.20%)<br />
• Energy Elasticity less than 1 (existing elasticity is 1.84)<br />
• Decrease Average Energy Intensity to less than 1% per<br />
year<br />
When comparing the predictive value of GHG<br />
emission in 2020 from their respective activities, to<br />
implement national energy policy and without implementing<br />
Page 6 of 132
the policy, it will show the difference in CO2 emission value<br />
of self ef<strong>for</strong>ts or by help of country donors as seen in Table<br />
1.2.<br />
Table 1.2 CO2 Emission Reduction Targets in all Sectors<br />
Activities<br />
Sector<br />
Sector<br />
Emission of<br />
CO2 2020<br />
(Without<br />
Reduction)<br />
CO2 Emission in 2020<br />
(with reduction target 26%)<br />
26%<br />
+15%<br />
(total 41%)<br />
Peat lands 1.09 0.28 0.057<br />
Waste 0.25 0.048 0.030<br />
Forestry 0.49 0.392 0.310<br />
Agriculture 0.06 0.008 0.003<br />
Industry 0.06 0.001 0.004<br />
Transportation - 0.008 0.008<br />
Energy 1.00 0.030 0.010<br />
Total<br />
2.95 0.767 0.422<br />
1.3 Condition of <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry<br />
In accordance with the geographical position of<br />
Indonesia, which has vast areas of <strong>for</strong>est as a source of<br />
wood raw material, then Indonesia has a comparative<br />
advantage in the development of wood processing<br />
industries, particularly pulp and paper industry. According<br />
to the Directory APKI in 2009, the company's pulp and<br />
Page 7 of 132
paper industry in Indonesia are 81 mills, which consist of 3<br />
integrated pulp and paper, 2 pulp industries, and 76 paper<br />
industries. Overview of <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry distribution<br />
in Indonesia based on the type of product and energy<br />
consumption can be seen in Appendix 1.<br />
<strong>Pulp</strong> and paper industry spread in the area of Java around<br />
57.96% (6,607,200 tons / year), while in Sumatra of about<br />
37.43% (4.266 million tons / year) and Kalimantan region is<br />
only 4.61% (52 500 Tons / year). In Indonesia, paper<br />
consumption per capita is very low at 14 kg / capita in 1995<br />
increased to 25 kg / capita in 2007. <strong>Paper</strong> consumption is<br />
very low compared to European countries like Belgium who<br />
reached 375 kg / capita, Finland 369 kg / capita and<br />
Germany 254 kg / capita (in 2007), while non-European<br />
countries like the USA can reach 288 kg / capita, Japan<br />
246 kg / capita, China 55 kg / capita (in 2007).<br />
Consumption data in some other countries can be found in<br />
Appendix 2. Energy consumption <strong>for</strong> paper production in<br />
Indonesia, classified by type of paper products can be seen<br />
in Table 1.3.<br />
Table 1.3 Consumption of Steam and Electricity <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong><br />
Industry in Indonesia<br />
No<br />
1<br />
2<br />
<strong>Paper</strong> Product<br />
Type<br />
Newspapers<br />
Cigarettes<br />
Heat<br />
Consumption<br />
ton/ton<br />
Electricity<br />
Consumption<br />
KWh/ton<br />
4,4 939,11<br />
4,1 1750<br />
3<br />
Carton (Lainer<br />
& medium)<br />
2,44 420<br />
4 Kraft <strong>Pulp</strong> 2,2 468<br />
5 Printing-Writing 1,65 600<br />
Source: Center <strong>for</strong> <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong>, 2010<br />
Page 8 of 132
According to several industry surveys, the data<br />
shows that the largest steam requirements contained in the<br />
industry that manufactures specialty paper and Kraft pulp<br />
and lowest consumption found in the printing-writing<br />
industry. For comparison, the energy consumption in other<br />
countries can be seen in Table 1.4 which describes the<br />
consumption of electricity and steam <strong>for</strong> various types of<br />
paper.<br />
Table 1.4 Consumption of Steam and Electricity to Various Types<br />
of <strong>Paper</strong><br />
No <strong>Paper</strong> Products<br />
Heat Consumption<br />
kWh/ton<br />
Electricity<br />
Consumption<br />
kWh/ton<br />
1 Tissue 1900 - 2800 800 - 2000<br />
2 Spesialty 1600 - 4500 600 - 3000<br />
3<br />
Board<br />
(deinking)<br />
1000 - 2700 400 - 700<br />
4 Kraft <strong>Pulp</strong> 3800 - 5100 700 - 800<br />
5 Printing-Writing 1000 - 1600 1200 - 1400<br />
Source: IPPC, 2010<br />
<strong>Pulp</strong> and paper industries consume considerable<br />
energy, but with the development of technology, energy<br />
consumption still can be savings. The paper industry is<br />
capital-intensive industries. Investment required to build a<br />
pulp mill with a capacity of 1 million tons per year is 1.2<br />
billion USD (APKI, 2010). One of the causes of high<br />
investment is due to pulp and paper industry consumes a<br />
lot of energy. Table 1.5 shows the magnitude of energy<br />
consumption of pulp and paper industry compared with<br />
other heavy industries.<br />
Page 9 of 132
Table 1.5 Specific Energy Consumption of Heavy Industry<br />
Industry<br />
Specific Energy<br />
Consumption ( GJ / Ton )<br />
Steel 2,80 – 37,10<br />
Aluminum 11,95 – 85,19<br />
Textile 3,20 – 32,40<br />
Cement 2,20 – 7,90<br />
<strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong><br />
Source: (Ray, 2008)<br />
10,70 – 34,30<br />
In Table 1.5, it is clear that the specific energy<br />
consumption of pulp and paper industry is quite high,<br />
equivalent to the steel industry and the range of low energy<br />
consumption close to the aluminum industry which both of<br />
them are heavy industries. With that such a high energy<br />
consumption, and its main energy source of fossil fuels, it is<br />
clearly that carbon emission cannot be avoided. But the<br />
best ef<strong>for</strong>ts can be done to improve the efficiency and<br />
energy saving (Miner, 2007).<br />
Energy saving opportunities that can be compared<br />
with other industries can be seen in Table 1.6. The amount<br />
of carbon emission from pulp and paper industry as well as<br />
prediction of reduction by the year 2030, relative to other<br />
heavy industry can be seen in Table 1.7, and direct or<br />
indirect emission carbon detail can be seen in Table 1.8.<br />
Page 10 of 132
Table 1.6 Energy Saving Opportunities<br />
No Industry Energy Saving Potential<br />
1 Textile 20 – 35 %<br />
2 Steel 11 – 32 %<br />
3 <strong>Pulp</strong> adn <strong>Paper</strong> 10 – 20 %<br />
4 Ceramics and Galsses 10 – 20 %<br />
5 Food and Beverages 13 – 15 %<br />
6 Petrochemicals 12 – 17 %<br />
7 Cement 15 – 22 %<br />
Source: kemenperin-2009<br />
Industry<br />
Table 1.7 Carbon Emission from Heavy Industries<br />
Specific Emission<br />
(ton CO2/ton product)<br />
Reduction Potential<br />
(%)<br />
Steel 1,6 – 3,8 20 – 50<br />
Aluminum 8,3 -8,6 15 – 25<br />
Cement 0,73 – 0,99 11 – 40<br />
Oil Refinery 0,32 – 0,64 10 -20<br />
<strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong><br />
Source: (Bernstein, 2007)<br />
0,22 – 1,4 5 -40<br />
Page 11 of 132
Table 1.8 Details of Carbon Emission from <strong>Paper</strong> Industry<br />
Emission Source<br />
Direct Emission<br />
Direct Emission associated<br />
with fuel combustion<br />
(excluding biomass CO2)<br />
Wastewater treatment plant<br />
CH4 releases<br />
Forest products industry<br />
landfills 2<br />
Use of carbonate make-up<br />
chemicals and flue gas<br />
desulfurization chemicals<br />
Secondary pulp and paper<br />
manufacturing operations<br />
(i.e., converting primary<br />
products into final products)<br />
Direct emission of CO2 from<br />
biomass fuel combustion<br />
(biogenic) 4<br />
Process-related CO2<br />
including CO2 emitted from<br />
lime kilns (biogenic) 4<br />
Indirect Emission<br />
Electricity purchases by pulp<br />
and paper mills<br />
Electricity purchases by<br />
secondary manufacturing<br />
operations (i.e., converting<br />
primary products into final<br />
products)<br />
Steam purchases<br />
Source: (US-EPA 2010)<br />
Million metric<br />
tons of CO2 e<br />
per year 1<br />
Million short<br />
tons of CO2 e<br />
per year<br />
57.7 63.6<br />
0.4 0.4<br />
2.2 2.4<br />
0.39 1 0.43 1<br />
2.5 2.8<br />
113 125<br />
Unavailable 5 Unavailable 5<br />
25.4 28<br />
8.9 9.8<br />
Unavailable 5 Unavailable 5<br />
Page 12 of 132
CHAPTER II<br />
OVERVIEW OF THE PULP AND PAPER<br />
INDUSTRY<br />
2.1 <strong>Pulp</strong> <strong>Tech</strong>nology<br />
<strong>Pulp</strong>ing process is classified into 3 types namely<br />
mechanical, chemical, and semi-chemical. The product has<br />
the different fibers characteristics. Selection of the process<br />
depends on the available wood species and end use of<br />
pulp produced. Chemical processes dominate nearly all the<br />
world, because this pulp can be made into various types of<br />
paper including fine paper. About 90% of various types of<br />
chemical processes are dominated by the Kraft process.<br />
Chemical pulping process, it can dissolve more lignin than<br />
the other processes, which can lead to better quality and<br />
more extensive usage.<br />
The advantages of chemical pulp are better, more<br />
organized, more flat and more compact with a lower<br />
opacity than the mechanical pulp sheets. In addition to the<br />
same degree of white (bleached brightness) is more stable<br />
chemical pulp. Chemical pulp can be used as raw material<br />
<strong>for</strong> paper with the level not white such as paper bags,<br />
linerboard, and wrapping paper. Higher grade and<br />
bleached type of chemical pulp can make a high quality<br />
paper such as fine paper (writing, printing, photocopying).<br />
In mechanical pulping lignin is not removed or<br />
partially removed, so that the fiber has less intact, rigid, and<br />
shorter. The paper made from mechanical pulp will bulky,<br />
Page 13 of 132
have a good opacity, and easy to absorb ink <strong>for</strong> good<br />
printing properties.<br />
Table 2.1 General Classification of <strong>Pulp</strong>ing Process<br />
Process<br />
Characteristics<br />
Mechanical pulping by mechanical energy<br />
high yield (90-95%)<br />
short fibers, not whole, not pure, weak, unstable<br />
good print quality<br />
Difficult to bleach<br />
The<br />
combination<br />
of chemical<br />
mechanical<br />
pulping with a combination of chemical and<br />
mechanical treatment<br />
The yield is (intermediate) (55-90%)<br />
The properties of the pulp is medium<br />
(intermediate)<br />
Chemical pulping with chemicals and heat<br />
low yield (40-55%)<br />
Fiber pulp intact, long and pure, strong, stable<br />
The print quality is low and easily bleached<br />
Source: Smook, 1989<br />
Page 14 of 132
Classification Process<br />
Mechanical<br />
Chemi-<br />
Mechanical<br />
Semichemical<br />
Chemical<br />
Source: Smook, 1989<br />
Table 2.2 Summary of General <strong>Pulp</strong>ing Results<br />
Stone Groundwood<br />
RMP<br />
TMP<br />
CTMP<br />
Chemi Groundwood<br />
Cold Soda<br />
NSSC<br />
High Yield Sulfit<br />
High Yield Kraft<br />
Kraft<br />
Sulfit<br />
Soda<br />
Yield<br />
(%)<br />
90 - 95<br />
90 - 95<br />
90<br />
85 - 90<br />
85 - 90<br />
85 - 90<br />
65 - 80<br />
55 - 75<br />
50 - 70<br />
40 - 50<br />
45 - 55<br />
45 - 55<br />
Relative Strength<br />
SW HW<br />
5<br />
5 - 6<br />
6 - 7<br />
7 - 8<br />
-<br />
-<br />
-<br />
7<br />
7<br />
10<br />
9<br />
-<br />
3<br />
3<br />
3 - 4<br />
4 - 5<br />
5 - 6<br />
5 - 6<br />
6<br />
6<br />
6<br />
7 - 8<br />
7<br />
7 - 8<br />
Page 15 of 132
Figure 2.1 Process Diagram of Kraft <strong>Pulp</strong> Mill (IPPC, 2010)<br />
Mechanical pulping processes are generally simple<br />
and have a high yield (90-95%), and there<strong>for</strong>e can only be<br />
used <strong>for</strong> certain papers such as newsprint. Semi-chemical<br />
process is a combination of chemical mechanical process.<br />
Yield and pulp properties of semi-chemical are an<br />
intermediate between chemical and mechanical pulps. <strong>Pulp</strong><br />
is suitable <strong>for</strong> the middle layer of corrugating medium.<br />
Flowchart of pulp manufacturing process can be<br />
seen in Figure 2.1 (EPA, 2010). <strong>Pulp</strong>ing process is divided<br />
into five main areas, namely: (1) wood preparation, (2)<br />
pulping, (3) bleaching, (4) chemical recovery, (5) drying the<br />
Page 16 of 132
pulp (non-integrated mill only). The description of each<br />
process is as follows:<br />
a. Wood Preparation<br />
Wood is the main raw material used to produce pulp.<br />
Wood is generally shaped log or chip and processed in the<br />
timber handling area, referred to as wood-yard. In general,<br />
wood-yard operation is separate from the type of pulping<br />
process. When the timber enter the wood-yard in the <strong>for</strong>m<br />
of log, it is necessary to do a series of operations <strong>for</strong> logs<br />
entering the pulping process, usually prepared in the <strong>for</strong>m<br />
of wood chips. Logs are transported to the slasher, to be<br />
withheld in accordance with the desired size, followed by<br />
the removal of bark, flakiness, chip screening, and<br />
transportation to storage. Chips produced from logs or<br />
purchased chip typically stored in a large storage pile.<br />
b. <strong>Pulp</strong>ing<br />
During the pulping process, wood chips are separated<br />
into individual cellulose fibers to remove lignin (adhesive<br />
material between cells that glue the cellulose fibers<br />
together) of wood. There are five main types of pulping<br />
processes: (1) chemical, (2) mechanical, (3) semichemical,<br />
(4) recycling, and (5) other (eg, dissolving, nonwood).<br />
The most common pulping processes are chemical<br />
processes.<br />
Manufacture of chemical pulp (ie, Kraft, soda, and<br />
sulfite) involves "cooking" raw materials (wood chip) using<br />
an aqueous chemical solution, high temperature and<br />
pressure to isolate the fiber pulp. Kraft pulping process is<br />
the most common pulping process used by pulp mills in<br />
Indonesia to produce virgin fiber.<br />
Page 17 of 132
Kraft pulping process using alkaline cooking<br />
solution consisting of sodium hydroxide (NaOH) and<br />
sodium sulfide (Na2S) to dissolve the lignin of wood, while<br />
the soda process uses only NaOH. Cooking condensation<br />
(white liquor) is mixed with wood chips in a reactor<br />
(digester). After the flakes of wood to cook, the digester<br />
contents removed by pressure into the tank. Wood is<br />
softened, broken down into pulp fibers. <strong>Pulp</strong> and waste<br />
cooking condensation (black liquor) and then separated in<br />
a series of brown pulp washing. Dissolving pulp can be<br />
made via the sulfite or Kraft process, in order to obtain<br />
wood pulp with high purity which is used <strong>for</strong> conversion into<br />
products such as rayon, viscose, acetate and cellophane.<br />
c. <strong>Pulp</strong> Bleaching<br />
This process removes color from the pulp (due to the<br />
residual lignin) by adding chemicals to the pulp with varying<br />
combinations, depending on end use product. The same<br />
bleaching process can be used <strong>for</strong> each category of<br />
pulping process.<br />
The most common bleaching chemicals are<br />
chlorine, chlorine dioxide, hydrogen peroxide, oxygen,<br />
sodium hydroxide and sodium hypochlorite. Concerns the<br />
<strong>for</strong>mation of chlorinated compounds such as dioxins,<br />
furans, and chloro<strong>for</strong>m, has resulted in a shift from the use<br />
of chlorinated compounds in the bleaching process.<br />
Chemicals are added to bleach pulp in the reactor<br />
bleaching gradually. Spent bleaching liquor remove at<br />
every washing stage. Washing effluent is collected in a<br />
particular tank and reused as washing water at another<br />
stage or sent to the waste processing.<br />
Page 18 of 132
d. Chemical Recovery<br />
For reasons of economy and environment, chemical<br />
pulp mill has a recovery process to reclaim the remaining<br />
chemical ripening process. In Kraft pulp mills, spent<br />
cooking liquor is known as weak black liquor, a solution<br />
derived from the pulp brown stock washing, is poured into<br />
the area of chemical recovery. Chemical recovery process<br />
includes the process of concentrated black liquor,<br />
combustion of organic compounds, reduction of inorganic<br />
compounds and produce cooking liquor again. Chemical<br />
recovery process consists of several stages which are<br />
described as follows:<br />
- Black Liquor Concentration<br />
Dilute black liquor (12-15% solids) from the pulping<br />
process containing lignin, oxidized organic compounds<br />
and inorganic (sodium sulfate and sodium carbonate)<br />
and white liquor (Na2S and NaOH) concentrated<br />
through a series of multiple-effect evaporator (MEE) to<br />
improve the solid content to about 50%. Concentrated<br />
black liquor from the EEC system further oxidized in<br />
the oxidizing system of black liquor or concentrated<br />
further in the direct contact evaporator (DCE) or be<br />
directed to the non-direct contact evaporator (NDCE),<br />
commonly known as the concentrator. Oxidation of<br />
black liquor prior to evaporation in the DCE will reduce<br />
odor emission of total reduced sulfur compounds<br />
(TRS), which excluded black liquor in DCE upon<br />
contact with hot exhaust gases from the recovery<br />
furnace. Solids content of black liquor from the final<br />
evaporator / concentrator range between 65-68%.<br />
- Recovery Furnace<br />
Concentrated black liquor is sprayed into the<br />
recovery furnace, where organic compounds were<br />
Page 19 of 132
urned, and Na2SO4 reduced to Na2S. Black liquor is<br />
burnt in a recovery furnace has a high energy content<br />
(5800-6600 Btu / lb dry solids), which recovered as<br />
steam <strong>for</strong> process needs, such as wood chip cooking,<br />
heating and evaporation of black liquor, pre-heating<br />
combustion air, and drying the pulp or paper products.<br />
Steam from recovery is often combined with steam<br />
from the boilers of fossil-fueled power plants or<br />
burning wood. Addition of Na2SO4 as makeup, or "salt<br />
cake," can also be added to the black liquor prior to<br />
combustion. The molten inorganic salt, commonly<br />
called the "smelt", collected in the char bed at the<br />
bottom of the furnace. Smelt withdrawn and dissolved<br />
