Desain washer—vacuum drum, pressure diffuser, dan wash press—menentukan berapa banyak black liquor yang terbawa ke bleach plant. Efisiensi tinggi memangkas konsumsi kimia dan beban lingkungan, dengan kontrol foam sebagai pengungkit kunci.
“Semakin baik cuci pulp, semakin sedikit bleaching, dan semakin kecil effluent,” terang sebuah ulasan industri pulpandpapercanada.com. Data lapangan dan studi terkini menunjukkan taruhannya besar: mengganti washer dan menstabilkan foam bisa memangkas konsumsi alkali 37–44%, menurunkan COD hingga 75%, serta menekan BOD 46%—seraya menurunkan lignin residu dari ~39 g/t ke ~13 g/t (researchgate.net; bioresources.cnr.ncsu.edu).
Brown‑stock washing (pencucian pulp cokelat pasca‑digester) bertujuan mengekstrak black liquor yang kaustik dan kaya lignin sebelum bleaching. Kegagalan di tahap ini terbukti menyumbang lebih dari 34% COD (Chemical Oxygen Demand, indikator beban oksidasi) di effluent bleach plant (bioresources.cnr.ncsu.edu). Tak heran, pabrik modern mengejar pencucian multi‑stage counter‑current (3–5 stage) untuk menghilangkan >95% bahan kimia, menyisakan hanya beberapa ratus ppm (parts per million) alkali/lignin menjelang bleaching (mdpi.com; elkem.com).
Desain washer dan parameter operasi
Di lini brown‑stock, tiga keluarga alat mendominasi: vacuum filters, pressure diffusers, dan displacement presses. Rotary vacuum‑drum washers adalah yang paling umum (researchgate.net). Drum silindris berputar di bak tertutup, menarik cairan menembus mat pulp lewat vacuum drop leg; umpan sekitar ~1–3% konsistensi dan keluar pada ~15–18% solid kering, dengan kinerja 5–12 ton pulp per m² area drum per hari (researchgate.net). Prinsipnya dilute‑wash/displacement dengan rasio pengenceran counter‑current ~0,65–0,80 (researchgate.net).
Konsekuensinya, sistem ini butuh drop leg tinggi (30–35 ft) dan tangki filtrat besar untuk menjaga vakum (pulpandpapercanada.com). Vacuum drum umumnya bukan pilihan untuk washer pertama (keluar digester) karena temperatur tinggi bisa mem‑flash filtrat (pulpandpapercanada.com). Desain baru—misalnya Andritz “Maxton deck”—menurunkan pressure drop dan meningkatkan drainability, terbukti menaikkan konsistensi discharge dan efisiensi washing yang “menerjemahkan ke lower operating costs” (pulpandpapercanada.com; pulpandpapercanada.com).
Baca juga:
Mengapa Sterilizer Horizontal & Kontrol Otomatis PLC/SCADA Jadi Pilihan Utama di Pabrik Kelapa Sawit
Pressure diffuser tertutup dan waktu tinggal panjang
Di banyak lini modern, washer pertama pasca kraft digester ialah pressure (diffuser) washer—vessel tertutup yang mem‑pressurize pulp dengan fresh wash liquor. Perangkat ini tipikal beroperasi pada beda tekanan ~1,5–2,0 kg/cm² (researchgate.net), dengan waktu tinggal panjang 90–120 menit pada suhu tinggi yang meningkatkan pelarutan lignin dan efisiensi washing (researchgate.net). Karena bertekanan, diffuser aman memakai wash >100 °C dan, berkat desain tertutup, “no gas emissions or spills” (pulpandpapercanada.com).
Produsen menegaskan manfaatnya: Valmet menyebut pressure diffuser‑nya “very efficient pulp washing, closed design and reliable operation” (valmet.com). Catatan penting: diffuser butuh konsistensi umpan lebih tinggi (~9–10% solids) dengan thickening di hulu, lazimnya hanya dipakai pada satu‑dua stage awal; discharge‑nya cenderung lebih basah, sehingga sering diikuti press atau vacuum stage (pulpandpapercanada.com; valmet.com).
