Panduan Pemulihan Tall Oil dan Turpentine di Pabrik Kraft: Dari Black Liquor Jadi Laba

Dalam proses Kraft (sulfate process; pemasakan serpih kayu dengan larutan alkali), black liquor (larutan sisa kehitaman kaya lignin dan organik terlarut) menyimpan dua komoditas: sabun (garam natrium dari asam resin/lemak) yang bisa diubah menjadi tall oil, dan volatil dari digester yang dikenal sebagai sulfate turpentine. Alih‑alih dibakar, keduanya dapat dipulihkan dan dimurnikan menjadi produk bernilai, sebagaimana dirangkum oleh studi dan laporan industri (researchgate.net).

Pemisahan sabun tall oil (skimming)

Setelah pencucian pulp, black liquor dikentalkan ke ~30% padatan dan sabun dipisahkan di pemisah sabun berbasis gravitasi (dekanter; pemisah dua fasa cair tak saling campur). Kondisi optimal skimming terjadi pada kadar padatan ~28–32%, ketika droplet sabun berkoalesensi dan naik ke permukaan—uji Lappeenranta University menegaskan “optimal dry solids content for soap skimming is 28–32%” (doczz.net). Dalam praktiknya, tanki klarifikasi/skim berukuran besar digunakan; sebagian pabrik menyuntikkan flocculants atau koloid alami untuk mengaglomerasi misel sabun halus dan meningkatkan pemisahan gravitasi (researchgate.net). Beberapa metode berpaten bahkan memanfaatkan ultrafiltration membranes untuk mengonsentrasikan residu sabun dan mengembalikannya ke skimmer—di sini, modul UF seperti ultrafiltration lazim dijadikan referensi proses.

Baca juga: 

Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air

Acidulation dan komposisi CTO

Sabun yang terkumpul kemudian diacidulate (pengasaman sabun) dengan H₂SO₄ guna mengonversi RCOO–Na⁺ menjadi asam lemak/resin bebas (reaksi: RCOONa + H₃O⁺ → RCOOH + Na⁺ + H₂O), menghasilkan Crude Tall Oil (CTO) dan spent liquor kaya Na₂SO₄ (gypsum) serta air (researchgate.net). Jika ada kalsium, CaSO₄ dapat terbentuk dalam jumlah berarti; untuk mengurangi konsumsi H₂SO₄, beberapa proses memilih sodium sesquisulfate (researchgate.net). CTO adalah cairan gelap kental yang umumnya mengandung ~40–50% resin acids (rosin) dan ~40–50% fatty acids, dengan 5–15% unsaponifiable (komponen netral yang tidak tersabunkan) (researchgate.net; doczz.net). Satu studi menyebut kisaran ~38–53% fatty acids dan ~38–53% resin acids (researchgate.net).

Distilasi vakum dan fraksinasi

CTO dimurnikan lewat distilasi vakum (memisahkan komponen berdasar titik didih pada tekanan rendah) menjadi beberapa fraksi: heads (volatil ringan), fatty‑acid cut, distilled tall oil (DTO; campuran menengah), rosin (resin acids kemurnian tinggi), dan pitch (residu berat) (studylib.net). Fraksi heads kerap berisi hidrokarbon ringan dan sisa turpentine; fatty‑acid (TOFA) menjadi bahan sabun/deterjen; rosin dipasarkan ke perekat, tinta cetak, atau sizing kertas; pitch digunakan sebagai bahan bakar atau diolah lanjut (mis. ke sterols). Kendali mutu (density, acid number) dan multi‑tahap (kolom, kondenser, dekanter) menjamin kemurnian; potongan heads kecil juga dapat didistilasi ulang untuk memulihkan terpen/turpentine (studylib.net).

baca juga: Media Filtrasi : Sand Filter, Carbon Filter dan Iron Filter

Pemurnian lanjutan dan opsi nilai tambah

Rosin kadang “de‑warmed” atau dihidrogenasi untuk menurunkan warna; fatty acids CTO bisa diesterifikasi atau dihidrogenasi, bahkan menjadi biodiesel melalui proses katalitik (researchgate.net). Beberapa pabrik melakukan blending atau fractional crystallization pada rosin untuk sizing kertas. Jika pasar melemah, CTO sering dipakai langsung sebagai bahan bakar boiler atau bahan baku murah (mis. pembuatan sabun) (researchgate.net).