in dilute washing water in the smelt dissolving tank<br />
(SDT) that produce carbonate salt solution is called<br />
green liquor, with the main content of Na2S and<br />
Na2CO3. Green liquor also contains insoluble<br />
impurities of unburned carbon and inorganic<br />
impurities, which is called the dregs, released in a<br />
series of clarification tanks.<br />
- Caustization and Calcination<br />
Green liquor moved to the caustization area,<br />
where Na2CO3 converted to NaOH with the addition of<br />
lime (CaO). Subsequently transferred to the tank<br />
slaker, where CaO from the lime kiln reacts with water<br />
to <strong>for</strong>m calcium hydroxide (Ca (OH) 2). From these<br />
slaker, green liquor causticizers in caustisizer react<br />
with NaOH and calcium carbonate (CaCO3).<br />
Caustization product is then <strong>for</strong>warded to the clarifier<br />
white liquor, which would eliminate the deposition of<br />
CaCO3, referred to as lime mud. Lime mud washed to<br />
remove residual sodium. Mud from washing and then<br />
Page 20 of 132
dried and calcined in a lime kiln to produce lime, which<br />
is used back in the tank slaker. Washing mud filtrate,<br />
used in the SDT <strong>for</strong> dissolving smelt from recovery<br />
furnaces. White liquor (NaOH and Na2S) from the<br />
clarifier is used again <strong>for</strong> cooking in the digester.<br />
- <strong>Pulp</strong> Drying<br />
After the process of pulping and bleaching, the pulp<br />
is processed into stock used <strong>for</strong> making paper. In nonintegrated<br />
mill, the pulp will be sold dried, packaged<br />
and then shipped to paper mills. At integrated mills,<br />
paper mills use pulp produced directly from pulp mill.<br />
Page 21 of 132
Kondensat<br />
Recovery boiler<br />
Secondary Heat (water)<br />
Additional Water<br />
HPS<br />
Power Boiler<br />
(biomass and<br />
fossil fuel)<br />
HPS: High pressure steam (62-100 bar, 460-500 °C)<br />
MPS: medium pressure steam (12.5 bar, 205 o C)<br />
LPS: low pressure steam (4.1 bar, 145 o C)<br />
Making pulp<br />
Process<br />
MPS<br />
LPS<br />
Power<br />
Figure 2.2 Distribution of Energy in the <strong>Pulp</strong>ing Process<br />
Turbine and generator<br />
<br />
Page 22 of 132
<strong>Pulp</strong> mills can produce the energy by themselves to<br />
power plant operations through co-generation systems<br />
(cogeneration system). The energy provided in the <strong>for</strong>m of<br />
heat energy (steam) or electricity energy to drive<br />
machinery. Types of boilers are used depending on the<br />
type of product produced, pulp mill recovery of the energy<br />
supplied by boilers, and the bark boiler. In addition <strong>for</strong><br />
integrated pulp and paper mill, also coupled with the fossil<br />
fuel boiler.<br />
Table 2.3 Energy Consumption in <strong>Pulp</strong> Mill<br />
No Process<br />
Steam<br />
(GJ/ADT)<br />
Electricity<br />
(kWh/ADT)<br />
1. Raw Material Preparation - 50<br />
2. Chip Feeding System into<br />
digester<br />
- 20<br />
3. Cooking in digester 1.7 40<br />
4. <strong>Pulp</strong> Washing and Screening - 30<br />
5. Oxygen Delignification 0.5 75<br />
6. <strong>Pulp</strong> Bleaching 2.3 100<br />
7. <strong>Pulp</strong> machine 2.3 141<br />
8. Evaporator 3.1 30<br />
9. Power plant 2.3 60<br />
10. Lime kiln and Recaustization - 50<br />
11. Hot Water Preparation - 32<br />
12. Water and Waste Water<br />
Treatment<br />
- 30<br />
13. Others - 30<br />
Total Consumption 12.2 688<br />
Source: Lawrence, 2009<br />
Page 23 of 132
<strong>Pulp</strong> mills in Indonesia fulfill their energy<br />
requirement by them self by power plant operations<br />
through co-generation systems (cogeneration system). The<br />
energy provided in the <strong>for</strong>m of heat or steam and electricity<br />
energy to drive machinery. In the pulp mill there are only 2<br />
types of boilers is the recovery boiler and power boiler.<br />
Approximately 70% of energy supplied from the recovery<br />
boiler while the rest is supplied from the power boiler.<br />
Figure 2.2 shows a diagram of energy distribution in<br />
the pulping process. For recovery boiler, fuel obtained from<br />
black liquor which is a liquid reaction products between<br />
cooking chemicals (white liquor) with wood raw material.<br />
This fluid is obtained from the pulping process after<br />
concentration. Energy supply in the recovery boiler is one<br />
cycle of the chemicals recovery process in the Kraft pulping<br />
process. Fuel power boilers consist of biomass derived<br />
from barking and reject screening process wood flakes (pin<br />
chips and fines chips). To add calorific value of biomass it<br />
is usually mixed with coal.<br />
Theoretically, the Recovery Boiler produce steam is<br />
15.8 GJ / ADT and electricity 655 kWh / ADT. Steam<br />
needed is fulfilled by the Recovery Boiler, and the rest of<br />
electricity needed met by the bark-fired boilers.<br />
2.2 <strong>Paper</strong>making <strong>Tech</strong>nology<br />
<strong>Paper</strong> is made from three main materials, namely<br />
fiber, water, and additives. All of these materials are<br />
processed in stock preparation, then sent to the paper<br />
machine to <strong>for</strong>m sheets, then pressed and dried. In<br />
general, the process of papermaking can be seen in Figure<br />
2.3.<br />
Page 24 of 132
Figure 2.3 <strong>Paper</strong>making Process<br />
In the process of papermaking, fibers and additives<br />
are mixed with water, and then the water is separated<br />
again while <strong>for</strong>ming the sheet. There are unique<br />
characteristics associated with the operation of paper mill<br />
water separation, as shown in Figure 2.4. Water separation<br />
process occurs in the <strong>for</strong>mation, pressing, and drying. The<br />
proportion of water the most separated in the <strong>for</strong>mation, but<br />
the largest proportion of energy used in drying sections.<br />
Figure 2.4 Proportion of Water Separation and Energy<br />
Consumption<br />
Page 25 of 132
The main energy source used in the paper industry<br />
is the steam and electricity. The various unit operations in<br />
paper mills using both types of energy, as shown in Figure<br />
2.5 and Figure 2.6.<br />
Figure 2.5 Distribution of Energy Consumption in <strong>Paper</strong> Mill<br />
Source: (FAPET, 1999)<br />
Figure 2.6 Share of Energy Consumption in <strong>Paper</strong> Industry<br />
Page 26 of 132
2.3 Environmental Management <strong>Tech</strong>nology<br />
<strong>Tech</strong>nology development of environmental<br />
management in the pulp and paper industry (PPI) leads to<br />
minimize the amount of <strong>for</strong>med waste, to manage waste in<br />
a treatment until it reaches the requirements <strong>for</strong> disposal<br />
into the environment, and to utilize waste become a<br />
feasible and safe product.<br />
<strong>Tech</strong>nology that leads to prevent the <strong>for</strong>mation of<br />
waste is a strategy <strong>for</strong> environmental management through<br />
clean production programs, which generally apply has been<br />
quite good in Indonesia. In principle, this technology is<br />
used to prevent or minimize waste by modifying the<br />
process that aims to improve the efficiency of the<br />
production process by reducing raw material consumption<br />
of fiber, water, chemicals, and energy and the <strong>for</strong>mation of<br />
waste that is hazardous. While the technology that lead to<br />
better management of waste in liquid, solid or gas, in its<br />
application is determined on the basis of waste<br />
characteristics, per<strong>for</strong>mance and reliability of process /<br />
operating system, the consideration of environmental and<br />
economic feasibility. Determination of technology and<br />
waste management systems based on waste<br />
characteristics, either from the extent to which pollution<br />
load can contribute in producing carbon emission, and the<br />
potential to be used as alternative energy.<br />
2.3.1 Liquid Waste Management<br />
Judging from the source wastewater PPI can come<br />
from several stages of the process that each provide<br />
different characteristics. The liquid waste from the pulping<br />
process generally cause problems blackish brown color,<br />
Page 27 of 132
alkaline pH, high contamination COD, BOD and toxic.<br />
Liquid waste from paper manufacturing process provides<br />
the characteristics with high levels of suspended solids,<br />
COD and BOD dissolved high.<br />
Wastewater management is done by eliminating or<br />
reducing the contaminant content of organic materials and<br />
inorganic suspended, colloidal and dissolved in the liquid<br />
waste to the extent required to be disposed to the<br />
environment. <strong>Tech</strong>nology used is divided into several<br />
stages according to the characteristics and quality of<br />
results to be achieved, covering the physics, chemistry and<br />
biology. Physical processing is classified in the initial<br />
process <strong>for</strong> separating material that big and heavy<br />
contamination by filtration, flotation and sedimentation.<br />
Chemical processing is required to separate the fine<br />
suspended solids and colloids with the addition of chemical<br />
compounds through the process of coagulation, flocculation<br />
and sedimentation. Biological Treatment aims to reduce the<br />
content of dissolved organic contaminants that cannot be<br />
separated in the previous processing.<br />
Currently, biological treatment is an important waste<br />
treatment and is widely used in the PPI because it is<br />
environmentally friendly and is a consequence of the<br />
application of recycled fiber and water are increasingly<br />
stringent, so the amount of waste water a little but a high<br />
organic content and is dissolved. PPI wastewater has main<br />
pollutant characteristics of organic matter and a source of<br />
high carbon, there<strong>for</strong>e, be very effectively treated with<br />
biological processes either by aerobic or anaerobic.<br />
Anaerobic processing now starting to be developed in the<br />
PPI due to a change in the characteristics of wastewater of<br />
high organic load, is complex and dissolved so that the<br />
anaerobic treatment system is the most profitable<br />
Page 28 of 132
alternative. Another advantage is the low energy required,<br />
even to produce biogas which can be exploited. However, if<br />
this technology not managed properly, it caused problems<br />
in emission. Biogas is <strong>for</strong>med from the biodegradation by<br />
microbes as CO2 and CH4 gas can be released into the<br />
atmosphere contributes to the increase of greenhouse<br />
gases (GHG) emission and affect climate change.<br />
2.3.2 Solid Waste Management<br />
Solid waste produced in PPI is large enough and<br />
type and characteristics vary, depending on the unit<br />
processes where the waste is <strong>for</strong>med. Solid waste is<br />
divided into organic waste that can be either the remnants<br />
of the raw material or sludge from wastewater treatment<br />
plants (WWTP), and inorganic waste that can be either ash<br />
combustion products (fly ash) from the unit power plant and<br />
incinerator units. Of the several types of solid wastes,<br />
WWTP sludge is the most problematic in terms of handling.<br />
Through utilization of waste management<br />
technology solution that is recommended to do by the<br />
industry, because it is an alternative to solving<br />
environmental problems and also can provide added value<br />
to the industry. Solid waste is mainly organic waste, has<br />
favorable prospects to be exploited because of the<br />
potential to produce energy. Other potential of solid waste<br />
is to be made compost to improve soil fertility and crop<br />
productivity.<br />
There are several alternative waste management<br />
technologies that can be done in the PPI, such as landfill,<br />
incineration, composting, and anaerobic digestion, which<br />
their selection reviewed from various aspects of technical,<br />
environmental and economic. Because solid waste of PPI<br />
is carbon sources, then in process management activities<br />
Page 29 of 132
will be generated carbon emission such as CO2 and CH4<br />
which can be released into the atmosphere as a<br />
greenhouse gas.<br />
Landfill is solid waste management by put the<br />
unused solid waste on the ground in a controlled way.<br />
During the accumulation per<strong>for</strong>med on leachate control<br />
which can cause contamination of ground water, and<br />
control of gas emission that can lead to increased<br />
greenhouse gases. Incineration is the management of solid<br />
waste by burning organic must be equipped with air<br />
pollution control due to the greenhouse effect.<br />
Management of solid waste through composting is an<br />
alternative way that is prospective, but is still constrained<br />
by regulation to the requirements of the use of compost<br />
products. While anaerobic digestion in general is still in the<br />
study and test its application in Indonesian PPI. This<br />
technology is high prospects to be applied, to overcoming<br />
the problems of biological sludge, to produce biogas which<br />
is a renewable fuel gas. But this technology requires<br />
process control and more specific gas emission, both from<br />
the utilization of product gas methane (CH4) as well as<br />
emission of energy that's released into the atmosphere.<br />
2.3.3 Management of Gas Waste<br />
Source of the largest particulate and gas emission<br />
in the Kraft pulp mill is in Chemical Recovery Plant (CRP).<br />
These emission contain sulfur compounds that smell and<br />
are toxic, so it can cause problems if released in the<br />
atmosphere without good control. Management of waste<br />
gases can be done through processing with equipment<br />
electrostatic precipitator (ESP), cyclone, and wet scrubber.<br />
Emission discharged into the air processed through the<br />
chimney with a sufficient height so as not to cause any<br />
Page 30 of 132
disturbance to the surrounding environment. However, the<br />
CO2 released into the atmosphere is still an impact on<br />
greenhouse gas effect and climate change.<br />
Page 31 of 132
CHAPTER III<br />
PULPING TECHNOLOGY FOR ENERGY SAVING AND<br />
LOW CARBON<br />
The concept of pulping technology <strong>for</strong> energysaving<br />
cannot be separated with the concept of<br />
environmentally friendly technologies. In the principle of<br />
energy conservation in the pulp industry is definitely going<br />
environmentally friendly process, and vice versa. The<br />
principle of energy conservation which is most easily<br />
per<strong>for</strong>med and a small risk and do not require high costs<br />
are preventive measures, such as preventing leaks on<br />
piping systems, especially prevention of loss of heat that<br />
flows in a steam pipe. The next most important action is the<br />
behavior or habits of industry personnel to always treat<br />
your work area or unit of production as the area and<br />
energy-efficient machine.<br />
As it is known that the pulp industry is one of the<br />
industry with huge potential to pollute the environment,<br />
especially pollution resulting from liquid effluent in the<br />
bleaching process. The implementation of environmentally<br />
sound pulping technology has now become a must <strong>for</strong> the<br />
pulp and paper industry and has become the standard<br />
technology. Given the dangers of chlorine-organic<br />
compounds are considered highly toxic waste from the<br />
bleaching with chlorine, then the use of chlorine should be<br />
abandoned.<br />
To support this ef<strong>for</strong>t, in addition to improving<br />
existing bleaching process towards chlorine-free bleaching<br />
technology, which is even more important is improving the<br />
process previously during cooking processes. <strong>Pulp</strong>ing<br />
Page 32 of 132
technology toward the acquisition of low kappa number<br />
with continues delignification (extended delignification)<br />
shall be applied without reducing the quality of the pulp or<br />
even to improve the quality of the previous. The target<br />
kappa numbers as low as possible so allow industry to<br />
apply the bleaching of environmentally sound technologies.<br />
With the adoption of environmentally friendly<br />
technology in the manufacture of pulp would be useful<br />
include:<br />
• Saves raw materials, water, and energy<br />
• Reduce the pollution load, and air emission (low carbon)<br />
• Save costs<br />
The processes that save energy and reduce<br />
emission in the pulp industry (energy conservation), among<br />
others:<br />
1. Handling of raw materials, chipping, wood chip screening<br />
2. Modifications continued delignification technology<br />
(extended delignification) on cooking system<br />
3. Washing technology applications using the displacement<br />
method both brown stock and bleaching<br />
4. Optimization of the per<strong>for</strong>mance of Chemical Recovery<br />
(evaporators, recovery boilers, lime kilns)<br />
5. Power Boiler Optimization of system per<strong>for</strong>mance<br />
(biomass fuels or coal)<br />
3.1 Conservation Of Energy In Wood Raw Material<br />
Handling, Chipping, Wood Chip Screening<br />
Energy conservation in timber handling, chipping, wood<br />
chip screening can be seen in Table 3.1 below.<br />
Page 33 of 132
Table 3.1 Conservation Of Energy In Wood Raw Material Handling, Chipping, Wood Chip Screening<br />
No Activities Energy Conservation Investment<br />
1. Avoid log blocking at chipper<br />
feeding<br />
Avoid unload machine operation No Investment<br />
2. Minimize the chip pile high Avoid heat due to the pile No or small investment<br />
3. Follow fifo procedure (first in<br />
first out) in storage chip pile<br />
Chip will stay at the same time and the<br />
same degree of degradation<br />
No or small investment<br />
4. Put Chip in chips silo Reduce wood loss Silo installation<br />
5. Apply Cradle Debarker Reduce wood degradation and loss.<br />
Saving energy 30% <strong>for</strong> debarking<br />
6. Change pneumatic chips<br />
conveyor with belt conveyor<br />
7. Apply automatic chip handling<br />
and thickness screening<br />
Save electrical power from 18,5<br />