Wash press dan penghalang air ke bleach plant
Displacement/wash presses—twin‑wire atau roll press—menggabungkan tekanan mekanis dan shower bertahap untuk “memeras” liquor dari mat pulp. Unit ini menghasilkan discharge sangat tinggi (sering 20–30% solids), efektif sebagai stage akhir (pulpandpapercanada.com). Metso’s TwinRoll press, misalnya, dipasarkan untuk throughput hingga 3.000 ADT (air‑dry tons, ton kering‑udara) per hari pada satu mesin (pulpandpapercanada.com). Tekanan tinggi menciptakan “good water barrier” antara washing dan bleach plant, sehingga jauh lebih sedikit air resirkulasi diperlukan untuk kebersihan setara (pulpandpapercanada.com).
Trade‑off‑nya: wash press butuh umpan relatif kering (viskositas liquor rendah), sehingga biasanya dipasang setelah oxygen‑delignification (tahap pengurangan lignin dengan oksigen) atau di bleach plant, bukan tepat setelah digester (pulpandpapercanada.com). Untuk operasi efisien, sekitar 4% feed consistency diperlukan (pulpandpapercanada.com). Desain pressure‑drum baru (kompaksi/displacement drum) juga mengimpregnasi pulp pada tekanan moderat—memberi konsistensi dan efisiensi lebih tinggi dari vacuum tradisional, dengan konsekuensi kapital/maintenance lebih besar (researchgate.net).
Baca juga:
Kondensat Sterilizer Sawit: Limbah Panas yang Bisa Diubah Jadi CPO dan Penghematan Energi
Dampak efisiensi washing pada kimia dan lingkungan
Carryover black liquor ke bleach plant menaikkan konsumsi kimia dan emisi. Studi pabrik menemukan sisa black liquor pada pulp bleaching menyumbang >34% COD di effluent bleach plant—beban organik raksasa dari pulp yang kurang tercuci (bioresources.cnr.ncsu.edu). Ulasan industri menegaskan: “the better you can wash [pulp], the less you have to bleach it, and the less bleach you use, the less effluent there is” (pulpandpapercanada.com).
Secara konkret, menaikkan performa washing berarti hingga ~40% lebih sedikit pemakaian bahan kimia bleaching. Di studi pilot, mengganti rotary drum dengan high‑pressure press setelah initial chlorine dioxide D₀ stage (tahap awal dengan klorin dioksida) memangkas kebutuhan alkali (NaOH) lanjutan ~37–44% (researchgate.net). Pemasok kimia juga melaporkan bahwa perbaikan defoaming/washing “improve pulp quality and reduce the amount of bleaching chemicals” (wacker.com).
Dari sisi lingkungan, mengoperasikan washer pada konsistensi lebih tinggi memotong beban limbah secara drastis: pada unit yang sama, 35% vs 15% konsistensi mengurangi COD effluent 75% dan BOD (Biochemical Oxygen Demand) 46%, sekaligus menurunkan lignin residu di effluent dari ~39 g/t ke ~13 g/t (bioresources.cnr.ncsu.edu). Konsultan proses menambahkan, optimasi washing—termasuk kontrol foam—berdampak “lowering bleaching costs and soda losses” sambil menghemat energi dan air (buckman.com). Ringkasnya, staging multi‑stage counter‑current (3–5 stage), rasio pengenceran yang tepat, dan perawatan alat menjaga target >95% removal tercapai; imbal baliknya berupa yield/brilliance pulp yang lebih baik dan beban lebih ringan pada sistem recovery/effluent (mdpi.com; elkem.com). Contoh peralatan industri—rotary filter dan jaringan pipa—menunjukkan bagaimana desain multi‑stage counter‑current meminimalkan entrainment black liquor di pulp yang telah dicuci (researchgate.net; pulpandpapercanada.com).