Pemulihan turpentine dari blow‑tank

Turpentine (sulfate turpentine) berasal dari organik volatil yang lepas saat digester diblow (pelepasan tekanan). Sekitar 80–85% turpentine alami kayu menguap pada siklus blow ini (pulpandpaperonline.com). Uap relief digester diarahkan ke separator untuk menyingkirkan serat/droplet black liquor terikut, lalu ke kondenser; kondensat (campuran air–turpentine) masuk ke dekanter (pulpandpaperonline.com). Turpentine (specific gravity ~0.82–0.88) mengapung dan diskim, sementara air dan garam terlarut keluar sebagai underflow. Desain dekanter memastikan waktu tinggal memadai (mis. ~110–120°F) untuk pemisahan fasa (pulpandpaperonline.com), dan turpentine diukur ke storage di atas lapisan air yang bisa didorong oleh turpentine segar (pulpandpaperonline.com). Gas volatil tak terkondensasi (mis. CO₂, H₂S) diteruskan ke recovery boiler. Sistem ini umumnya memulihkan mayoritas (~80–85%) turpentine yang terbentuk (pulpandpaperonline.com).

Pemurnian turpentine opsional

Crude sulfate turpentine mengandung senyawa sulfur dan pitch berat. Banyak dibeli “as is” sebagai pelarut atau bahan antara, tetapi bisa dimurnikan: studi pilot menunjukkan pencucian dengan basa atau oksidator, diikuti distilasi fraksional, menurunkan sulfur/ter dan menghasilkan fraksi kaya α/β‑pinene atau dikonversi ke terpineol (bioresources.cnr.ncsu.edu). Banyak pembeli pulp‑mill menggunakan turpentine tidak dimurnikan untuk wood‑paneled varnishes, adhesives, adhesives, fragrances, dan sebagai feedstock kimia (bioresources.cnr.ncsu.edu).

Pasar tall oil dan dinamika harga

Sektor tall oil rosin bernilai ~US$1,1 miliar pada 2022 dan diproyeksikan mencapai ~US$1,4 miliar pada 2030 (CAGR ~2,8%) (globenewswire.com). Aplikasi utama termasuk perekat, tinta cetak, kompon karet, dan sizing kertas; segmen adhesives saja diperkirakan mencapai ~US$574 juta pada 2030 (globenewswire.com). Secara geografis, pasar rosin AS ~US$307 juta pada 2022 dan Tiongkok diproyeksikan tumbuh tercepat (globenewswire.com). Dorongan regulasi biofuel di UE/AS—EU RED II, CORSIA, US IRA—mengklasifikasikan tall oil sebagai feedstock “advanced” untuk HVO/renewable diesel dan SAF, mendorong permintaan (resourcewise.com). Harga FOB tall oil Amerika Utara medio 2025 berada di kisaran ~US$2.700–US$3.000 per ton (chemanalyst.com).

Yield tall oil bergantung jenis kayu; softwood sangat resinous (mis. pine) menghasilkan sekitar 30–50 kg CTO per OD tonne pulp (OD tonne: ton kering mutlak; ini kira‑kira 30–70% dari ekstraktif) (resourcewise.com). Pada harga ~US$2,7–3,0 ribu/ton, ini setara ~US$80–150 pendapatan per ton pulp. Pasokan global ketat karena hanya ~187 pabrik Kraft yang saat ini mengekstrak CTO (resourcewise.com).