kWh/ton (pneumatic) to 1 kWh/ton<br />
(belt),<br />
Supporting fifo management, yield, and<br />
raw materials saving<br />
Debarking System<br />
modification<br />
Inmvestment through<br />
conveyor changing or<br />
modification<br />
Control system<br />
completed, ROI 15 –<br />
20%<br />
Page 34 of 132
8. Apply Chip screening bar-type<br />
chip screens<br />
Long life-time compare to conventional,<br />
low maintenance cost, increase yield<br />
2%, save energy 0,33 MMBtu/ton pulp<br />
9. Apply Chips conditioner Decrease Reject 1,2%, pulping energy<br />
save 0,19 MMBtu/ton, Cost save<br />
$30/day<br />
Change the<br />
conventional screening<br />
Change or modification<br />
existing slicer<br />
Page 35 of 132
Figure 3.1 Mechanism of chip damage<br />
Figure 3.2 Dimensions of optimal chip stack<br />
Page 36 of 132
3.2 Modification Of Continues Delignification <strong>Tech</strong>nology<br />
(Extended Delignification) On Cooking System<br />
The basic principle of obtaining a low kappa number<br />
of pulp is to regulate the selectivity of delignification with<br />
method, among others:<br />
- The concentration of active alkali must be low at the<br />
beginning of cooking and maintained <strong>for</strong> a relatively<br />
uni<strong>for</strong>m during cooking<br />
- The concentration of SH-must be high, especially during<br />
the initial delignification<br />
- Content of lignin dissolved in liquor consumption must be<br />
maintained to remain low, especially at the final stage<br />
of cooking<br />
The principle of the process is to save the black<br />
liquor in the cooking process to be used (re-use) in the<br />
subsequent cooking. The more cycles of the process that<br />
must be passed as in Figure 3, the more efficient the<br />
energy required.<br />
Page 37 of 132
Figure 3.3 Cycle Of Displacement Batch Cooking Process<br />
The method can be used in a batch system is a<br />
modification of displacement cooking digester by blow cold<br />
way, rapid displacement cooking, superbatch, enerbatch.<br />
While modifications to the continuous digester are<br />
isothermal cooking, lo-solids, black liquor impregnation<br />
(compact cooking or impregnation bin).<br />
Page 38 of 132
Figure 3.4 Summary Of The Various Cycles Of Displacement<br />
Batch Cooking Process<br />
3.2.1 RDH (Rapid Displacement Heating) and Superbatch<br />
<strong>Pulp</strong>ing process, in principle, be done by utilizing<br />
warm and hot black liquor used to soak the chip prior to the<br />
process of cooking by using black liquor and hot white<br />
liquor. Heating at high temperatures so that a lower steam<br />
consumption and energy efficient, more selective process<br />
and produce low pulp kappa number. The system main<br />
equipment consists of:<br />
- Digester displacement screen<br />
- Hot black liquor accumulator<br />
- Hot white liquor accumulator<br />
- Warm black liquor accumulator<br />
- Cool black liquor accumulator<br />
- White / black liquor exchanger<br />
Page 39 of 132
Figure 3.5 System RDH equipment / Superbatch<br />
Process RDH / Superbatch:<br />
Charging of chip into the digester (with steam packing,<br />
the contents of the digester increased by 25%)<br />
Charging of warm liquor into the digester tank of warm<br />
black liquor. Discharge valve closed, the digester liquor<br />
is pressed with a warm up to 5.5 bar. Chips had preimpregnation<br />
by a dilute black liquor. Excess hot black<br />
liquor from the hot black liquor tank is passed through a<br />
heater (heat transfer equipment) and used to heat white<br />
liquor and then stored in a hot white liquor accumulator.<br />
Hot white liquor and hot black liquor from the hot black<br />
liquor tank is pumped into the digester, move<br />
(displacement) warm liquor into the tank cool black<br />
liquor, weak black liquor excess is pumped into the<br />
evaporator<br />
Page 40 of 132
Cooking starts with an initial digester temperature of<br />
about 160 o C, factor H is recorded through a distributed<br />
control system (DCS). Cooking process occurs without<br />
adding a lot of steam<br />
After the target H-factor is achieved, washer filtrate is<br />
pumped into the digester and move the hot liquor into<br />
three accumulator based on temperature differences.<br />
The most heat of black liquor is transferred to the hot<br />
black liquor tank (166 o C), warm black liquor to warm<br />
black liquor tank (93-132 o C), cold black liquor into the<br />
cold black liquor tank (below 93 o C).<br />
After mass of pulp is cold in the digester, pulp is to be<br />
blow with compressed air without the steam addition.<br />
The latest technology uses a pumping system (pump<br />
out), and fiber damage due to friction can be avoided<br />
so that we have a higher fiber strength.<br />
3.2.2 ITC (Isothermal Cooking)<br />
ITC <strong>Tech</strong>nology is a modification of the MCC<br />
(modified continuous cooking) and EMCC (extended<br />
modified continuous cooking). The process is divided into<br />
zones in the digester is longer than the continuous<br />
conventional, i.e. impregnation zone, concurrent cooking<br />
zone, countercurrent cooking zone and extended cooking<br />
zone. In conventional systems there are only 3 zones,<br />
namely impregnation zone, heating and cooking zone,<br />
washing zone. ITC temperature drastically improved in a<br />
washing zone (hi-heat washing) to the point where a<br />
uni<strong>for</strong>m temperature is reached on the whole digester. 6%<br />
of alkali consumption in cooking process is consumed in hiheat<br />
washing zone.<br />
Page 41 of 132
With a uni<strong>for</strong>m temperature throughout the digester<br />
will reduce the temperature in the cooking zone. The<br />
temperature of cooking zone can be reached 10 °C lower<br />
than the MCC system. Thus the use of steam on the<br />
circulation of liquor consumption in the digester system will<br />
go down.<br />
Washing efficiency is not decreased despite the hiheat<br />
washing zone is added alkali about 6%. This is due to<br />
the washing process in the ITC system uses very high<br />
temperatures, together with cooking temperature.<br />
Figure 3.6 ITC Digester Continuous Cooking System<br />
Page 42 of 132
3.2.3 Black Liquor Impregnation<br />
Figure 3.7 Black Liquor Impregnation<br />
The principle of black liquor impregnation is to add<br />
1 unit of impregnation reactor which is used to soak the<br />
chips with black liquor. This principle is similar to the<br />
displacement batch cooking, the use of black liquor at the<br />
beginning of the process. The advantage of this process is<br />
faster cooking process so it can save energy.<br />
Energy conservation per<strong>for</strong>med in the pulp<br />
bleaching units is utilizing heat from the bleaching process.<br />
This heat is obtained at the heat recovery in pulp washing.<br />
Summary of energy conservation in the cooking and<br />
bleaching of pulp can be seen in Table 3.2.<br />
Page 43 of 132
Table 3.2 Conservation Of Energy in The System Of Cooking and Bleaching<br />
No Activities Energy Conservation Investment<br />
1. Batch digester<br />
Steam saving from 1,38 Install heat exchanger,<br />
modification to extended ton/ton pulp (conventional) to pump and filtrate tank <strong>for</strong><br />
delignification :<br />
0,30 ton/ton (RDH), yield hot and warm<br />
- RDH<br />
increase 2 – 3%<br />
- Superbatch<br />
- Coldblow<br />
- Enerbatch<br />
2. Batch digester<br />
Steam saving from 0,72 Add cooking zone at ITC<br />
modification to extended ton/ton pulp (conventional) to system and Lo-solids, add<br />
delignification :<br />
0,4 – 0,5 ton/ton pulp, yield 1 vessel medium unit, and<br />
- Isothermal cooking<br />
(ITC)<br />
increase about 1%<br />
auxiliary <strong>for</strong> BLI<br />
- Lo-solids<br />
- Black liquor<br />
impregnation (BLI)<br />
3 Apply pulping aid : By anthraquinone yield Additional direct production<br />
- Antrhraquinone increase 2-5%, rejects cost<br />
- Phosphanate decrease, Kappa lower,<br />
Sulfur emission low.<br />
Page 44 of 132
4. Heat recovery bleaching<br />
unit<br />
5. Chlorine dioxide (ClO2)<br />
heat exchange<br />
Phosphanate can save<br />
steam 8 – 10%, yield pulp<br />
increase 4 – 6%.<br />
Use heat from washer hood<br />
to produce hot water<br />
Preheating ClO2 be<strong>for</strong>e<br />
entering mixer can save<br />
steam<br />
Add a heat exchanger unit<br />
and tank<br />
Add heat exchanger<br />
installation at ClO2 feeding<br />
system. Investment<br />
$124000, pay back period 2<br />
years.<br />
Page 45 of 132
3.3 Application Washing <strong>Tech</strong>nologies Using Both On The<br />
Displacement Method And Bleaching Brownstock<br />
<strong>Pulp</strong> washing technology works use a lot of<br />
technologies that work with the principle of diluting the pulp<br />
with water followed by displacement. With this process<br />
required dilution factor of about 1-3. This is the type of<br />
equipment such as Rotary and Diffusion vacuum washer<br />
(atmospheric displacement).<br />
To save energy, washing process is modified by<br />
pressurized displacement system, which eliminating the<br />
process of dilution. Time is faster and less water<br />
consumption. This type of equipment is pressure diffusion<br />
consist of twin roll press, a press wash, and wash master.<br />
Dilution factor of approximately 0.6 to 0.9, this means<br />
beside saving energy also saves water usage.<br />
Figure 3.8 Wash The Master And Twin Roll Press<br />
Page 46 of 132
Table 3.3 Conservation Of Energy in <strong>Pulp</strong> Washing System<br />
Activities Energy Conservation Investment<br />
<strong>Pulp</strong> washing More efficient, remove Replacing<br />
improvement use more solid, and low<br />
Conventional<br />
displacement consumption of power,<br />
Washing<br />
system<br />
steam, and chemical.<br />
System<br />
Steam saving 9,500<br />
Btu/ton dan electricity<br />
saving 12 kWh/ton<br />
3.4 Optimization Of The Per<strong>for</strong>mance Of Chemical<br />
Recovery (Recovery Boilers, Evaporators, Recovery<br />
Boilers, Lime Kilns)<br />
Energy conservation opportunities recovery boiler is<br />
taken by increasing the maximum cost of heat energy<br />
generated from the combustion process. Combustion<br />
efficiency can be improved by adding the total black liquor<br />
solids entering the boiler furnace, add one level of<br />
quaternary air, and others.<br />
B<br />
L<br />
6 5 4 3 2 1<br />
Super<br />
Konsen-<br />
trator<br />
Mixing<br />
tank<br />
Condensate<br />
segregation<br />
Figure 3.9 Addition Of 1 Unit Superconcentrator<br />
Page 47 of 132<br />
RECOVERY<br />
BOILER
Udara kuaterner<br />
Udara sekunder tingkat atas<br />
Udara sekunder<br />
Figure 3.10 Addition Of Quaternary Air Flow<br />
Udara tersier<br />
Udara primer<br />
Page 48 of 132
Energy Conservation in Chemical Recovery systems can be seen in Table 3.3 below.<br />
Table 3.4 Energy Conservation in Chemical Recovery system (Evaporator, Recovery Boiler, Lime Kiln)<br />
No. Activities Energy Conservation Investment<br />
1. Using<br />
- Heavy Black Liquor increase from Menambah alat<br />
Superconcentrator 70 to 80%<br />
superkonsentrator dan<br />
in evaporator - Steam economy 6 kg H2O/ton pompa dalam sistem<br />
steam, 1,6 kg solid/kg pulp<br />
- steam consumption 3,1 GJ/ADt,<br />
electricity 30 kWh/ADt<br />
evaporator.<br />
2. Improvement of Increasing Boiler efficiency,<br />
Mengganti pipa carbon<br />
composite tubes decreasing shutdown and corrosion steel menjadi co-<br />
<strong>for</strong> Recovery<br />
extruded tube<br />
boiler piping<br />
terutama di bagian<br />
superheater<br />
3. Deposit<br />
Monitoring System<br />
of Recovery boiler<br />
4. Application of<br />
intelligent<br />
Control and inspection to increase<br />
heat transfer surfaces, early<br />
detection of plugging and pipe<br />
fouling, monitoring to reduce shut<br />
down<br />
monitoring deposit (plugging and<br />
fouling) followed by cleaning use<br />
Additional handheld<br />
infrared inspection<br />
system<br />
sootblowing<br />
modification to be<br />
Page 49 of 132
sootblowing intelligent sootblowing method, will<br />
save high pressure steam 2%<br />
5. Additional<br />
Quarternary Air<br />
flow at Recovery<br />
boiler<br />
6. Lime kiln oxygen<br />
enrichment<br />
7. Improving<br />
filtration system of<br />
CaCO3 and<br />
refactory brick at<br />
lime kiln<br />
Reducing particle carry over and tube<br />
fouling, decreasing recovery boiler<br />
washing frequency, reducing shut<br />
down, HPS 100 bar 500 o C energy<br />
increase by 3 – 5% and reheat.<br />
Improving burning efficiency,<br />
reducing fuel consumption 7 – 12 %<br />
Saving energy 0,47 MMBtu/ton CaO<br />
or 5%<br />
intelligent shoot<br />
blowing<br />
Investmenti $300,000 -<br />
$500,000 <strong>for</strong> additional<br />
fresh air level<br />
Investment is low, only<br />
need pipe and<br />
injection system of O2.<br />
Pay back period 1 – 3<br />
year<br />
Modification or<br />
replacing existing<br />
system<br />
Page 50 of 132
3.5 Optimization of Biomass and Coal Fuel Power Boilers<br />
Per<strong>for</strong>mance<br />
The use of biomass fuels in the pulp mill will save<br />
the use of coal. Because it is bio-energy based so CO2<br />
emission is low. To improve the efficiency of combustion<br />
used type of Fluidized Bed Boiler (FBC) and Circulating<br />
Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC). The<br />
advantages of using FBC boiler are flexible to solid fuel,<br />
high combustion efficiency, and reduced emission of<br />
harmful pollutants such as SOx and NOx.<br />
In a circulating system of CFBC bed parameters are<br />
kept to <strong>for</strong>m the floating solids from the bed. Solids<br />
removed in a relatively dilute phase in the riser, and a<br />
down-comer with a cyclone of a cyclone the solids. This<br />
type is more profitable because it can operate at greater<br />
capacity, reducing SO2 and NOx emission are greater as<br />
well.<br />
Page 51 of 132
Figure 3.11 FBC and CFBC<br />
Page 52 of 132
Table 3.5. Conservation Of Energy In The System Of Power Boilers (Biomass Fuel Or Coal)<br />
No. Energy Conservation Advantages Investment<br />
1. Monitoring and control Control system <strong>for</strong> measuring, monitoring Application of advanced<br />
of continuos burning oxygen and carbon to optimize the mixing of continuous monitoring system<br />
system<br />
fuel/air and get a higher flame temperature, so and control. Investment<br />
efficiency is maximum and air emission $200000, payback period 6<br />
decrease<br />
months<br />
2. Decreasing flue gas to Avoided leaking can save energy 2 – 5% Maintenance, monitoring and<br />
avoid leaking<br />
routine inspection<br />
3. Reducing Excess Air Using of excess air around 15% can reduce<br />
NOx emission<br />
-<br />
4. Improving isolation of Saving energy 6 – 26% Maintenance routine and<br />
piping system<br />
replacing with new materials<br />
5. Boiler maintenance To keep boiler at peak per<strong>for</strong>mance by Implementation of Boiler<br />
improving boiler management, saving energy<br />
10%.<br />
Maintenance Program<br />
6. condensate returning Saving fresh water and chemical processing of Installation of condensate<br />
boiler feed water<br />
return system<br />
7. Reducing boiler blow Optimize blow down to minimize boiler deposit, Installation of automatic blow<br />
down<br />
saving fuel 1,1%<br />
down system to improve blow<br />
down rate<br />
8. Blow down steam Maintain thermodynamic properties of steam Additional continuous blow<br />
recovery<br />
and water, reducing corrosion in piping system, down heat recovery systems<br />
saving fuel 1,2%.<br />
installation<br />
Page 53 of 132
Other energy conservation can be done in the pulp<br />
industry is the application of coal gasification technology,<br />
which in this gasification process, hydrocarbon is converted<br />
into synthetic gas (syngas) that is a mixture of carbon<br />
monoxide and hydrogen. The synthesis gas is used to burn<br />
lime (lime mud/CaCO3) on the calcination process (lime<br />
kilns) in order to save oil consumption and to reduce CO2<br />
emission.<br />
Gasification can also be made to the biomass<br />
contained in the pulp mill, such as bark, pin chips and fines.<br />
Biomass fuel is made or molded into pellets and then<br />
carried out gasification in the gasifier reactor. The calorific<br />
value of syngas <strong>for</strong>med larger than the biomass if directly<br />
burned in power boilers. Syngas from biomass gasification<br />
can be used to fuel power plants with integrated recovery<br />
boilers and as fuel <strong>for</strong> lime kilns.<br />
The use of other biofuels that can be developed to<br />
utilize the energy content in the NCG (non-condensable<br />
gases). With the methanol content of 1% in the NCG allow<br />
this gas be isolated and used to fuel limekiln, that will<br />
reduce demand <strong>for</strong> oil and coal and also reduce CO2<br />
emission.<br />
Page 54 of 132
CHAPTER IV<br />
PAPERMAKING TECHNOLOGY FOR SAVING<br />
ENERGY AND LOW CARBON<br />
4.1 <strong>Paper</strong>making <strong>Tech</strong>nology<br />
4.1.1 Stock Prep: Refining<br />
Refining is a unit in stock prep with the most<br />
energy consuming. Basically saving measures that can be<br />
done is to increase refineability of the fiber that will be<br />
refined. The most conventional way to do this is by using<br />
refining additive. One example of such additives is CMC<br />
(carboxy methylcellulose), which works exactly like a<br />
component of hemicellulose in the fiber. Fiber-containing<br />
hemicellulose has a higher refineability and also better.<br />
Selection of refiner bar pattern also determine the<br />
energy consumption of refining. Current models are usually<br />
designed <strong>for</strong> refiner energy as low as possible, and most<br />
importantly is the knife model <strong>for</strong> short fiber should not be<br />
equals with <strong>for</strong> a long fiber.<br />
Current refining technology <strong>for</strong> energy saving is to use<br />
enzymes. For certain enzymes, lab-scale experiments<br />
showed energy savings can occur up to 40%. The Using of<br />
enzymes continues developed because it is very effective<br />
and even more environmentally friendly than using<br />
