Category Archives: INFORMASI TEKNOLOGI

Aplikasi Teknik Forging Di Bengkel Pande Besi

Pada masa kanak-kanak (SD) dulu saya sering bermain dengan Anto anak pak Yono mantri RS Jiwa Palembang. Keluarga mereka pernah memelihara sapi menggala yang berbadan besar dan tinggi. Penggembala sapinya adalah kang Slamet, adik ipar pak Yono. Tapi entah mengapa budi daya sapi menggala itu akhirnya mereka hentikan di tahun 1965. Kandang sapi yang kosong itu kemudian dibersihkan kang Slamet lalu mereka jadikan bengkel pande besi yaitu tempat pengolahan pelat dan potongan besi baja menjadi berbagai produk peralatan pertanian seperti pacul, pisau, golok, parang, arit, sekop, garpu tanah dan sebagainya.

Di bengkel pande besi itu terdapat satu unit dapur pembakaran konvensional (Furnace) yang menggunakan bahan bakar arang kayu dan batu bara. Dapur tersebut dilengkapi pula dengan alat “ubub” yaitu semacam sistem aerasi untuk meniup bara api dengan udara agar panasnya meningkat. Tersedia pula dua buah anvil besar dan kecil untuk landasan penumbuk logam membara yang akan dipipihkan. Satu buah potongan drum berisi air yang diletakkan dekat anvil fungsinya sebagai sarana quenching atau pendingin cepat. Ada pula beberapa palu godam dan palu kecil, penjepit serta kampak pemotong logam panas.

Kang Slamet sebagai kepala bengkel itu menguasai teknik forging atau penempaan besi, dia dibantu pak Soman sebagai teknisi.

forg1

Anto dan saya sering menyaksikan kesibukan mereka dalam membuat berbagai produk seperti arit, pisau, parang, linggis, cangkul dan sebagainya. Ketika bengkel pande besi itu tengah sibuk beroperasi, terdengar suara yang agak bising. Bunyi benturan benda-benda logam yaitu besi merah membara dipukul diatas anvil dengan palu godam. “Tang… ting … tang… ting !” mulai terdengar setiap pagi disaat saya selesai sarapan. Terkadang suara tersebut sengaja mereka buat main-main sehingga mirip dentingan musik. Saya tersenyum ketika mendengarnya dan merasa terpanggil untuk terus menyaksikan mereka bekerja, oleh sebab itu saya segera membasuh tangan mengakhiri sarapan pagi dan langsung berlari menuju bengkel pande besi yang berada beberapa meter dibelakang rumah kami.

forg6
https://youtu.be/-wStkQrmDU0

Disana saya berjumpa dengan para pekerja dan juga Anto. Teman sepermainanku itu ikut-ikutan mengubub dapur pembakaran baja agar batu bara tetap menyala. Diantara bara yang merah itu terselip sebilah logam baja bekas per mobil, agaknya akan mereka jadikan garpu tanah.

Anto menyapa saya : “ayo duduk sini !” katanya sambil mempersilahkan saya naik kebagian atas tempat pemompaan udara. Tempat pemompaan tersebut datar seperti meja yang tingginya satu setengah meter dari lantai tanah bengkel mereka. Relatif aman buat anak-anak seperti kami bila ingin melihat langsung dari dekat proses pembuatan garpu tanah. Sambil terus menarik-turunkan dua tuas mirip pompa sepeda raksasa itu, Anto mempersilahkan saya menikmati goreng pisang dan kopi-kopi yang tersedia disitu. Saya mengucapkan terimakasih sambil mengambil alih satu tuas pompa untuk membantu dia mengubub. Ikut-ikutan kerja pande besi menurutku lebih mengasyikkan ketimbang menyantap pisang goreng, lagi pula saya baru saja selesai sarapan pagi.

forg4

forg5“Bagus… bagus le… silahkan latihan kerja pande besi yo le !” kata kang Slamet sambil menyeka dahinya yang berkeringat. Kami berdua terus mengubub sehingga banyak pasokan udara yang masuk ruang pembakaran dan membuat plat baja itu makin merah membara. Tak lama kemudian kang Slamet menjulurkan alat mirip tang panjang lalu menjepit benda kerja dan memindahkannya diatas anvil. Kang Slamet bermaksud memotong per mobil yang telah cukup lunak terkena panas tinggi. Pak Soman meletakkan kampak pembelah ditengah-tengah benda kerja lalu mereka berdua memukulnya berkali-kali dengan palu godam hingga pelat per mobil itu terpotong menjadi dua bagian.