Kendali foam dengan defoamer
Brown‑stock washing rawan foam berat akibat udara terjebak dan surfactants (sabun dan fragmen lignin) dalam black liquor. Foam memicu overflow, vakum tidak stabil, drainase buruk (exit consistency turun), bahkan mengentrap greywater ke serat—semuanya merusak efisiensi pemisahan padat‑cair. Karena itu, pabrik menambahkan defoamer/antifoam kimia di titik strategis (elkem.com; ywlchemical.com). Formulasi silikon berbasis emulsi umum dipakai karena aktivitas tinggi, stabil terhadap suhu, dan tahan alkali (elkem.com). Dosis polimer silikon kecil pada wash showers bisa mempercepat dewatering, mencegah film foam, dan memperbaiki drainase—yang pada akhirnya menurunkan pemakaian bahan kimia bleaching dan konsumsi energi (wacker.com).
Rentang dosis tipikal rendah: 0,1–4 lb per ton pulp (~50–2000 g per tonne) (patents.google.com). Aplikasi lazim di shower header atau antar‑stage (ywlchemical.com). Untuk pengendalian foam terukur, sistem dosis kimia presisi seperti dosing pump relevan saat injeksi ke shower header. Dengan foam terkendali, washer dapat beroperasi pada vakum/tekanan lebih tinggi dan waktu tinggal lebih pendek; vendor mengaitkannya langsung dengan efisiensi—lebih sedikit deposit dan “speed up production rate” berkat foam yang lebih rendah (elkem.com).
Perspektif ROI juga bergeser: bukan sekadar “menekan foam” lebih murah, melainkan memperbaiki drainase dan exit consistency—“break the foam cycle” sehingga sistem terkontrol memakai air wash lebih sedikit dan mengurangi beban evaporator (buckman.com; buckman.com). Banyak defoamer modern diformulasi tahan pH kaustik (~13) dan 80–90 °C (ywlchemical.com; elkem.com). Produk antifoam industri seperti antifoam digunakan untuk menekan pembentukan foam dan membantu stabilitas operasi.
Baca juga:
Catatan operasi vacuum drum yang krusial
Meski jamak, rotary vacuum drum membawa batasan yang harus diantisipasi: kebutuhan drop leg 30–35 ft dan tangki filtrat besar untuk mempertahankan vakum (pulpandpapercanada.com), serta ketidakcocokan sebagai washer pertama karena risiko flashing pada temperatur tinggi (pulpandpapercanada.com). Di sisi lain, inovasi seperti deck Andritz memangkas pressure drop dan meningkatkan drainability—meningkatkan konsistensi discharge dan efisiensi washing yang berdampak ke biaya operasi lebih rendah (pulpandpapercanada.com; pulpandpapercanada.com).
Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia
Inti pengembalian investasi
Ringkasnya, desain washer yang tepat (vacuum filter, diffuser bertekanan, atau press displacement) dan kontrol foam berbasis silikon yang andal menyatu dalam satu tujuan: meminimalkan carryover black liquor menuju bleach plant. Dampaknya terukur—pemakaian bahan kimia bleaching turun hingga ~40%, COD/BOD effluent merosot besar, dan biaya operasi ikut menurun (wacker.com; bioresources.cnr.ncsu.edu). Pada level pabrik, efisiensi washing yang konsisten berarti stabilitas proses lebih baik dari digester hingga recovery—dan jalan lebih mudah menuju standar limbah yang ketat (mdpi.com).
Sumber: literatur teknis, studi peer‑reviewed, dan catatan pemasok/konsultan, termasuk bioresources.cnr.ncsu.edu, bioresources.cnr.ncsu.edu, researchgate.net, researchgate.net, pulpandpapercanada.com, buckman.com, wacker.com, dan elkem.com.