chemical additives.<br />
4.1.2 <strong>Paper</strong> Machine: The Forming and Pressing<br />
All paper machines using a vacuum system in the<br />
<strong>for</strong>mation. Vacuum system is not working effectively<br />
causing increased consumption of energy and steam to the<br />
Page 55 of 132
process of separating water from the sheet of paper.<br />
There<strong>for</strong>e, optimization of vacuum system should always<br />
be made to the paper machine. The commonly used of<br />
<strong>for</strong>ming part is the Fourdrinier machine. Currently Gap<br />
Former technology has offered as an alternative to the<br />
Fourdrinier machine with the advantages increasing<br />
production capacity of about 30% and energy savings of<br />
about 40kWh / ton of paper.<br />
Figure 4.1 Current <strong>Tech</strong>nology Pressing (Shoe Press)<br />
Figure 4.2 Comparison Of Per<strong>for</strong>mance Pressing<br />
Page 56 of 132
Typically, the sheet pressing process carried out by<br />
two rotating roller surface. A new innovation shows that<br />
one of the main rollers, especially the base <strong>for</strong> pressing can<br />
be replaced by a material that acts as the base sheet when<br />
pressed by a roller that rotates (shoe press). In this way<br />
then pressed into a broader nip than the conventional. This<br />
causes an increase in water discharge capacity during<br />
pressing. Drought sheets can reach 35-50% more than 5-<br />
7% from the conventional one.<br />
4.1.3 <strong>Paper</strong> Machinery: Drying Section<br />
Application of advanced technologies to control<br />
dryer showed energy savings of 4500 lb of steam / hour,<br />
reduced energy consumption, reduced maintenance costs,<br />
and increase productivity. Decrease the use of air to the<br />
dryer can be done if you apply a closed hood system and<br />
optimize the heat recovery system. Heat recovery system<br />
can be increased from 15% to 60-70% when coupled with<br />
proper treatment.<br />
The temperature is often controlled with ventilation<br />
pocket of high air temperature is more than the minimum<br />
requirement. As a result a lot of wasted energy disposed.<br />
When the temperature is lowered to 180-195 ° C, there will<br />
be a saving of steam around 1000 to 2000 lb / hr. Some<br />
actions to take advantage of waste heat will be very helpful<br />
energy saving program. The use of stationary syphon in the<br />
dryer will save energy of 0.85 MMBTU per ton due to<br />
improved drying efficiency. The use of mechanical<br />
recompression to reuse superheated steam into the dryer,<br />
can save energy by 50%. While the use of heat pump<br />
system <strong>for</strong> utilizing waste heat in the dryer, will provide<br />
energy savings of 0.4 MMBtu per ton of paper. The heat<br />
from the air vents can also be utilized to heat other<br />
Page 57 of 132
facilities. For the hood that uses hot air as in a tissue<br />
machine, dump the hot air can be used to heat the<br />
incoming air.<br />
The use of new technology <strong>for</strong> the drying process is<br />
also possible, <strong>for</strong> example Conde belt drying system. In this<br />
system, a sheet of paper is dried in a state of contact with<br />
the hot steel belt. The system is claimed to be 5-15 times<br />
faster than conventional systems, but not suitable <strong>for</strong> high<br />
paper grammage.<br />
Air Impingement Drying System, uses hot air, so<br />
use less steam, but electricity increases. This system is<br />
suitable <strong>for</strong> drying of coating process, but <strong>for</strong> the ordinary<br />
process can be used as an alternative to conventional<br />
cylinder drying system. Steam savings can reach 10-40%,<br />
but electricity increased by 5%.<br />
Figure 4.3 Drying System Condebelt<br />
Page 58 of 132
A. Direct B. Indirect<br />
Figure 4.4 Air-Impingement Drying<br />
Table 4.1 Comparison of Per<strong>for</strong>mance of New Drying <strong>Tech</strong>nology<br />
In summary, a number of measures that can be<br />
done to improve efficiency of paper drying process are:<br />
a. Drying Process Control<br />
b. Dew Point Control<br />
c. Optimization of Water Removal on Forming and<br />
Pressing<br />
d. Impairment Loss of Energy Blow through<br />
e. Decreasing of Air Consumption<br />
f. Pocket Ventilation Temperature Optimization<br />
g. Waste Heat Recovery<br />
h. Using Shoe Press (Extended Nip)<br />
i. Optimization of Vacuum System <strong>for</strong> <strong>Paper</strong> machine<br />
j. Use of Advanced <strong>Tech</strong>nology: Gap Forming; Conde<br />
Belt Drying: Air Impingement Drying<br />
Page 59 of 132
4.2 Saving Energy and Carbon Emission in the <strong>Paper</strong><br />
Industry<br />
Energy is used in various unit processes in the<br />
paper industry. Energy used to drive motors, pumps,<br />
vacuum, drying, and so <strong>for</strong>th. Energy saving opportunities<br />
in various levels certainly exist, but should be sorted <strong>for</strong><br />
effective energy saving measures.<br />
Roles and opportunities <strong>for</strong> energy conservation in<br />
various key processes in the paper industry, is seen in<br />
Table 4.2. At the table, the paper industry are categorized<br />
into 2 groups: paper mills with pulp as raw material and<br />
integrated mills. The plant consists of an integrated paper<br />
mill raw material made from raw wood and waste paper.<br />
There is a difference in energy consumption between the<br />
two categories of plants <strong>for</strong> the same type of paper<br />
because the different sources of raw material. Raw material<br />
<strong>for</strong> paper pulp mill, pulp dry flat imported or purchased from<br />
outside, inside there are factors of transportation. While the<br />
integrated pulp mills already available in the factory and in<br />
the <strong>for</strong>m of slurry that can be directly used.<br />
In Table 4.2 it can also be seen, the greatest<br />
opportunities <strong>for</strong> energy savings exist in two places, namely<br />
refining and drying. Refining is a mechanical process to<br />
modify the fiber to be worthy created sheet and contribute<br />
directly to the quality of the paper. Drying is the process of<br />
dewatering of the sheet by means of evaporation. Various<br />
drying techniques can be applied to improve the efficiency<br />
of this drying process. Overall, energy use in the industrial<br />
world's Best Available <strong>Tech</strong>nology BAT in 2009 based on<br />
the type of raw materials and products can be seen in<br />
Table 4.2.<br />
Page 60 of 132
Table 4.2 Energy Conservation Opportunities in <strong>Paper</strong><br />
Industry<br />
Source: (EU-China, 2009)<br />
In Table 4.3, described the range of energy intensity<br />
<strong>for</strong> the paper mill from 7.2 to 10.5 GJ / ADT, while the<br />
integrated mill from 6.6 to 22.4 GJ / ADT. The above data is<br />
data BAT 2009, which means the best technology available<br />
and most practical to use at this time.<br />
Page 61 of 132
Table 4.3 Best 2009 World Energy Intensity<br />
Energy<br />
Raw Materials Product<br />
Intensity<br />
( GJ / adt )<br />
<strong>Pulp</strong> Uncoated Fine (wood free) 9,0<br />
Coated Fine (wood free) 10,4<br />
Newsprint 7,2<br />
Board 9,6<br />
Kraft Liner 7,8<br />
Tissue 10,5<br />
Recovered <strong>Paper</strong> Board (Without Deinking) 11,2<br />
Newsprint (Deinking) 7,6<br />
Tissue (Deinking) 11,3<br />
Wood Bleached Uncoated Fine 18,3<br />
KraftLiner & Bag <strong>Paper</strong> 17,6<br />
Bleached Coated Fine 22,4<br />
Bleached Uncoated Fine 22,3<br />
Newsprint 6,6<br />
Magazine <strong>Paper</strong> 7,3<br />
Board 11,8<br />
Source: (Eu-China, 2009)<br />
According to (NCASI, 2005), carbon emission from<br />
pulp and paper industry can be categorized as direct and<br />
indirect emission. Direct emission means emission from<br />
sources that are under the control of the company. While the<br />
indirect emission means the emission arising from corporate<br />
activities but its source is under the control of another<br />
company. Some examples of paper mill operations that can<br />
be a source of carbon emission either directly or indirectly can<br />
be seen in Table 4.4.<br />
Page 62 of 132
Table 4.4 Source of Carbon Emission at <strong>Paper</strong> Mill<br />
Emission Sources of Carbon Emission<br />
Direct - Power boiler, turbin, or other combustion<br />
Emission appliances produce steam or power <strong>for</strong> mill<br />
- Incinerator<br />
- Dryer fuels with gas or other fossil fuels<br />
- Local Vehicles and machineries<br />
- Transportation vehicle to and from the mill<br />
Indirect - Preparation of virgin or secondary fiber<br />
Emission - Screening, thickening, washing<br />
- <strong>Paper</strong> and board production, including<br />
-<br />
cleaning and refining<br />
Coating process<br />
- Trimming, roll wrapping, sheet cutting<br />
- Normal operation of office and building <strong>for</strong> the<br />
employees<br />
- Waste water treatment equipment<br />
- Equipment <strong>for</strong> emission control such as ESP<br />
and biofilter<br />
4.3 Short Overview of Investment For Some New Process<br />
Various energy saving opportunities described<br />
above is the ef<strong>for</strong>t that has been done on commercial<br />
paper industry, so that the techno-economic factors have<br />
been considered. However, to get a concrete figures, the<br />
amount of investment in some new process will be<br />
summarized in the following table.<br />
Page 63 of 132
Table 4.5 Overview of Investment For Energy Savings<br />
Process/ Saving Energy Investment<br />
<strong>Tech</strong>nology<br />
Estimation<br />
Shoe Press Steam 2-15% USD 40,24 /ton<br />
Gap Former electricity 40 kWh/ton USD 75.750/ inch<br />
Advanced<br />
Dryer<br />
Control<br />
width<br />
Steam 2 kg/jam Pay Back Period :<br />
3 years<br />
Closed Steam 0,72<br />
USD 9,57 / ton<br />
Hood and MMBTU/ton<br />
Ventilation<br />
System<br />
electricity 6,3 kWh/ton<br />
Waste Heat<br />
Recovery<br />
Steam 0,4 MMBTU/ton USD 18 /ton<br />
Condebelt Steam 15 %<br />
USD 28 /ton<br />
Drying electricity 20 kWh/ton<br />
Source: (EPA, 2010)<br />
Page 64 of 132
CHAPTER V<br />
ENVIRONMENTAL MANAGEMENT IN PULP AND<br />
PAPER INDUSTRY<br />
5.1 Liquid Waste Management<br />
The liquid waste pulp and paper industry is highly<br />
polluting, so can have an impact on the environmental<br />
equilibrium in particular bodies of receiver water. Waste<br />
characteristics varies greatly depending on the stage of the<br />
process in which wastewater is derived. The main<br />
contaminant material in waste is organic material from raw<br />
materials of fibers, and organic and inorganic chemicals<br />
are added during the production process, such as heavy<br />
metals.<br />
<strong>Tech</strong>nological developments that lead to increased<br />
efficiency of production processes and recycling of water<br />
has been reducing the amount of liquid waste that is<br />
<strong>for</strong>med, but the changing characteristics of the waste<br />
becomes more concentrated. Characteristics of wastewater<br />
containing contaminant materials with high organic content<br />
are complex and will bring problems if disposed off without<br />
proper management. In the management of wastewater<br />
treatment is needed so that when thrown out of the factory<br />
achieve effluent quality standards as required so as not to<br />
exceed the carrying capacity of the receiving environment<br />
Decision on wastewater treatment technologies<br />
process is based on waste characteristics, reliability and<br />
per<strong>for</strong>mance of the process, as well as environmental<br />
considerations. Wastewater treatment of pulp and paper<br />
can be done by steps through the treatment of physics,<br />
Page 65 of 132
chemistry, and biology process or a combination thereof in<br />
accordance with the target expected results<br />
5.1.1 Processing <strong>Tech</strong>nology<br />
i. Physics - Chemistry Process<br />
This process is usually used at the beginning of<br />
processing; the goal is to eliminate pollutants,<br />
especially suspended solids in the paper industry that<br />
uses recycled paper in its raw material. The separation<br />
of suspended solids and colloidal fines required the<br />
addition of alum coagulant and flocculants<br />
polyelectrolytes (PE). Sedimentation process is a series<br />
of processes after coagulation - flocculation is used to<br />
separate the sludge that is <strong>for</strong>med from the processed<br />
wastewater. Energy consumption in the processing<br />
system of physics - chemistry as a whole is about 20 -<br />
30 kW/m3. The energy used to run pumps and<br />
agitators in the equalization basin, bath tub mixer and<br />
clarifier chemical.<br />
ii. Biological Process<br />
Industrial wastewater treatment of pulp with the<br />
primary objective is to set aside biological contaminants<br />
dissolved organic compounds with the aid of microbial<br />
activity. This process of biological wastewater treatment<br />
is important, especially <strong>for</strong> industries that implement<br />
water recycling system or a closed system.<br />
Based on the need <strong>for</strong> oxygen to support growth<br />
and microbial activity, biological treatment is divided<br />
into aerobic and anaerobic processes. Aerobic process<br />
is used to process liquid waste organic matter content<br />
is relatively simple or easy to biodegrade. While<br />
anaerobic preferred to treat wastewater of high organic<br />
Page 66 of 132
loads and are complex compounds that are difficult to<br />
biodegrade.<br />
ii. a. Aerobic System<br />
In aerobic systems, organic contaminants are<br />
biologically oxidized into water (H2O) and CO2, and also<br />
produce new cells as mud and organic waste materials<br />
are not biodegradable.<br />
In general, aerobic biological treatment<br />
processes that are widely applied in the pulp and paper<br />
industry is the activated sludge system, because it has<br />
a high processing efficiency and the land used is not<br />
too large. The effectiveness of activated sludge process<br />
is influenced by several factors including environmental<br />
factors and process conditions. Environmental factors<br />
consist of the need <strong>for</strong> oxygen, nutrients, temperature,<br />
pH, and compounds that are toxic to activated sludge<br />
microorganisms, while the condition of the process<br />
consists of organic loading, sludge age and recycled<br />
activated sludge.<br />
Stages of processing process consists of<br />
equalization, aeration activated sludge, sedimentation,<br />
and sludge return system. The Needs of overall energy<br />
required approximately 70-120 kW/m3. Energy is<br />
mainly used <strong>for</strong> the aeration process and also to run the<br />
pumps and agitators in the equalization basin, bath<br />
addition of nutrients and clarifier and thickener. The<br />
condition of the activated sludge systems are generally<br />
operated at organic loading from 0.10 to 0.55 kgBOD /<br />
kgMLSS, today, with a concentration of mixed liquor<br />
suspended solid (MLSS) between 2000-4000 ppm,<br />
residence time in aeration basin between 10-24 hours,<br />
and the sludge age 5-15 days.<br />
Page 67 of 132
ii. b. Anaerobic System<br />
Anaerobic process is the process of<br />
biodegradation of organic compounds into methane<br />
(CH4) and carbon dioxide (CO2) by anaerobic bacteria.<br />
This process has been developed <strong>for</strong> pulping waste<br />
water treatment that have complex organic matter, such<br />
as compounds of lignin, tannins and other extractive<br />
substances, and also in paper mill waste water<br />
recycling system of high water.<br />
The process of decomposition of complex organic<br />
compounds into biogas by bacterial activity that live in<br />
anaerobic environment which is basically done by two<br />
dominant bacterial groups, namely:<br />
Bacteria acidogenic, consisting of an organic acid<strong>for</strong>ming<br />
bacteria, butyric and propionic, and acetic<br />
acid by bacteria acetogenic.<br />
Bacteria methanogenic, composed of bacteria that<br />
converts acetophilic acetic acid into methane (CH4),<br />
and bacteria that can alter hidrogenophilic H2 and<br />
CO2 into CH4.<br />
The effectiveness of wastewater treatment with<br />
anaerobic system influenced by several factors, such<br />
as temperature, pH, alkalinity and nutrients with<br />
optimum conditions as follows:<br />
Temperature: 35 ° - 37 ° C (mesophilic),<br />
: 45 oC - 55 oC (thermophilic)<br />
Alkalinity: 1000 - 5000 mg / l CaCO3<br />
Nutrition: COD: N: P = 350: 5: 1<br />
PH: acidification 6.5<br />
Page 68 of 132
To optimize and distribute the microbial activity <strong>for</strong> a<br />
maximum biodegradation process can be used in bioreactors<br />
that are classified as dispersed growth bioreactor<br />
and bioreactor biofilms. Anaerobic wastewater treatment<br />
processes in pulp and paper industry using a bioreactor<br />
biofilms are generally anaerobic filter system and the fixed<br />
bed were placed in anaerobic sludge blanket (UASB).<br />
- Anaerobic Filter System<br />
Anaerobic filter reactor system fitted in the<br />
supporting media <strong>for</strong> the attachment of<br />
microorganisms, and as a trapping mechanism <strong>for</strong><br />
microorganisms in the <strong>for</strong>m of flock. Place the<br />
attachment of microorganisms to <strong>for</strong>m rocks that are<br />
porous such as gravel, ceramic rings and now<br />
developed into plastic.<br />
Needs of the energy used to pump such as<br />
nutrition, chemicals, each recirculation between (0.75 to<br />
1 kW). Meanwhile, energy used <strong>for</strong> the agitator in bath<br />
nutrients (urea solution, H3PO4), between (1.5 to 2.0<br />
kW/m 3 )<br />
- Fixed Bed Were Placed Anaerobic Sludge Blanked<br />
(UASB)<br />
Anaerobic wastewater treatment system that uses<br />
a fixed bed were placed anaerobic sludge blanket<br />
reactor (UASB) will be effective on a system equipped<br />
with a unit of utilization of biogas into energy. In this<br />
process the waste stream is pumped into the reactor<br />
from below and above (up-flow). At the initial operation<br />
of the bioreactor is a process of acclimatization of<br />