Baca juga: 

Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air

Pasar turpentine dan kontribusi laba

Turpentine dari Kraft bervolume lebih kecil tetapi bernilai. Kegunaannya luas sebagai pelarut (cat, varnish, perekat) dan bahan antara kimia (mis. terpen, kamper). Harganya volatil dan spesifik wilayah: Q1 2025, turpentine AS (FOB) rata‑rata ~US$3.345/ton, Tiongkok ~US$2.020/ton, Brasil ~US$1.740/ton (chemicalindustrypricingreports.wordpress.com; chemicalindustrypricingreports.wordpress.com; chemicalindustrypricingreports.wordpress.com). Harga‑harga ini mengimplikasikan ~US$6–US$10/kg, sehingga yield yang moderat (sekitar 10–30 kg per ton pulp untuk pine tipikal) menambah ~US$60–US$300 per ton pulp, meskipun yield aktual sering lebih rendah daripada tall oil.

Dampak profitabilitas pabrik

Pemulihan tall oil dan turpentine meningkatkan bottom line dan efisiensi. Pada kapasitas >~100 kt/tahun, membangun atau meng-upgrade fasilitas tall‑oil hampir selalu menguntungkan (pulp-paperworld.com). Perhitungan industri menunjukkan payback ~1–3 tahun untuk pabrik baru dan 2–5 tahun untuk modernisasi (pulp-paperworld.com). Menyalurkan sabun ke acidulator membebaskan kapasitas recovery boiler—alih‑alih membakar sabun encer (energi jenis rendah), boiler bisa memaksimalkan pembakaran black liquor sehingga output pulp dapat meningkat (pulp-paperworld.com). Ulasan juga mencatat “menjual tall oil memberikan lebih banyak pendapatan… daripada menjual sabun apa adanya,” dan pemisahan sabun meningkatkan efisiensi keseluruhan (pulp-paperworld.com).

Implikasi untuk Indonesia dan bioekonomi

Dalam bioekonomi berkembang, termasuk Indonesia, dinamika ini serupa. Produsen besar (APP, APRIL) menghasilkan jutaan ADT (air‑dry tonnes; ton kering‑udara) pulp per tahun. Tanpa regulasi khusus tall oil sekalipun, insentif biofuel global dan pasar ekspor yang kuat membuat pemulihan by‑product ini masuk akal secara ekonomi; tall oil dan turpentine curah dari pabrik Indonesia mengikuti pola pemisahan dan pasar internasional—skimming mekanis, acidulation, dan dekanter—dengan mutu dan nilai sebanding. Secara agregat, pemulihan dan pemurnian efektif dapat menambah nilai produk “tens to hundreds of millions” untuk operasi skala besar, meningkatkan pendapatan beberapa persen dan payback dalam hitungan beberapa tahun (pulp-paperworld.com; chemanalyst.com).

baca juga: 

Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Catatan sumber dan parameter kunci

Detail teknis pemisahan sabun (28–32% solids) dan komposisi CTO dirangkum oleh doczz.net serta researchgate.net (termasuk opsi sodium sesquisulfate tautan dan kisaran komposisi 38–53% tautan). Skema distilasi vakum lima fraksi: studylib.net. Sistem pemulihan turpentine, dekanter 110–120°F, dan neraca pemisahan 80–85%: tautan 1, tautan 2, tautan 3, tautan 4. Pemurnian CST berbasis pencucian basa/oksidator dan distilasi: bioresources.cnr.ncsu.edu. Data pasar rosin global dan segmen adhesives/AS: tautan 1, tautan 2, tautan 3. Dorongan biofuel (RED II, CORSIA, IRA) dan supply/demand CTO (yield 30–50 kg/ODt; hanya ~187 pabrik mengekstrak CTO): tautan 1, tautan 2, tautan 3. Harga CTO medio 2025: chemanalyst.com. Harga turpentine Q1 2025 AS/Tiongkok/Brasil: tautan 1, tautan 2, tautan 3. Dampak profitabilitas, payback, dan kapasitas boiler: tautan 1, tautan 2, tautan 3, tautan 4.