forg3Potongan pelat per itu ditaruh lagi diatas bara dan dipanggang selama hampir setengah jam untuk kemudian masing-masing ditumbuk berulangkali diatas anvil hingga memiliki bentuk garpu tanah. Dalam proses penumbukan baja membara atau forging seringkali terdapat serpihan-serpihan kecil bara logam yang mencelat dan mengenai tubuh mereka, namun hal itu seakan tak dirasakan.

Terkadang benda kerja itu mereka celupkan dalam air (quenching) guna meningkatkan kekerasan, terdengar suara seperti air mendidih dan keluar steam cukup banyak saat baja membara itu menyentuh permukaan air. Didasar drum air pendingin banyak terdapat serpihan yang mereka istilahkan sebagai “tae besi” atau kotoran besi. Secara ilmiah dapat kita pahami bahwa yang dimaksudkan adalah terak, yaitu oksida logam yang tak dapat dilebur lagi. Quenching atau celup cepat hanya meningkatkan sedikit kekerasan pada permukaan baja. Ketahanan dan kekerasan baja pada bagian permukaan yang tajam secara khusus dapat ditingkatkan melalui metode coating atau pelapisan dengan suatu pasta dari senyawa boron karbida (B4C) selanjutnya dipanggang dalam dapur pembakaran pada suhu tinggi. Produk pisau yang dihasilkan akan memiliki kekuatan dan ketajaman yang sangat baik. Kegiatan usaha pande besi banyak ditemukan diberbagai daerah namun untuk proses aerasi hingga saat ini sudah mulai dimodifikasi yaitu dengan menggunakan blower, selain itu juga cara penempaan sudah menggunakan mesin sehingga dapat menghemat tenaga.

forg2

Bengkel pande besi itu hanya bertahan kurang dari setahun lalu tamat riwayatnya setelah pak Yono sang mantri memboyong semua keluarganya termasuk juga kang Slamet untuk mutasi ke sebuah rumah sakit di Lampung.

Suara dentingan palu godam dan anvil dari bengkel pande besi itu sempat menyisakan pengetahuan dasar yang akhirnya berguna bagiku terutama dalam pengembangan material struktur di Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir Serpong BANTEN.[Gway]

furd

Note :
Bidang Pengembangan Teknologi IKAUT Pusat juga melayani konsultasi usaha :
1. Pengujian material (logam dan non logam)
2. Konsultasi Peleburan Aluminum foil
3. Pelatihan Teknologi Tepatguna
4. Pelatihan Karya Ilmiah Remaja

Hubungi kami di HP : 08128727937;
Silahkan gabung di face book : Kusuka Iptek.

Disain Mesin Homogenisasi Serbuk

Foto-disdikHadijaya, Alumni Prodi Pendidikan Kimia FKIP UT, UPBJJ Jakarta [HP : 08128727937]