microorganisms and the <strong>for</strong>mation of granular sludge<br />
by setting the flow rate up-flow, then the microorganism<br />
which was originally suspended in a fluid will<br />
Page 69 of 132
experience growth to <strong>for</strong>m granular sludge biomass.<br />
Granular is a <strong>for</strong>m of biomass that has a diameter of 1-<br />
5 mm and large densities. So have a good ability to<br />
settle. This requires the <strong>for</strong>mation of granular sludge<br />
process control with the requirements of specific<br />
operating conditions and the addition of specific<br />
micronutrients that lasted a relatively long process<br />
depending on the characteristics of waste water<br />
treated. Granular condition is achieved when the<br />
situation is steady state which can be identified by:<br />
Fluctuations COD reduction efficiency is<br />
relatively stable<br />
Ratio (value ratio) against the concentration of<br />
volatile acid concentration is 0.1 alkalinity or<br />
pH values fluctuate in neutral pH region, ranging<br />
from 6.8 to 7.5<br />
Needs of the energy used in the anaerobic UASB<br />
system is relatively similar to anaerobic filter system. UASB<br />
anaerobic systems can operate on organic load 10-30 kg<br />
COD/m 3 , today. Efficiency of wastewater treatment of pulp<br />
and paper industry can be achieved by 80-85% in reducing<br />
pollutant COD. Production of methane (CH4) <strong>for</strong>med at 35<br />
o C is 0.41 l / g COD reduction. Based on the results of the<br />
efficiency of wastewater treatment has been applied in the<br />
pulp industry achieve COD reduction of 80%, while the<br />
methane gas composition reaches 55-70% or with the<br />
production as much as 0.3 to 0.4 m 3 /kg COD reduction.<br />
5.1.2 Anaerobic <strong>Tech</strong>nology Development and Application<br />
In general, emission of gas produced in wastewater<br />
treatment contained in the processing systems and<br />
Page 70 of 132
anaerobic digestion sludge (mud). In anaerobic waste<br />
water treatment system, resulting CH4 will break down into<br />
CO2 gas that is not included in the calculation as a<br />
greenhouse gas. Beside methane, it produced a very small<br />
number of N2O.<br />
The development of anaerobic technology to lower<br />
carbon emission at the wastewater treatment process shall<br />
be equipped with off-gas collection system in order to<br />
control gas emission so as not to escape into the<br />
atmosphere, while also to remove the smell. By collecting<br />
the gas emission allows methane <strong>for</strong>med from the<br />
anaerobic process be used as a substitute fuel alternative<br />
fuel.<br />
5.2 Solid Waste Management<br />
<strong>Pulp</strong> and paper industries produce liquid waste and<br />
solid waste quite big. Types and characteristics of solid<br />
wastes from pulp and paper industry varied, depending on<br />
raw material, product type, and unit processes where the<br />
waste is <strong>for</strong>med. Grouping types of solid waste from<br />
sources on the basis of unit processes that produce will<br />
illustrate the characteristics of solid waste, whether organic<br />
or inorganic including waste, and whether including<br />
hazardous and toxic waste. By knowing the characteristics<br />
of this solid waste, will be able to determine appropriate<br />
management technology. Sources and types of solid waste<br />
from pulp and paper industry in general can be seen in<br />
Table 5.1.<br />
Page 71 of 132
Table 5.1. Sources and Types of Solid Wastes <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong><br />
Industry<br />
Sources of waste Types of waste<br />
1. Wood raw material<br />
supply unit<br />
2. pulp washing and<br />
screening unit<br />
3. Chemical recovery units<br />
(CRP)<br />
4. waste paper<br />
preparation unit<br />
5. wastewater treatment<br />
(WWTP)<br />
6. power plant unit<br />
- Leather and wood dust,<br />
mud, sand<br />
- Solid residual strain<br />
(reject, knot)<br />
- lime mud, dreg and grit<br />
- fibers mud, plastics, ink<br />
sludge<br />
- primary mud, secondary<br />
sludge<br />
- fly ash and bottom ash<br />
From some solid wastes such a large amount and<br />
cause problems is the organic waste in the <strong>for</strong>m of sludge<br />
from WWTP unit; inorganic waste in the <strong>for</strong>m of ash<br />
combustion products (fly ash) unit power plant and<br />
incinerator units. Ash generated from power plant units are<br />
distinguished from the type of fuel that is derived from fossil<br />
(coal, oil, etc.), and biomass (bark, palm shells, etc.).<br />
According to the environmental regulation of coal ash,<br />
including ash waste classified as hazardous while the<br />
waste biomass is a non-hazardous. Solid waste needs to<br />
be managed properly to prevent negative impacts on the<br />
environment, especially organic waste which is a source of<br />
carbon that contribute in producing carbon emission<br />
(GHG), emission associated with global warming issues.<br />
Page 72 of 132
Table 5.2 Advantages and Weaknesses of Solid Waste Management <strong>Tech</strong>nology<br />
Items<br />
Power was quickly crushed<br />
waste<br />
The effectiveness of the<br />
process<br />
Landfill Incineration<br />
<strong>Tech</strong>nology<br />
Aerobic<br />
Composting<br />
Anaerobic<br />
digestion<br />
slow cepat medium medium<br />
low high medium medium<br />
energy consumption low high medium medium<br />
process control Easy difficult medium difficult<br />
Needs area large small large medium<br />
equipment investment large large medium large<br />
operating costs low high medium high<br />
The potential use of energy low high low high<br />
Potential gas emission low high medium medium<br />
Page 73 of 132
There are several solid waste management<br />
technologies used in the pulp and paper industry, the<br />
selection is based upon a review of some aspects of<br />
technical, economic, or environmental. On the other hand<br />
also consider the possibility of a potential waste is to be<br />
utilized as a side product. Solid waste management in pulp<br />
and paper industry in general uses of technology: (1)<br />
landfills, (2). incineration; (3). Anaerobic digestion and (4).<br />
composting. Selection of the application of these<br />
technologies in the pulp and paper industry to be<br />
considered on the basis of advantages and disadvantages<br />
of each technology (Table 5.2.).<br />
5.2.1 Landfill<br />
Landfills are management of solid waste chosen <strong>for</strong><br />
the solid waste that is not utilized and will be discharged<br />
into the environment through a process of piling into the<br />
soil media. Solid waste pulp and paper industry which is<br />
managed through accumulation in landfills generally<br />
includes waste contaminated hazardous materials from<br />
incinerator ash and coal combustion ash, and other solid<br />
waste that can not be used and should be discarded into<br />
the environment. From the type of solid waste dumped, the<br />
organic waste will be broken down by microbes into the gas<br />
escape into the atmosphere that can contribute to<br />
greenhouse gasses. While inorganic waste will accumulate<br />
and dissolved in leachate that can pollute ground water.<br />
The mechanism of processes occurring in landfill<br />
take place slowly and consist of several phases of<br />
decomposition as shown in Figure 5.1. These phases<br />
covering four stages: aerobic process; facultative aerobic,<br />
anaerobic.<br />
Page 74 of 132
Figure 5.1 Phase on Anaerobic Proces<br />
Gas result from microbial decomposition in the<br />
landfill is dominated by CH4 and CO2, which each have the<br />
same relative concentration. While other gases can be<br />
either non-methane volatile organic gases, NOx, CO and<br />
H2. Methane gas (CH4) generated from the landfill is varied<br />
, determined by the technology used and the function of<br />
several factors (EPA, 2009), among which:<br />
1. The total amount of waste being dumped into landfills<br />
per year<br />
2. Age landfill<br />
3. Waste characteristics, such as temperature and soil<br />
moisture content<br />
Landfill <strong>Tech</strong>nology Development and Application<br />
Landfill technology developed at this time equipped<br />
with a control over the amount and type of waste entering<br />
landfills and the handling of leachate. In the next<br />
Page 75 of 132
technology development is equipped with gas collection<br />
system <strong>for</strong> the flaring and use of gas to produce energy.<br />
Installation of landfill and completeness of its components<br />
which produce low carbon emission can be seen in Figure<br />
5.2.<br />
Figure 5.2 Landfill Methane Gas Collection System and<br />
Utilization of Energy. (EPA, 2008)<br />
Landfill gas collection system at catcher of them<br />
consisting of gas (wells), the pipes, blowers, and other<br />
technologies that allow to improve the per<strong>for</strong>mance of the<br />
gas control. At some landfills flare system only if the landfill<br />
gas was burned and discarded. While the use of landfill gas<br />
<strong>for</strong> energy use landfill gas combustion technology by<br />
installing equipment such as turbines, reciprocating<br />
engines, boiler, heater, or kiln as the main unit. For the<br />
purposes of regulation and safety, the design of landfill gas<br />
utilization technology <strong>for</strong> energy products still must be<br />
equipped also with a flare system<br />
Landfill is also designed with the aim to prevent pollution of<br />
the generation of leachate from the waste, including<br />
hazardous waste category. Landfill construction was<br />
designed on the basis of classification of coatings, adjusted<br />
Page 76 of 132
<strong>for</strong> the potential impact of pollution levels. According to<br />
environmental regulations in Indonesia, landfill construction<br />
is divided into 3 categories: category I (double liner),<br />
category II (single liner), category III (clay liner), which is<br />
sequentially landfills with the requirements of heavy,<br />
medium, and light. To apply this landfill technology has to<br />
go through licensing procedures established by the Ministry<br />
of Environment.<br />
In general, the existing landfill on the pulp and paper<br />
industry in Indonesia is still using a technology that only<br />
aims to prevent pollution of ground water. Based on the<br />
characteristics of waste and follow the regulations, in<br />
general construction of landfills in the pulp and paper<br />
industry are designed to follow the category III, which is<br />
equipped with a leachate collection and treatment<br />
installations. Landfill is not equipped with gas control<br />
system or the installation of gas gathering systems or<br />
flares, so that the landfill gas released into the atmosphere.<br />
5.2.2 Incineration<br />
The process of incineration is the alternative solid<br />
waste management is selected on the basis of its ability to<br />
reduce the amount of waste quickly and leaving little ash.<br />
In the process of incineration of organic compounds are<br />
oxidized to <strong>for</strong>m CO2 and water vapor and heat energy in a<br />
<strong>for</strong>m that can be recovered. This will benefit if the<br />
incineration of waste containing organic materials burned<br />
high with low ash content (
esulting energy <strong>for</strong> steam production and eventually into<br />
electricity products.<br />
Development of incinerator design which was originally<br />
only equipped handling gas emission in a simple way<br />
through the cyclone alone be able to handle all the<br />
problems of B3 waste. Based on the waste characteristics<br />
vary and consideration of technical aspects, environmental<br />
and economic, it can choose the types of incinerators are<br />
commonly used in industry, among others, are as follows<br />
below.<br />
a-1. Rotary Kiln Incinerator<br />
These types of incinerators are widely used because it<br />
can be used to treat various types of waste with a varied<br />
range of water content.<br />
Figure 5.3 Rotary Kiln Incinerator<br />
(Http://www.google.co.id/search?hl=id&source=Rotary+Kiln+Incinerator)<br />
Horizontal cylindrical rotary kiln rotating at speeds<br />
between 0.75 to 2.5 rpm resulting in mixing of waste with<br />
combustion air. Waste residence time in the kiln varies<br />
Page 78 of 132
etween a few seconds to several hours. Combustion<br />
temperature has a range 815-1650 0 C.<br />
a-2. Fluidized Bed Incinerator<br />
Incinerator of this type has a combustion chamber<br />
with the fluidization system and airtight construction<br />
meetings to keep the system at positive pressure and<br />
prevent leakage of heat from the burning. Combustion<br />
chamber contains a pile of sand that will be fluidized by a<br />
blast of air that flows into the first heated by the gases of<br />
combustion. Waste to be burned in through the conveyor<br />
with the use of hot air those contacts along the conveyor<br />
until the waste has continued to increase levels of drying<br />
solids. Incoming waste bait falls on a pile of sand which is<br />
then fluidized by hot air flow with high turbulence.<br />
Figure 5.4 Fludized Bed Incinerator<br />
(Http://www.google.co.id/images?um=fludized+bed+incinerator)<br />
Page 79 of 132
With this system, the fluidization of contact between<br />
the hot sand with waste, so that the water contained in the<br />
waste turned into steam, and finally there is an optimum<br />
combustion. The inside of the combustion chamber is<br />
coated with refractory material, while the pipes are made<br />
from stainless steel to prevent abrasion and erosion and<br />
damage caused by the gases of combustion. At the<br />
incinerator are also designed systems that prevent the<br />
entrainment of sand and ash go into the gas stream of<br />
combustion.<br />
In Indonesia, the implementation of incinerators <strong>for</strong><br />
waste management industry must follow the rules and<br />
guidelines established by the Ministry of Environment,<br />
among others:<br />
- Design incinerator has a specification that meets the<br />
specified requirements.<br />
- Per<strong>for</strong>m trial operation of the incinerator and pollution<br />
control gas emission<br />
- Record operating conditions, the result of combustion,<br />
and combustion efficiency<br />
- Carry out monitoring according to the provisions<br />
established.<br />
In general the application of incinerators <strong>for</strong> solid<br />
waste management is mostly done by the paper industry<br />
which uses waste paper raw materials, especially the<br />
deinking process. Currently, consideration of the use of<br />
incinerators in the pulp and paper industry is still limited to<br />
regulatory compliance in waste management. The<br />
technology that led to the utilization of energy from<br />
combustion is still in the stage of assessment and testing,<br />
especially to generate steam and electricity. From selecting<br />
the type of incinerators, Rotary Kiln and Fluidized Bed, both<br />
Page 80 of 132
has already implemented in the paper industry in<br />
Indonesia. With the development of incineration technology<br />
also enables the utilization of solid waste via gasification<br />
process. To get higher efficiency, solid waste can be fed in<br />
the <strong>for</strong>m of pellets or briquettes.<br />
5.2.3 Composting<br />
The purpose of composting is to stabilize the<br />
organic materials derived from waste, reduce odor, kill<br />
pathogenic organisms and finally produce the so-called<br />
organic fertilizers (compost) and suitable to be applied on<br />
land application and plants. The mechanism of the process<br />
of composting organic material into compost and gas<br />
emission can be seen in Figure 5.5.<br />
Humus/kompos<br />
Mikroorganisme<br />
mati<br />
Udara (O2)<br />
Karbohidrat/lipid<br />
Selulosa<br />
Protein<br />
Lignin<br />
Abu (ash)<br />
Nitrogen anorganik<br />
Organisme baru<br />
Kelembaban<br />
Siklus<br />
nitrogen<br />
Metabolit<br />
intermediate<br />
panas<br />
Figure 5.5 Composting Process and Gas Emission<br />
(Source: Valzano, F. et al, 2001)<br />
CO2<br />
H2O<br />
Panas<br />
Page 81 of 132
In the composting process temperature will increase<br />
from mesophilic to thermophilic. When the temperature<br />
reaches 40 °C, mesophilic microbial activity is replaced by<br />
thermophilic microbes. At temperatures above 55 ° C some<br />
of pathogenic microorganisms will die. During the<br />
thermophilic phase, high temperatures accelerate the<br />
decomposition of proteins, fats and carbohydrates such as<br />
cellulose and hemicellulose. After most of the materials<br />
decompose, the temperature will gradually decrease.<br />
During the composting process will occur shrinkage volume<br />
and biomass material. This reduction can reach 30-40% of<br />
the volume / weight of initial material.<br />
Factors affecting the composting process include C /<br />
N ratio, particle size, aeration, porosity, water content,<br />
temperature, pH, content of harmful substances. The<br />
optimum condition of some of these factors can be seen in<br />
Table 5.4. Long composting time depends on the<br />
characteristics of the composted materials, methods of<br />
composting and activators are added.<br />
Table 5.3 Several Factors Affecting the Composting<br />
Process<br />
Parameter Optimum Values<br />
C/N ratio 35 : 1<br />
water content 50 – 75%, depend on the substrate<br />
particle size 50 mm <strong>for</strong> windrow composting<br />
Air flow 0,6 – 1,8 m 3 air.day-1,kg-1volatile solid<br />
during thermophilic phase and decrease<br />
during maturation<br />
pH 6,5 – 8,0<br />
Oxygen > 10% v/v<br />
Temperature 55 o C ( 50-65 o C)<br />
Page 82 of 132
Composting Process <strong>Tech</strong>nology and Application<br />
The composting process that occurs naturally is<br />
long and slow. To speed up the composting process has<br />
been developed composting technology from the simple<br />
technology, moderate, to high technology. In principle,<br />
based composting technology development to optimize the<br />
biodegradation process of organic material, so that<br />
composting can run more quickly and efficiently.<br />
Composting technology is very diverse, both<br />
aerobically and anaerobically, with or without activator<br />
composting. Appropriate composting activators to<br />
accelerate the composting process. Aerobic composting is<br />
the most widely used, because it is easy and cheap to do,<br />
and do not require control processes that are too difficult.<br />
The composting process can be classified into 2 systems,<br />
namely:<br />
- An open system (unconfined process)<br />
- A closed system (Confined processes)<br />
a-1. The Composting Process Open Systems<br />
This process includes the process of Windrow and<br />
aerated static pile. In general, the stages of both processes<br />
are similar, just a different process technologies. At<br />
Windrow method, the contact of oxygen with the compost<br />
pile takes place with the reversal of natural convection,<br />
while in aerated static pile is done by air conduction.<br />
a-2. Closed System Composting Process<br />
Mechanization of the composting process takes<br />
place in a closed system or reactor. This system is<br />
designed to address odor problems and speed up<br />
processing time by setting environmental conditions, such<br />
as air flow, temperature and oxygen concentration. This<br />
Page 83 of 132
closed system requires an investment cost that much more<br />
expensive than open systems.<br />
<strong>Pulp</strong> and paper industries in some countries, have<br />
made sludge waste management with use it as compost<br />
with a good quality (Carter, 1983). Some pulp and paper<br />
industry in Indonesia has also examined the utilization of<br />
sludge waste as compost and test try to plant. The study<br />
indicates that the sludge compost application at a dose of<br />
10 tons / ha to increase the productivity of various crops<br />
and soil quality significantly. However, continuous<br />
application is only done by an industry that has timber<br />
estate.<br />
5.2.4. Anaerobic Digestion Process<br />
The mechanism of biochemical reactions that<br />
occurred in anaerobic process can be seen in Figure 5.6.<br />
The process of anaerobic digestion is the process of<br />
biodegradation of organic compounds by anaerobic<br />
bacterial activity through several stages of hydrolysis,<br />
acidification and methanation. Anaerobic biodegradation<br />
produces biogas consisting of methane (50-70%), CO2 (25-<br />
45%) and small amounts of hydrogen, nitrogen and H2S<br />
(Elizabeth. 1981; kharistya. 2004).<br />
Page 84 of 132
Figure 5.6 Stages of Anaerobic Digestion Process<br />
Hydrolysis is the process of solving insoluble<br />
organics large and complex to small molecules that can be<br />
delivered to the microbial cells and can be metabolized<br />
(Thompson, 2008). Hydrolysis process can be done<br />
enzymatically convert complex organic suspended<br />
dissolved into simple organic that can be used by bacteria<br />
(Thompson, 2008).<br />
Acidification of the complex phase which involves<br />
the <strong>for</strong>mation of acid, hydrogen production, and stage<br />
acetogenic. Sugar, long chain fatty acids and amino acids<br />
<strong>for</strong>med from hydrolysis is used as a substrate. Organic<br />
acids with low molecular weight resulting from<br />
acidogenesis stage will be parsed into methane (CH4) and<br />
CO2 by bacteria methanogenic. Biogas as by product of<br />
decomposition of organic matter has been considered as<br />
an alternative energy source. The composition of biogas is<br />
Page 85 of 132
generally composed of CH 4 55-70%; CO2 27-45%; N2 0-<br />
3%; H20 - 1%; H2S
Figure 5.7 Anaerobic Digestion Wet One Step System.<br />
http://www.ciwmb.ca.gov/Publications/<br />
Page 87 of 132
Figure 5.8 Anaerobic Digestion One Stage Dry System<br />
(Http://www.ciwmb.ca.gov/Publications/)<br />
Page 88 of 132
a-2. Phase Two Digestion<br />
Two-phase anaerobic digestion system is a process<br />
where acid <strong>for</strong>mation steps (hydrolysis and fermentation of<br />
volatile acid) are physically separate from the step<br />
<strong>for</strong>mation of biogas (methane gas). This is different from<br />
one stage anaerobic digestion, where acidogenesis and<br />
methanogenesis occurs together (Shuizhou, et al, 2005).<br />
Two-stage digestion system which separates the<br />
<strong>for</strong>mation of volatile fatty acid (VFA) from the process of<br />
methanogenesis can enhance overall digestion<br />
per<strong>for</strong>mance (Elliott, et al. 2007). It is shown from the<br />
per<strong>for</strong>mance of two-phase anaerobic digestion process<br />
which can reach not only the production of hydrogen but<br />
also a higher methane production obtained by increasing<br />
the hydrolysis process per<strong>for</strong>mance at an early stage.<br />
Methane gas production reached about 21% higher than<br />
that obtained in the digestion process one stage (Liu, et al.<br />
2008). Thus the process of anaerobic digestion of twophase<br />
becomes very important to increase the production<br />
of biogas to produce methane (Medhat, et al. 2004).<br />
Flowchart 2-stage anaerobic digestion can be seen in<br />
Figure 5.9.<br />
Page 89 of 132
Figure 5.9 Flowchart of Two Phase Anaerobic Digestion<br />
(Source: http://www.ciwmb.ca.gov/Publications/)<br />
Page 90 of 132
<strong>Pulp</strong> and paper industries in some countries, have<br />
made sludge waste management with how to use it as<br />
compost with a good quality (Carter, 1983). Some pulp and<br />
paper industry in Indonesia has also examined the<br />
utilization of sludge waste as compost and test try to plant.<br />
The study indicates that the sludge compost application at<br />
a dose of 10 tons / ha to increase the productivity of<br />
various crops and soil quality significantly. However,<br />
continuous application is only done by an industry that has<br />
timber estate.<br />
5.3 Gas Emission Management<br />
5.3.1 Sources and Characteristics<br />
The biggest source of emission in the pulp and<br />
paper industry is the unit that uses chemical processes<br />
such as pulping unit, chemicals recovery units, pulp<br />
bleaching units and paper manufacturing. <strong>Pulp</strong>ing process<br />
will produce gas polluters in the <strong>for</strong>m of sulfur compounds,<br />
carbon compounds and nitrogen compounds, while<br />
emission from the unit CRP, especially in the <strong>for</strong>m of<br />
particulates such as Na2SO4, Na2CO3, and sulfur gases<br />
that cause odor source. And the bleaching process<br />
produces chlorine gas. Sources and Characteristics of Gas<br />
and Particulate Emission can be seen in Table 5.5.<br />
Page 91 of 132
Table 5.4 Sources and Characteristics of Gas and Particulate<br />
Emission<br />
Unit Process<br />
Preparation of Wood<br />
Raw Materials<br />
Gas Emission<br />
- -<br />
<strong>Pulp</strong>ing Unit • compound methyl<br />
mercaptan (CH3HS)<br />
• dimethyl sulfide<br />
(CH3CH3S)<br />
• dimethyl disulfide<br />
(CH3CH3S2)<br />
• gases are not<br />
condensed<br />
CRP Unit<br />
Recovery boiler<br />
Evaporator<br />
compound methyl<br />
mercaptan (CH3HS)<br />
dimetl sulfide<br />
(CH3CH3S)<br />
dimethyl disulfide<br />
(CH3CH3S2)<br />
H2S, NOx<br />
H2S<br />
metil merkaptan<br />
(CH3HS).<br />
Particulate<br />
particulate<br />
Lime kiln NOx, H2S. particulate<br />
<strong>Pulp</strong> bleaching units • chlorine gas,<br />
• chlorine dioxide<br />
• volatile organic<br />
compounds (VOCs)<br />
power plant Units<br />
including<br />
cogeneration<br />
SO2,<br />
NOx,<br />
CO dan<br />
trace element<br />
<strong>Paper</strong>making Unit <strong>for</strong>maldehyde<br />
particulate<br />
Page 92 of 132
Chemical pulping process and semi-chemical<br />
produces a number of emission including volatile organic<br />
such as methanol, <strong>for</strong>maldehyde, acetaldehyde and methyl<br />
ethyl ketone and reduced sulfur gases. Emission of<br />
reduced sulfur-containing gases (H2S, methyl mercaptan,<br />
and dimethyl disulfide), cause the smell is very disturbing,<br />
although in low concentrations. Overall, the compounds are<br />
expressed as total reduced sulfur compounds (TRS) that is<br />
released from various sources in the Kraft chemical pulping<br />
process and semi-chemical. Emission of gases that are<br />
emitted from the Kraft pulping process can cause air<br />
pollution. Be<strong>for</strong>e the gas emission released into the<br />
environment must be controlled in advance so as not to<br />
cross the line emission standard. Basically gas emission<br />
control is through cleaning and particulate emission by<br />
separating the pollutant gas. Generally, in addition gas<br />
emission control aims to reduce the impact of pollution on<br />
local air quality, as well as to minimize the loss of<br />
chemicals.<br />
5.3.2 <strong>Tech</strong>nology of Management Particulate Emission and<br />
Gas<br />
Management of particulate and gas emission in the<br />
pulp and paper industry conducted by the separation of<br />
particulate and gas emission or the collection and<br />
combustion gases are not condensed (Non-Condensable<br />
Gases) <strong>for</strong> concentrations do not exceed certain limits<br />
which can effected health. Basically, the management of<br />
waste gases can be done with control of the process itself,<br />
through the proper operation of all process equipment in<br />
order to minimize the waste gas that is <strong>for</strong>med from each<br />
unit process.<br />
Page 93 of 132
5.3.2.1 Separation of Particulate<br />
Particulate separation technology of gas from the<br />
waste stream can be done with some units of equipment<br />
that can be classified as shown in Table 5.5.<br />
Table 5.5 Classification of Particulate Separator <strong>Tech</strong>nology<br />
<strong>Tech</strong>nology In<strong>for</strong>mation<br />
Cyclone<br />
Effective <strong>for</strong> separation of particulate<br />
size> 20 μm;<br />
separation efficiency between 75 - 95%<br />
Electrostatic<br />
Effective <strong>for</strong> the separation of particulate<br />
Precipitator (ESP) size of 10-20 μm separation efficiency><br />
99%<br />
Filter Cloth<br />
Filter)<br />
(Fabric Effective <strong>for</strong> separation of fine<br />
particulate size<br />
99% separation efficiency<br />
Particulate Scrubber<br />
Venturi scubber<br />
Cyclone Scrubber<br />
Spray scubber<br />
Effective <strong>for</strong> separation of fine<br />
particulate size<br />
efficiency will be increased by adding a<br />
liquid absorbent material<br />
a). Cyclone<br />
Cyclone is a mechanical device that is used to set<br />
aside relatively large-sized particles from a gas stream.<br />
Gas entering from above in a tangential spin to the bottom<br />
that make the particles fall in and out of the bottom of the<br />
cone. Clean gas that comes out of the top of the appliance<br />
such as CO2 gas. Cyclone has separation efficiency<br />
between 75-95% <strong>for</strong> weight and particles size > 20 μm.<br />
Figure 5.10 shows the cyclone and multiple cyclones that<br />
place in the boiler installation.<br />
Page 94 of 132
Figure 5.10 (A). Multiple Cyclone and Cyclone, (B). Multiple<br />
Cyclone installed in Boilers<br />
Page 95 of 132
). Filter Cloth (Fabric Filter)<br />
The filter fabric is very efficient to separate the fine<br />
particles. Is a cylindrical bag filters. Fine particulates are<br />
collected in a bag of fabric filter cylinder which is then<br />
separated particles are collected in a bag attached and<br />
removed or separated either by way shaken until the<br />
particles fall into the collector under the filter. Filtration<br />
efficiency can reach 99%. The weakness of this tool is a<br />
filter material sensitive to high temperatures (> 315 o C), so<br />
that the fabric is often broken, usually the duration of use<br />
are between 1-2 years.<br />
Figure 5.11 Fabric Filter<br />
c). Electrostatic Precipitator (ESP)<br />
Electrostatic precipitator (ESP) is a particulate<br />
separator based on the concept of precipitation due to<br />
electrostatic <strong>for</strong>ces is very effective to separate particulate<br />
size 10-20 μm. The particles are negatively charged in the<br />
Page 96 of 132
gas flow will be attracted by the positively charged collector<br />
electrode, then released with a rapping system using a<br />
water spray or vibration system that collected in the hopper<br />
at the bottom of the ESP.<br />
Figure 5.12 Electrostatic Precipitator (ESP)<br />
ESP is generally used in the recovery boiler with an<br />
efficiency> 99%. Increased efficiency is influenced by the<br />
increase in plate surface area and decreasing temperature.<br />
These ESP tools require high maintenance, and require<br />
energy <strong>for</strong> operation ranged between 60-10 kWh/ton pulps<br />
(Cici, 1988).<br />
d). Particulate Scrubber<br />
Scrubber provides double per<strong>for</strong>mance of the<br />
separation of pollutant gases and particulates at the same<br />
Page 97 of 132
time. Separation of pollutants carried out using a liquid that<br />
will be binding and washing, which can be separated and<br />
reused. Several types of scrubber can be seen in Figure<br />
5.13.<br />
Figure 5.13 (A). Venturi Scrubber, (B). Cyclone Scrubber, (C).<br />
Spray Scrubber,<br />
In principle pollutant gases must have a good solubility<br />
and chemical reaction occurs with a liquid absorbent.<br />
Usually used water as an absorber because it is cheap, not<br />
corrosive and easy handling that can be used to absorb<br />
particulates and SO2 gas. Alkali solution is usually used <strong>for</strong><br />
the separation of TRS, H2S, and Cl2 gas. Absorption<br />
efficiency can be improved by mixing with a number of<br />
active carbon powders. Explanation of some type of<br />
scrubber is as follows:<br />
Page 98 of 132
Venturi Scrubber: The liquid that is injected into the<br />
venturi throat to <strong>for</strong>m soft splashes and contact with the<br />
pollutant particles in turbulent flow. The fluid carrying<br />
the particles is separated from the gas in the cyclone.<br />
Cyclone Scrubber: With this tool until the liquid is<br />
sprayed into the cyclone occurs absorption of particles<br />
from the inlet gas stream. The particles will be trapped<br />
by sparks sprayed liquid and flows down to the<br />
expenditure, while the clean gas flows upward out of<br />
cyclone.<br />
Spray Scrubber: Using the type of spraying the<br />
opposite direction to the flow of working gas at low<br />
pressure, but with a fairly large flow rates. Because the<br />
motion flow system allows the aerosol product out the<br />
system, the outlet section mounted mist eliminator<br />
equipment<br />
5.3.2.2 Separation of Gas Pollutants<br />
A. Packed Tower Scrubber<br />
Packed tower scrubber consists of a cylindrical tank<br />
filled with filler material that serves as a distribution medium<br />
flow by providing a large surface area <strong>for</strong> contacts both the<br />
liquid and gas phases. The flow of gas enters from the<br />
bottom of the tank to flow upward. While the absorbent<br />
liquid entering from the top of the tank and flows downward<br />
go to clean gas to flow over the tank, while absorbing liquid<br />
that binds the contaminants flowing into the bottom of the<br />
tank. Filler material frequently used is ceramic, plastic or<br />
rock shaped like a ring or a ball. Energy requirement in<br />
pulp mill scrubber usage ranges from 20-40 kWh/ton pulp<br />
(Cici, 1988).<br />
Page 99 of 132
Figure 5.14 Packed Tower Scrubber<br />
B. Absorber<br />
Absorber is a gas separation unit that uses the<br />
principle of absorption of contaminants in gas streams that<br />
are eliminated or removed by dissolving it in liquids. The<br />
absorption of pollutant gases is done by the gas stream<br />
containing pollutant gas flowed in the opposite direction<br />
(counter current) with a flow of liquid is used as absorbent.<br />
The flow of gas containing pollutant gases entered through<br />
the bottom of the absorber unit and the gas flow is clean<br />
out through the top of the absorber unit. The liquid<br />
absorbent flowed by way of spraying from the top of the<br />
absorber, and the liquid has been absorbed pollutant gas<br />
can be regenerated in the regenerator unit so it can be<br />
reused as an absorbent. Several types of absorbers are<br />
shown in Figure 5.15.<br />
Page 100 of 132
Figure 5.15 Several Types of Absorbers<br />
Page 101 of 132
C. SOx Gas Control<br />
SOx gases can be controlled by using Flue Gas<br />
Desulphurization (FGD) wet method or dry method (Table<br />
5.6). FGD wet type is more widely used, use absorbent<br />
(absorbent) slurry solution containing compounds such as<br />
Na, Ca, or Mg. Lime CaCO3 most widely used because it is<br />
relatively inexpensive price, and produce CaSO4 (gypsum).<br />
Absorption with alkali was developed to eliminate major<br />
problems associated with lime, namely precipitation and<br />
blockage of the scrubbing tower. Dual alkali using two<br />
reagents and the two processes are repeated to remove<br />
SO2 Na2SO3 or NaOH solution to neutralize role of SO2 in<br />
absorber column. Because Na2SO3 and Na2SO4 is soluble<br />
in water, no precipitation occurred in the scrubber. With this<br />
system cause water pollution problems, besides the alkali<br />
NaOH is much more expensive than lime. There are four<br />
sub-processes in this system, namely:<br />
• Preliminary processing of the gas flow pre-scrubber<br />
• absorption of SO2 by Na2SO3 solution<br />
• cleaning Na2SO4<br />
• regeneration through the addition of Na2CO3 Na2SO3<br />
Page 102 of 132
Type of<br />
FGD<br />
Method<br />
Type of FGD Non-Regeneration<br />
Wet<br />
Method<br />
FGD<br />
Method<br />
FGD<br />
Method<br />
Table 5.6 Wet FGD and Dry Type<br />
Absorbent Reaction By Product<br />
Limestone<br />
scrubbing<br />
CaCO3 - slurry<br />
CaCO3+ H2O+2SO2 2CaSO3 + CO2 +<br />
H2O<br />
CaSO3+1/2O2 CaSO4<br />
CaSO4<br />
Absorbent Reaction By Product<br />
Lime scrubbing<br />
CaO – slurry<br />
CaO+H2O Ca(OH)2<br />
SO2+ H2O H2SO3<br />
H2SO3+Ca(OH)2 CaSO3.2H2O<br />
CaSO3.2H2O+1/2O2 CaSO4. 2H2O<br />
CaSO3, CaSO4<br />
Absorbent Reaction By Product<br />
Dual alkali<br />
NaOH solution or<br />
2NaOH+SO2Na2SO3+H2O<br />
Na2SO3+H2O+SO22NaHSO3<br />
Na2SO3<br />
Mg(OH)2 – slurry Mg(OH)2+SO3MgSO3+H2O<br />
Mg(OH)2+2SO2Mg(HSO3)2<br />
Reaction in Oxidized Tank:<br />
MgSO3+1/2O2MgSO4<br />
Mg(HSO3)2+Mg(OH)22MgSO3+2H2<br />
Na2SO3,<br />
Na2SO4<br />
MgSO3, MgSO4<br />
Page 103 of 132
Type of<br />
FGD<br />
Method<br />
Dry Method<br />
Absorbent Reaction By Product<br />
O<br />
NH3 and water 2NH4OH+SO2(NH4)2SO3+H2O<br />
(NH4)2SO3+SO3+SO2+H2O2NH4HS<br />
Lime Spray<br />
Drying<br />
CaO and CaCO3<br />
powder<br />
Type of FGD Regeneration<br />
Wet<br />
Method<br />
Wellman-Lord (W-<br />
L) Process<br />
O3+H2<br />
Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3<br />
Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4<br />
2Na2SO3+ SO3+ H2O Na2SO4 +<br />
2NaHSO3<br />
2NaHSO3 + heat Na2SO3 + SO2 +<br />
H2O<br />
Na2CO3 + SO2 Na2SO3 + CO2<br />
(NH4)2SO4<br />
CaSO3, CaSO4<br />
Page 104 of 132
First of all exhaust gas is passed into venturi prescrubber.<br />
This Pre-scrubber aside and SO3 and HCl<br />
particles contained in exhaust gas stream that would<br />
interfere with absorption of SO2. Pre-scrubber also serves<br />
to reduce the temperature and humidity increase the<br />
exhaust gas. Temperature and humidity at the inlet prescrubber<br />
generally is around 150 o C and 20%, while the<br />
outlet temperature and humidity changes to 50 o C and 95%.<br />
Some sulfite will be oxidized to sulfate by oxygen,<br />
as well as SO3 is still contained in the exhaust gas flow<br />
through sulfat. Natrium pre-scrubber will be oxidized to<br />
sulfate (Na2SO4) no longer contribute to the absorption of<br />
SO2 and should be excluded from the system. To prevent<br />
from excessive accumulation of sulfate in continuous<br />
cleaning of the base absorber can be done by using a<br />
surge tank. The flow of exhaust gas at the base of the tray<br />
tower contains NaHSO3 useful <strong>for</strong> further processing.<br />
Exhaust gas from the bottom of the tray tower partially<br />
delivered to the chiller / crystallizer which <strong>for</strong>med crystals<br />
are more difficult Na2SO4 dissolved, then centrifuged slurry,<br />
and solids are dried and set aside. Gas that has been<br />
centrifuged still contains a lot of bisulfite and then returned<br />
to the process. Exhaust gas from the bottom of the tray<br />
tower partly also sent to the evaporator where SO2 is<br />
released and crystal Na2SO3. Steam then condensed and<br />
recovered, resulting SO2 concentrations (containing about<br />
85% SO2 and 15% H2O). SO2 gas can be reduced to<br />
elemental sulfur or oxidized to sulfuric acid.<br />
Page 105 of 132
D. NOx Gas Control<br />
NOx emission can <strong>for</strong>m NO and NO2 gases which are<br />
<strong>for</strong>med by two mechanisms as a result of the combustion<br />
process as follows:<br />
Fuel NOx : NOx is <strong>for</strong>med from the reaction between<br />
nitrogen (N) contained in the fuel with oxygen at high<br />
temperature<br />
Thermal NOX: NOx is <strong>for</strong>med from the reaction<br />
between N2 and O2 at high temperatures in the<br />
combustion chamber<br />
NOx is primarily <strong>for</strong>med as a result of combustion can<br />
be controlled in the following manner:<br />
a. Combustion modification to reduce or prevent the<br />
<strong>for</strong>mation of NOx<br />
Flue gas recirculation done by reducing the peak<br />
flame temperature and the amount of oxygen to<br />
reduce NOx <strong>for</strong>med<br />
Low NOx burner designed to burn off excess fuel<br />
using low water<br />
staged combustion is used to reduce the peak<br />
temperature<br />
b. Controlling NOx that has been shaped in a way to<br />
convert them into N2.<br />
Selective Catalytic Reduction (SCR) is a simple way<br />
to change the NOx into N2 and H2O, where the gas<br />
stream containing NOx and NH3 injected with<br />
passes to the catalyst layer, suitable <strong>for</strong> processing<br />
a large volume of air<br />
Non-Selective Catalytic Reduction (NSCR) is<br />
changing the NOx into N2 and H2O by passing the<br />
Page 106 of 132
gas stream in a catalytic coating containing precious metals such as platinum (Pt) and CH4,<br />
CO or H2 as a reducing agent. This process is difficult to apply to a large volume of air with<br />
a low NOx concentration.<br />
Catalytic cracking process using noble metal at a temperature of around 450 o C.<br />
Method<br />
- NOx<br />
controlled<br />
Type<br />
Table 5.7 NOx Control Methods<br />
NOx<br />
Allowance<br />
(%)<br />
Description<br />
Flue gas<br />
recirculation<br />
Thermal NOx 70 - 80<br />
Low NOx burner Fuel NOx,<br />
Thermal NOx<br />
10-25<br />
Staged burner Fuel NOx,<br />
Thermal NOx<br />
40-70<br />
Selective catalytic Fuel NOx, 80-90 NH3 injected<br />
reduction (SCR) Thermal NOx<br />
Catalyst: metal,<br />
catalyst support materials: ceramic (Ti,<br />
Al, etc.)<br />
Form: granules, honeycomb, plate<br />
Page 107 of 132
Method<br />
Selective non<br />
catalytic reduction<br />
(SNCR)<br />
Non selective<br />
catalytic reduction<br />
(NSNCR)<br />
- NOx<br />
controlled<br />
Type<br />
NOx<br />
Allowance<br />
(%)<br />
Description<br />
temperature optimum: 300-400oC<br />
Reaction:<br />
4NO+4NH3+O24N2+6H2O<br />
2NO+4NH3+O23N2+6H2O<br />
The process is simple, easy to operate,<br />
not produced waste, there are no<br />
byproducts<br />
Fuel NOx,<br />
Thermal NOx 60-80 NH3, temperatures 800-1000 o C<br />
Fuel NOx,<br />
Thermal NOx<br />
Catalytic cracking Fuel NOx,<br />
Thermal NOx<br />
catalysts: Pt + CH4, or CO, or H2<br />
catalysts: Pt<br />
Page 108 of 132
5.3.2.3 Emission of Non-Condensable Gas<br />
In the system of non-condensable gas collection<br />
from the digester and evaporator required certain<br />
conditions <strong>for</strong> the risk of detonation be avoided. This can<br />
be done by collecting the solid condition that is above the<br />
limit concentration of explosive or by dilution at<br />
concentrations below the explosive conditions. Limitation of<br />
gas concentration of sulfur compound that is explosive can<br />
be seen in Table 5.8.<br />
Table 5.8 The Range Of Explosive Concentrations Of Sulfur<br />
Gases<br />
Sulfur Compounds Gas The Range of Explosion<br />
Concentrations<br />
(% Volume)<br />
1) H2S<br />
2) CH3SH<br />
3) CH3CH3S<br />
4,3 – 45,5<br />
2,2 – 9,2<br />
3,9 – 21,9<br />
Gas collection concentrated condition of the noncondensable<br />
gas is more difficult because of the<br />
fluctuations in the flow and composition. Ways you can do<br />
is to use gas reservoirs operated at a pressure and a<br />
constant and regulated flow of gas at concentrations that<br />
do not easily explode. After the gas collects in the<br />
composition and flow is kept constant, the gases can treat<br />
with combustion.<br />
The collection in the <strong>for</strong>m of aqueous<br />
concentrations below the explosive gas is done by use of a<br />
gas reservoir connected to the pipe to the atmosphere. To<br />
trans<strong>for</strong>m the gas with large flow fan used <strong>for</strong> air<br />
conduction as a diluents with a size larger than the<br />
Page 109 of 132
incoming gas fan. To avoid the risk of dilution is not<br />
enough; the system is equipped with equipment that serves<br />
to overcome the danger of explosion and damage to<br />
equipment.<br />
Burning is an effective way to eliminate the toxic<br />
pollutant gases, odor, or gas is difficult to be processed,<br />
and to reduce the danger of explosion. In combustion, the<br />
organic compound in gaseous <strong>for</strong>m is converted into<br />
carbon dioxide (CO2) and water, and sulfur is converted<br />
into sulfur dioxide (SO2). For the combustion process,<br />
typically required additional fuel and it takes time to perfect<br />
combustion. The combustion efficiency depends on the<br />
number of oxygen, the high combustion temperature, gas<br />
mixing and sufficient time <strong>for</strong> combustion. Efficiency can be<br />
achieved is generally about 90%. Generally it takes to burn<br />
waste fuel gas with heating value of at least 50% of the<br />
calorific value of combustion mixture. If it takes too much<br />
extra fuel the combustion process carried out with the aid<br />
of a catalyst in the <strong>for</strong>m of heavy metals such as platinum,<br />
copper, cobalt, nickel, chromium and iron.<br />
Page 110 of 132
CHAPTER VI<br />
CLOSING REMARKS<br />
Indonesia ratified the Kyoto Protocol and participate<br />
through regulation No. 17/ 2004 which committed to reduce<br />
CO2 emission of potentially Greenhouse Gas (GHG)<br />
emission. Indonesia's GHG reduction target set at 26%<br />
with its own funding and 41% through the assistance of<br />
international donors. Following up on this commitment, the<br />
Ministry of Industry in cooperation with Indonesian Climate<br />
Change Trust Fund (ICCTF) <strong>for</strong>mulates guidelines <strong>for</strong><br />
technology mapping in the pulp and paper industry.<br />
One of the source emitters in Indonesia is industrial<br />
sector, was ranked 4th, which including pulp and paper<br />
industry because it includes high energy consuming<br />
industries. The development of technology and high<br />
production capacity in the pulp and paper industry can<br />
provide opportunities <strong>for</strong> energy savings and reduce<br />
emission significantly all at once.<br />
Overall energy savings in the pulp and paper industry<br />
can be done with energy conservation at each unit process<br />
of cooking systems, pulp bleaching, chemical recovery,<br />
stock preparation, paper machines, and power plant and<br />
waste management. Implementation of environmentally<br />
friendly technology in the manufacture of pulp and paper<br />
basically also do energy saving at the same time can<br />
increase production efficiency. Some benefits which can be<br />
obtained from the implementation of environmentally<br />
friendly technologies that save energy, conserve materials,<br />
save water, reduce air emission, cut costs, reduce pollution<br />
load.<br />
Page 111 of 132
Some processes that can save energy and reduce<br />
emission in the pulp industry, among others:<br />
handling of wood raw material, chipping, wood chip<br />
screening<br />
modification delignification technology continues on<br />
cooking system<br />
washing technology applications using both the<br />
displacement method and bleaching brown stock<br />
optimizing the per<strong>for</strong>mance of chemical recovery<br />
(evaporators, recovery boilers, lime kilns)<br />
optimize the per<strong>for</strong>mance of power system boiler<br />
(biomass fuels or coal)<br />
Implementation of energy saving in the paper<br />
industry can be done mainly on paper drying units in the<br />
following way:<br />
control of drying process<br />
control of dew point<br />
optimization of dewatering in the <strong>for</strong>ming and pressing<br />
reduction blow through energy loss<br />
reduction of air consumption<br />
optimization pocket ventilation temperature<br />
residual heat recovery<br />
the use of shoe (extended nip) press<br />
optimization of paper machine vacuum system<br />
The use of advanced technologies such as gap<br />
<strong>for</strong>ming; water impingement drying<br />
<strong>Tech</strong>nology <strong>for</strong> environmental management is an<br />
activity of processing and utilization of waste in the <strong>for</strong>m of<br />
liquid, solid or gas. In its application is determined on the<br />
basis of waste characteristics, and the burden of pollution<br />
Page 112 of 132
and the extent to which can potentially generate carbon<br />
emission and opportunities can be utilized as an energy<br />
source. Wastewater management in the pulp and paper<br />
industry using an anaerobic process technology that<br />
features a gas container <strong>for</strong> energy-efficient technology and<br />
environmentally friendly. Management of solid waste by<br />
landfill, incineration, composting and anaerobic digestion in<br />
general all of these alternatives can be applied in<br />
accordance with the characteristics of the waste to be<br />
treated with the terms fitted gas emission control to be<br />
used. Thus, to reduce gas emission into atmosphere.<br />
Page 113 of 132
REFERENCES<br />
Adams, Terry N., 1997,. “Kraft Recovery Boilers”, Tappi<br />
Press, Atlanta.<br />
APPI, 2008. Executive Summary of APP‟s Carbon<br />
Footprint Assessment. Environmental resources<br />
management.<br />
Bernstein, L., Roy, J., 2007. Fourth Assesment Report of<br />
IPCC of Working Group 3, Cambridge University<br />
Press.<br />
Borman, G.L., Ragland K.W., 1998,. “Combustion<br />
Engineering”, McGraw-Hill, Singapore,Brunner.<br />
Calvin R. 1994. Hazardous Waste Incineration. 2 nd<br />
Ed.. McGraw-Hill International Edition.<br />
Buku Pegangan Manajer Pengendalian Pencemaran<br />
Udara. Badan Pengendalian Lingkungan hidup<br />
Daerah Provinsi Jawa Barat<br />
CEPI. 2009. Transport Carbon Footprint – Assesment<br />
<strong>Guideline</strong>s. Brussels<br />
CEPI. 2007. Europian <strong>Paper</strong> Industry Develops Carbon<br />
Footprint Framework <strong>for</strong> <strong>Paper</strong> and Board. Bussels.<br />
Cici. Mehmet . 1968. Energy Consumption and Air Pollution<br />
in the manufacture of <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong>. Erc.Univ. Fen<br />
Bil. Derg.. 4. 1-2. 646 – 656.<br />
DoE. 2005. Energy and Environmental Profile of the US<br />
<strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry. US Department of Energy.<br />
Elizabeth C.P.. paul N. C. 1981. Biogas production and<br />
utilization. Ann Arbor Science publishers Inc.<br />
Eriksson. E. Striple, H., Karlsson, P.E., 2009. Executive<br />
Summary <strong>for</strong> Billerud Carbon Footprint, Svenska<br />
Miljoinstitutet, Stockholm.<br />
Gavrilescu, D. 2008. “Energy from Biomass in <strong>Pulp</strong> and<br />
<strong>Paper</strong>” Environmental Engineering and Management<br />
Page 114 of 132
Journal, September/October 2008, Vol.7.No.5, 537-<br />
546.<br />
Gielen,D; Tam,C. 2006. “ Energy Use, <strong>Tech</strong>nologies and<br />
CO2 Emission in the <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Industry”<br />
WBCSD, IEA, Paris, 9 October 2006.<br />
Green, R.P., and G. Hough, 1992,. “Chemical Recovery in<br />
The Alkaline <strong>Pulp</strong>ing Processes”, Third edition, Tappi<br />
Press, Atlanta,<br />
Hayashi, D., Krey, M., CO2 .2005. Emission Reduction<br />
Potential of Large Scale Efficiency Energy Measures<br />
in Heavy Industry in China, India, Brazil, Indonesia,<br />
and South Africa, HWWI Research <strong>Paper</strong> No. 6,<br />
Hamburg.<br />
Johan Gullichsen, Hannu Paulapuro., 1998.,<br />
“<strong>Paper</strong>making Science and <strong>Tech</strong>nology”, Published<br />
in cooperation with the Finnish <strong>Paper</strong> Engineers'<br />
Association and TAPPI, Helsinki<br />
Kilponen, L., P. Ahtila., J. Parpala., Matti Pihko., 2000,.<br />
“Improvement of <strong>Pulp</strong> Mill Energy Efficiency in An<br />
Integrated <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Mill”, Publication of the<br />
Laboratory of Energy Economics and Power Plant<br />
Engineering, Helsinki University of <strong>Tech</strong>nology.<br />
Kocurek, M.J., 1989., “<strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Manufacture, Vol. 5:<br />
Alkaline <strong>Pulp</strong>ing”, Joint Textbook Committee of The<br />
<strong>Paper</strong> Industry.<br />
Kramer K.J., et al, 2009. Energy Efficiency Improvement<br />
and Cost Saving Opportunities <strong>for</strong> the <strong>Pulp</strong> and<br />
<strong>Paper</strong> Industry, Berkeley Lab University of Cali<strong>for</strong>nia,<br />
Berkeley.<br />
Kraristya. 2004. Teknologi digester.<br />
kharistya.wordpress.com<br />
Lawrence, E.O., 2009., “Energy efficiency Improvement<br />
and Cost Saving opportunities <strong>for</strong> the <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong><br />
Page 115 of 132
Industry”, Environmental Energy <strong>Tech</strong>nologies<br />
Division, US Environmental Protection Agency.<br />
Miner, R., Garcia, J.P. 2007. The Greenhouse Gas and<br />
Carbon Profile of the Global Forest Products<br />
Industry, NCASI Special Report No. 07-02.<br />
NCASI-IFC, 2009. A Calculation Tool <strong>for</strong> Characterizing the<br />
Emission from the Forest Products Value Chain,<br />
Including Forest Carbon.<br />
NCASI, 2005. Calculation Tools <strong>for</strong> Estimating Greenhouse<br />
Gas Emission from <strong>Pulp</strong> and paper Mills. Research<br />
Triangle Park.NC.USA.<br />
Noel de Nevers. 2000. Air Pollution Control Engineering,<br />
2 nd Ed., McGraw-Hill International Edition.<br />
Ohman, F., H. Theliander., 2007., Filtration Preperties of<br />
Lignin Precipitated from Black Liquor, Tappi Journal,<br />
Vol. 6 No. 7.<br />
Paramsothy, 2004. Optimizing Hydrolysis/Acidogenesis<br />
Anaerobic Reactor With TheApplication of Microbial<br />
Reaction Kinetic. University of Peradeniya. Tropical<br />
Agricultural Research Vol 16: 327-338.<br />
Ray, B.K., Reddy, B.S., 2008. Understanding Industrial<br />
Energy Use, Indira Gandhi Institute, Mumbai.<br />
Smith. A., et al. 2001. Waste Management Options and<br />
Climate Change. AEA <strong>Tech</strong>nology. Abingdon.<br />
Smook, G.A., “Handbook <strong>for</strong> <strong>Pulp</strong> dan <strong>Paper</strong><br />
<strong>Tech</strong>nologists”, Joint Textbook Committee of the<br />
<strong>Paper</strong> Industry.<br />
Springer, Allan. 1993., Pollution Control <strong>for</strong> <strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong><br />
Industry, McGraw-Hill International Edition.<br />
Stultz, S.C., and J.B. Kitto., 2000., “Steam / Its Generation<br />
and Use”, The Babcock & Wilcox Company.<br />
Page 116 of 132
Thomas. 2003.. Anaerobic Digester Methane to Energy.<br />
Focus On energy. Mc mahon Associates.Inc.<br />
Wisconsin. Hal 4-6.<br />
Tomas, R.A. 2009. “ Allocation of GHG Emission in a<br />
<strong>Paper</strong> Mill an Application Tool to Reduce Emission”<br />
Universitat de Girona, ISBN: 978-84-692-5159-1<br />
Tomas, R.A., 2009. Allocation of GHG Emission in a <strong>Paper</strong><br />
Mill – An Appliction Tools to Reduce Emission,<br />
Universitat de Girona.<br />
Udgata, T.,2005. “Global Warming and <strong>Paper</strong> Industries<br />
Roles”, W&F Snippet, Vol.9 Issue 7.<br />
Upton, B.H., 2001. <strong>Tech</strong>nologies <strong>for</strong> Reducing<br />
Carbondioxide Emission: A Resource Manual <strong>for</strong><br />
<strong>Pulp</strong>,<strong>Paper</strong>, and Products Manufacturers, NCASI<br />
Special Report No. 01-05.<br />
US EPA 2008. Climate Leaders Greenhouse Gas Inventory<br />
Protocol Offset Project Methology <strong>for</strong> landfill methane<br />
collection and combustion. Climate Protection<br />
Partnerships Division. Tersedia pada<br />
http:/www.epa.gov/climateleaders/resources/optionalmodule.html<br />
Valzano. F; Jackson M., Campbell A.; 2001. Greenhouse<br />
Gas Emission from Composting facilities. ROU. The<br />
University of New South Wales. Australia.<br />
Wintoko, J., H. Theliander, T. Richards., 2007.,<br />
“Experimental Investigation of Black Liquor Pyrolysis<br />
using Single Droplet TGA”, Tappi Journal, Vol. 6 No.<br />
5.<br />
Worrell, E.; Martin, N. 200. “Opportunities to Improve<br />
Energy efficiency in the U.S. pulp and <strong>Paper</strong> Industry”<br />
Ernest Orlando Lawrence, Berkely National<br />
Laboratory<br />
Page 117 of 132
_____EPA, 2010. “Available and Emerging <strong>Tech</strong>nologies<br />
<strong>for</strong> Reducing Greenhouse Gas Emission from the<br />
<strong>Pulp</strong> and <strong>Paper</strong> Manufacturing Industry” October<br />
2010<br />
_____ Integated Pollution Prevention and Control (IPPC)-<br />
<strong>Tech</strong>niques in the pulp and paper industry., 2010.,<br />
Europeun Commision-Directorate General TRC- Joint<br />
Reseach Centre. Spain.<br />
_____ 2010, IPPC, Best Available <strong>Tech</strong>niques in the <strong>Pulp</strong><br />
and <strong>Paper</strong> Industry. European Commision Integrated<br />
Pollution Prevention and Control (IPPC). Directorate<br />
General JRC, Joint Research Center, Spanyol, Spain.<br />
Page 118 of 132
No<br />
Company<br />
Name<br />
Mill Site<br />
APPENDIX 1<br />
DISTRIBUTION OF INDONESIAN PULP AND PAPER INDUSTRIES 2009<br />
National Production Capacity<br />
Product<br />
Grades<br />
6.607.200<br />
Java<br />
Ton / year<br />
11.398.200 Ton/year<br />
29782.200<br />
4.266.000<br />
Sumatera<br />
Ton / year<br />
Kalimantan<br />
52.500<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten<br />
34.69%<br />
Ja-Teng<br />
2,13%<br />
Ja-Tim<br />
21,14%<br />
Sum-Ut Ton / Thn Riau<br />
3,68% 20,62%<br />
Jambi<br />
9,18%<br />
Sum-Sel<br />
3,95%<br />
Kal-Tim<br />
4,61<br />
1<br />
Adiprima<br />
Suraprinta<br />
Gresik<br />
Newsprint<br />
--- --- 150.000 --- --- --- --- ---<br />
2 Asia <strong>Paper</strong> Mills Tangerang<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
157.500 --- --- --- --- --- --- ---<br />
3 Aspex Kumbong<br />
Cileungsi-<br />
Bogor<br />
Newsprint<br />
430.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
4<br />
Kertas Basuki<br />
Rachmat<br />
Banyuwangi Printing<br />
--- --- 13.700 --- --- --- --- ---<br />
5<br />
Kertas Bekasi<br />
Teguh<br />
Bekasi<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
150.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
6 Kertas Blabak Magelang<br />
Printing<br />
Medium<br />
--- 54.800 --- --- --- --- --- ---<br />
7 Bukir Muria Jaya Karawang Cigarette 5.500 --- --- --- --- --- --- ---<br />
8 Cipta <strong>Paper</strong>ia Serang<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
72.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
Page 119 of 132
CONTINUE<br />
No Company Name Mill Site<br />
9 Ekamas Fortuna Malang<br />
10<br />
11<br />
12<br />
13<br />
14<br />
15<br />
16<br />
Esa Kertas<br />
Nusantara<br />
Fajar Surya<br />
Wisesa<br />
Graha Cemerlang<br />
<strong>Paper</strong> Utama<br />
Gunung Jaya<br />
Agung<br />
Indo <strong>Paper</strong><br />
Primajaya<br />
Indah Kiat <strong>Pulp</strong> &<br />
<strong>Paper</strong><br />
Java <strong>Paper</strong>indo<br />
Utama Industries<br />
Karawang<br />
Cikarang<br />
Barat<br />
Karawang<br />
Tangerang<br />
Banten<br />
Tangerang<br />
Mojokerto<br />
17 Jaya Kertas Kertosono<br />
Product<br />
Grades<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Coated<br />
paper<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Duplex<br />
Tissue<br />
Printing<br />
Tissue<br />
Tissue<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Printing<br />
Printing,<br />
Carbon,<br />
MG <strong>Paper</strong><br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Tissue<br />
National Production Capacity<br />
11.398.200 Ton/year<br />
Java Sumatera Kalimantan<br />
6.607.200 Ton / year 29782.200<br />
4.266.000 Ton / year 52.500<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten<br />
34.69%<br />
Ja-Teng<br />
2,13%<br />
Ja-Tim<br />
21,14%<br />
Sum-Ut Ton / Thn Riau<br />
3,68% 20,62%<br />
Jambi<br />
9,18%<br />
Sum-Sel<br />
3,95%<br />
Kal-Tim<br />
4,61<br />
--- --- 156.000 --- --- --- --- ---<br />
156.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
700.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
40.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
36.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
49.500 --- --- --- --- --- --- ---<br />
106.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
--- --- 82.500 --- --- --- --- ---<br />
--- --- 150.000 --- --- --- --- ---<br />
Page 120 of 132
CONTINUE<br />
No Company Name Mill Site<br />
18 Kertas Nusantara<br />
Berau,<br />
Kalimatan<br />
Timur<br />
19 Kertas Leces Probolinggo<br />
20<br />
Lispap Raya<br />
Sentosa<br />
Banten<br />
21 Lontar Papyrus Jambi<br />
21<br />
Kertas Noree<br />
Indonesia<br />
Bekasi<br />
22 Niki Tunggal Lumajang<br />
23 Kertas<br />
Padalarang<br />
Padalarang<br />
24 Pakerin Mojokerto<br />
Product<br />
Grades<br />
<strong>Pulp</strong><br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Printing<br />
Newsprint<br />
Tissue<br />
<strong>Pulp</strong><br />
Tissue<br />
Printing<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
Board<br />
Joss<br />
<strong>Paper</strong><br />
Printing<br />
Security<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
National Production Capacity<br />
11.398.200 Ton/year<br />
Java Sumatera Kalimantan<br />
6.607.200 Ton / year 29782.200<br />
4.266.000 Ton / year 52.500<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten<br />
34.69%<br />
Ja-Teng<br />
2,13%<br />
Ja-Tim<br />
21,14%<br />
Sum-Ut Ton / Thn Riau<br />
3,68% 20,62%<br />
Jambi<br />
9,18%<br />
Sum-Sel<br />
3,95%<br />
Kal-Tim<br />
4,61<br />
--- --- --- --- --- --- --- 525.000<br />
--- --- 195.000 --- --- --- --- ---<br />
7.200 --- --- --- --- --- --- ---<br />
--- --- --- --- ---<br />
701.000<br />
345.000<br />
--- ---<br />
145.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
--- --- 3.600 --- --- --- --- ---<br />
7.900 --- --- --- --- --- --- ---<br />
--- --- 700.000 --- --- --- --- ---<br />
Page 121 of 132
CONTINUE<br />
No Company Name Mill Site<br />
Product<br />
Grades<br />
National Production Capacity<br />
11.398.200 Ton/year<br />
Java Sumatera Kalimantan<br />
6.607.200 Ton / year 29782.200<br />
4.266.000 Ton / year 52.500<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten<br />
34.69%<br />
Ja-Teng<br />
2,13%<br />
Ja-Tim<br />
21,14%<br />
Sum-Ut Ton / Thn Riau<br />
3,68% 20,62%<br />
Jambi<br />
9,18%<br />
Sum-Sel<br />
3,95%<br />
Kal-Tim<br />
4,61<br />
25<br />
Panca Usahatama<br />
Paramita<br />
Tangerang<br />
Tissue<br />
MG <strong>Paper</strong><br />
7.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
26 <strong>Paper</strong>tech<br />
Indonesia<br />
Subang<br />
Board<br />
60.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
27 Papyrus Sakti Bandung Duplex 150.500 --- --- --- --- --- --- ---<br />
28 Parisindo Pratama Bogor<br />
Printing<br />
Specialty<br />
24.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
29 PDM Indonesia Medan Cigarette<br />
Kraft Liner<br />
--- --- 9000 --- --- --- ---<br />
30 Pelita Cengkareng Tangerang Medium<br />
Duplex<br />
157.800 --- --- --- --- --- --- ---<br />
31<br />
Pindo Deli<br />
<strong>Pulp</strong>&<strong>Paper</strong> Mills<br />
Karawang<br />
Printing<br />
Kraft Liner<br />
1.465.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
32 Pura Barutama Kudus Medium<br />
Security<br />
--- 93.000 --- --- --- --- --- ---<br />
33 Pura<br />
Sack<br />
Nusapersada<br />
Kudus<br />
<strong>Paper</strong><br />
Medium<br />
Board<br />
--- 62.000 --- --- --- --- --- ---<br />
Page 122 of 132
CONTINUE<br />
No Company Name Mill Site<br />
Product<br />
Grades<br />
National Production Capacity<br />
11.398.200 Ton/year<br />
Java Sumatera Kalimantan<br />
6.607.200 Ton / year 29782.200<br />
4.266.000 Ton / year 52.500<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten<br />
34.69%<br />
Ja-Teng<br />
2,13%<br />
Ja-Tim<br />
21,14%<br />
Sum-Ut Ton / Thn Riau<br />
3,68% 20,62%<br />
Jambi<br />
9,18%<br />
Sum-Sel<br />
3,95%<br />
Kal-Tim<br />
4,61<br />
34<br />
Riau Andalan<br />
Kertas<br />
Pelawan-<br />
Pekanbaru<br />
Printing<br />
--- --- --- --- 350.000 --- --- ---<br />
35<br />
Riau Andalan<br />
<strong>Pulp</strong> & Kertas<br />
Pelawan-<br />
Pekanbaru<br />
<strong>Pulp</strong><br />
--- --- --- --- 2.000.000 --- --- ---<br />
36<br />
Sarana Kemas<br />
Utama<br />
Pulogadung<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
6000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
37 Setia Kawan<br />
Tulungagun<br />
g<br />
Printing,<br />
Newsprint<br />
--- 33.000 --- --- --- --- --- ---<br />
38 Sinar Hoperindo Cileungsi<br />
MG <strong>Paper</strong><br />
Kraft<br />
8000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
39<br />
Sopanusa Tissue<br />
& Packaging<br />
Mojokerto<br />
MG <strong>Paper</strong><br />
Tissue<br />
Kraft,<br />
--- --- 48.000 --- --- --- --- ---<br />
40 Suparma Surabaya Board,<br />
Tissue<br />
--- --- 165.000 --- --- --- --- ---<br />
Surabaya Agung<br />
Printing<br />
41 Industri <strong>Pulp</strong> &<br />
Kertas<br />
Gresik Boards --- --- 486.800 --- --- --- --- ---<br />
42 Surabaya<br />
Mekabox<br />
Gresik<br />
Kraft Liner<br />
Medium<br />
--- --- 85.200 --- --- --- --- ---<br />
43 Surya Pamenang Kediri<br />
Board<br />
Art <strong>Paper</strong><br />
--- --- 150.000 --- --- --- --- ---<br />
44 Surya Zig Zag Kediri Cigarette --- --- 24.000 --- --- --- --- ---<br />
Page 123 of 132
CONTINUE<br />
No Company Name Mill Site<br />
45<br />
Tanjung Enim<br />
Lestari <strong>Pulp</strong> &<br />
Kertas<br />
Muara Enim<br />
46 Toba <strong>Pulp</strong> Lestari Toba<br />
Samosir<br />
47 Kertas Tjiwi Kimia Mojokerto<br />
48 Unipa Daya Tangerang<br />
Source : APKI Directory 2009<br />
Production<br />
Grade<br />
<strong>Pulp</strong><br />
Dissolving<br />
<strong>Pulp</strong><br />
Kerkas<br />
Cetak<br />
Kraft<br />
Lainer<br />
Medium<br />
National Production Capacity<br />
11.398.200 Ton/year<br />
Java Sumatera Kalimantan<br />
6.607.200 Ton /year 29782.200<br />
4.266.000 Ton / year 52.500<br />
Ton/year<br />
57,96% 37,43% 4,61%<br />
Ja-Bar-Banten<br />
34.69%<br />
Ja-Teng<br />
2,13%<br />
Ja-Tim<br />
21,14%<br />
Sum-Ut Ton / Thn Riau<br />
3,68% 20,62%<br />
Jambi<br />
9,18%<br />
Sum-Sel<br />
3,95%<br />
Kal-Tim<br />
4,61<br />
--- --- --- --- --- --- 450.000 ---<br />
--- --- --- 420.000 --- --- --- ---<br />
--- --- 1.134.000 --- --- --- --- ---<br />
15.000 --- --- --- --- --- --- ---<br />
Page 124 of 132
APPENDIX 2<br />
PAPER CONSUMPTION IN VARIOUS COUNTRIES<br />
Country<br />
Consumption per capita (kg)<br />
Consumption<br />
Page 125 of 132<br />
1 Country-Based<br />
(1000 t)<br />
1995 2007 1995 2007<br />
Austria 192 268 1550 2196<br />
Belgium 237 375 2 2663 2 4089<br />
Cyprus NA 132 NA 105<br />
Czechoslovakia NA 159 NA 1622<br />
Denmark 214 229 1134 1256<br />
Finland 175 369 896 1933<br />
French 164 144 9631 8754<br />
Germany 194 254 15821 20873<br />
Greece 82 108 857 1157<br />
Hungary NA 97 NA 967<br />
Ireland 102 115 361 476<br />
Italia 140 205 8076 11894<br />
Latvia NA 87 NA 195<br />
Lithuania NA 50 NA 180
APPENDIX 2 (continuation)<br />
Consumption per capita (kg) Consumption<br />
Country<br />
1 Country-Based<br />
1995 2007 (1000 t)<br />
Luxemburg 168 375 2 See Belgium See Belgium<br />
Nederland 201 210 3120 3502<br />
Norway 176 188 756 874<br />
Malta NA 84 NA 34<br />
Poland NA 109 NA 4209<br />
Portugal 82 120 802 1277<br />
Slovakia NA 91 NA 496<br />
Slovenia NA 210 NA 421<br />
Spain 129 190 5147 7708<br />
Sweden 210 256 1857 2314<br />
UK<br />
Non Europe Countries<br />
194 200 11288 12157<br />
USA 332 288 87409 87496<br />
China 22 55 26499 72900<br />
Indonesia 14 25 NA 5985<br />
Japan 239 246 30018 31255<br />
Page 126 of 132
APPENDIX 2 (continuation)<br />
Country Consumption per capita (kg) Consumption 1 Country-Based<br />
1995 2007 (1000 t)<br />
Brazil 35 42 5433 8091<br />
Egypt 9 NA NA NA<br />
Total<br />
Notes:<br />
49 59 276231 391799<br />
When „NA‟ reveals <strong>for</strong> EU-27 missing countries, not available in<strong>for</strong>mation or in<strong>for</strong>mation is not given due to competition<br />
rule<br />
Source: [255, VDP 2009], [256, VDP 1997]<br />
1<br />
Consumption = production + Import – Export<br />
2<br />
For Belgium and Luxemburg just that value available<br />
Page 127 of 132
APPENDIX 3<br />
SPECIFIC ENERGY CONSUMPTION FOR PULP AND PAPER INDUSTRY<br />
Energy Consumption Range Source of data<br />
<strong>Paper</strong> Grades<br />
Unit From Up to<br />
(Number of<br />
Industry)<br />
Kraft pulp Non-Integrated Electricity (kWh/t) 700 800 (<br />
Heat (kWh/t) 3800 5100<br />
1 ) (5 industry)<br />
Uncoated wood-containing Electricity (kWh/t) 1200 1400 (<br />
paper – integrated<br />
Heat (kWh/t) 1000 1600<br />
2 )(1 Industry)<br />
( 4 ) (2 Industry)<br />
Coated wood-containing paper – Electricity (kWh/t) 1200 2100 (<br />
integrated<br />
Heat (kWh/t) 1300 1800<br />
2 ) (2 Industry)<br />
( 3 ) (8 Industry)<br />
( 4 ) (3 Industry)<br />
Uncoated wood-free paper – Electricity (kWh/t) 600 800 (<br />
integrated<br />
Heat (kWh/t) 1200 2100<br />
2 )(1 Industry)<br />
( 3 ) (1 Industry)<br />
Coated wood-free paper - Electricity (kWh/t) 600 1000 (<br />
integrated<br />
Heat (kWh/t) 1200 2100<br />
3 )(5 Industry)<br />
( 4 ) (2 Industry)<br />
Page 128 of 132
<strong>Paper</strong> Grades<br />
APPENDIX 3<br />
Energy Consumption Range Source of data<br />
Unit Unit Unit<br />
(Number of<br />
Industry)<br />
Recycled <strong>Paper</strong> Packaging<br />
Without Deinking<br />
Recycled Printing <strong>Paper</strong> Without<br />
Deinking<br />
Recycled Board With Deinking<br />
Tissue Non-Integrated (Without<br />
through-air-drying)<br />
Recycled Tissue (Without<br />
through-air-drying)<br />
Wood-free specialty paper<br />
Electricity (kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
Electricity (kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
Electricity (kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
Electricity (kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
Electricity (kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
Electricity (kWh/t)<br />
Heat (kWh/t)<br />
300<br />
1100<br />
900<br />
1000<br />
400<br />
1000<br />
900<br />
1900<br />
800<br />
1900<br />
600<br />
1600<br />
700<br />
1800<br />
1400<br />
1600<br />
700<br />
2700<br />
1200<br />
2300<br />
2000<br />
2800<br />
3000<br />
4500<br />
( 2 )(1 Industry)<br />
( 3 )(11 Industry)<br />
( 4 ) (7 Industry)<br />
( 2 )(1 Industry)<br />
( 3 )(7 Industry)<br />
( 4 ) (4 Industry)<br />
( 2 )(1 Industry)<br />
( 3 )(4 Industry)<br />
( 4 ) (5 Industry)<br />
( 2 )(2 Industry)<br />
( 3 ) (4 Industry)<br />
( 2 )(1 Industry)<br />
( 4 ) (3 Industry)<br />
( 2 )(3 Industry)<br />
( 3 ) (3 Industry)<br />
Page 129 of 132
Source : all data taken from [249, Blum et al. 2007]:<br />
(1) Swedish EPA, statistical data of Swedish Kraft pulp mills, 2005<br />
(2) PTS, Examination studies: Energy optimization in European mills (not published), Munich 2004 to 2007<br />
(3) PTS, Internal data collection of German pulp and paper mills (not published), Munich 2004 to 2006<br />
(4) Institution <strong>for</strong> <strong>Paper</strong> Science and <strong>Tech</strong>nology GmBh, Questionnaire based survey (not published)<br />
Darmstadt, 2007<br />
Page 130 of 132
APPENDIX 4<br />
ENERGY CONSUMPTION FOR UTILITY IN THE MILL GENERALLY<br />
Energy<br />
Process/Activities<br />
Consumption<br />
(kWh/t)<br />
Description<br />
Biological Effluent Treatment<br />
Using pump, agitator, and aeration.<br />
Mechanical + aerobic<br />
4 – 8 Biogas product and utilization not<br />
Mechanical + aerobic/anaerobic (biogas<br />
5 – 10 considered.<br />
not considered)<br />
Energy balance by using biogas (waste<br />
Mechanical + aerobic/anaerobic (biogas Surplus 20 – 15 water treatment of recycled fiber industry<br />
considered)<br />
produce around 25 kWh/t)<br />
Raw Water Treatment 2 – 5 Using raw water pump and preparation<br />
Pressurized Air 20 – 30 Using compressor and air-dryer<br />
Work Transportation<br />
1 – 2 Using Forklift and Industrial Truck<br />
Finishing (Without packaging)<br />
10 – 40 Using rewinder, broke pulping, including<br />
packaging line<br />
Administration NA ( 1 (1) NA : Not Available<br />
) Not Considered (<strong>for</strong> office, canteen, etc.)<br />
Source : PTS, Examination studies: Energy optimization in European mills (not published), Munich 2004 to 2007<br />
unpublished from [249, Blum et al. 2007]<br />
Page 131 of 132
APENDIX 4<br />
GHG EMISSION FROM VARIOUS COUNTRIES<br />
No. Country<br />
MtCO2<br />
equivalent<br />
% from World<br />
GHG<br />
1. USA 6928 20,6<br />
2. China 4938 14,7<br />
3. EU-25 4725 14<br />
4. Russia 1915 5,7<br />
5. India 1884 5,6<br />
6. Japan 1317 3.9<br />
7. Germany 1009 3<br />
8. Brazil 851 2,5<br />
9. Canada 680 2<br />
10. UK 654 1,9<br />
11. Italy 531 1,6<br />
12. South Korea 521 1,5<br />
13. French 513 1,5<br />
14. Mexico 512 1,5<br />
15. Indonesia 503 1,5<br />
16. Australia 491 1,5<br />
17. Ukraine 482 1,4<br />
18. Iran 480 1,4<br />
19. South Africa 417 1,2<br />
20. Spain 381 1,1<br />
21. Poland 381 1,1<br />
22. Turk 355 1.1<br />
23. Arab Saudi 341 1<br />
24. Argentina 289 0,9<br />
25. Pakistan 285 0,8<br />
Top 25 27915 83<br />
Rest of World 5751 17<br />
Developed Countries 17355 52<br />
Developing Countries 16310 48<br />
Notes: Data year 2000. Total emission not included fuel and the<br />
changing of land and <strong>for</strong>est usage<br />
Page 132 of 132