Pendahuluan
1. Latar belakang
Pembuatan ingot logam dapat dilakukan dengan cara casting (pencairan) dan dapat pula dengan cara metalurgi serbuk. Dalam hal metalurgi serbuk, proses pembuatan logam dilakukan dengan jalan menekan serbuk logam paduan yang ditempatkan pada dies (cetakan) kemudian disinter dibawah titik cairnya. Metalurgi serbuk antara lain ditujukan bagi bahan yang tidak dapat atau sukar diproses dengan jalan mencairkan dan bagi bahan yang memerlukan pemrosesan yang lebih murah dengan kualitas yang lebih baik. Keuntungan lain pada aplikasi teknologi metalurgi serbuk misalnya dapat memperoleh paduan dengan sifat-sifat khusus sesuai yang diinginkan yang tidak mungkin diperoleh jika menggunakan teknik penuangan disamping itu dengan metalurgi serbuk dapat pula diperoleh homogenitas yang lebih baik dibandingkan homogenitas paduan yang dihasilkan dari proses casting. Permasalahan yang dihadapi dalam pembuatan logam paduan dengan metode metalurgi serbuk adalah bagaimana mendapatkan hasil homogenisasi atau pencampuran yang merata pada bahan serbuk.
Sejumlah material dalam industri logam maupun bahan struktur dalam industri elemen bakar nuklir seperti Zircaloy, Aluminium, Molibden, Grafit, Magnesium beserta paduannya sebagian besar tersedia dalam bentuk serbuk. Dalam dunia litbang pembuatan paduan khususnya, bahan serbuk biasanya dihomogenisasi terlebih dahulu dengan menggunakan suatu mesin atau alat pencampur selama selang waktu tertentu. Penting pula untuk diperhatikan bahwa kemurnian dan asal serbuk logam ikut mempengaruhi kualitas produk akhir, yaitu bentuk serbuk, ukuran, struktur partikel, distribusi dan keadaan permukaan. Pada kompaksi serbuk dan penyinteran, derajat kontak antar partikel harus dapat tercapai yaitu rongga-rongga antar partikel dan packing volume (volume pengepakan) harus lebih kecil dari massive volume (volume pejal). Rongga antar partikel diusahakan menjadi nol dengan menggunakan distribusi ukuran partikel tertentu dengan demikian derajat porositas dapat diperkecil. Distribusi ukuran partikel berhubungan pula dengan densitas ketuk serbuk, yaitu densitas semu serbuk yang diperoleh bila volume serbuk yang ada dalam suatu wadah diketuk-ketuk (digetar) selama pengisian pada kondisi tertentu. Densitas kompakan yang tinggi memerlukan densitas ketuk yang tinggi yang dapat diupayakan melalui suatu distribusi ukuran partikel tertentu dan pencampuran unsur paduan yang homogen. Menurut sifat-sifat serbuk logam, kemampuan untuk dikompaksi, besarnya tekanan, kehalusan permukaan dan kekerasan yang dihasilkan dapat berbeda-beda antara lain ditentukan pula oleh homogenisasi unsur-unsur paduan. Tingkat homogenitas yang tinggi dalam penyediaan serbuk tentu saja akan menunjang hasil kompaksi pelet yang berkualitas.
Mesin Pencampur serbuk atau mesin Homogenisasi serbuk (Hombuk) dirancang dalam bentuk kubus dengan poros yang memiliki 4 dudukan botol sampel serta dapat memproses sampai empat jenis variabel paduan secara sekaligus sehingga penyediaan bahan serbuk terhomogenisasi menjadi lebih cepat. Hasil rancangan mesin homogenisasi serbuk (Hombuk) ini dapat dimanfaatkan pula oleh unit litbang kalangan industri lain seperti industri baja maupun semen atau industri pengolahan tepung beras dan tepung ikan yang secara prinsip mengolah bahan-bahan serbuk.
2. Tujuan
Perancangan Mesin Homogenisasi Serbuk (Hombuk) dilakukan dengan tujuan untuk berbagi informasi teknologi, andaikata suatu saat laboratorium penelitian baik industri logam maupun industri bahan dasar pangan menghendaki tersedianya peralatan buatan sendiri.

Komponen-Komponen Utama

1. Motor listrik
Motor listrik adalah alat yang dapat merubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor yang dikonfigurasikan/dihubungkan dengan star-delta dapat digunakan untuk mereduksi atau menghindarkan arus start atau arus mula yang besar terutama pada motor-motor yang berdaya besar sehingga komponen-komponen yang akan dijalankan oleh motor tersebut tidak mengalami kerusakan. Bagian-bagian motor meliputi :
1. Stator, adalah bagian motor yang tidak bergerak (diam) dan terdiri dari: badan, sikat arang, inti rotor, inti kutub, sepatu kutub, plat name dan lilitan penguat magnet
2. Rotor, adalah bagian motor yang bergerak terdiri dari : inti rotor, lilitan rotor, komutator, alur rotor, dan poros. Motor yang diperlukan adalah jenis motor induksi dengan prinsip perputaran motor pada mesin arus bolak-balik yang timbul oleh adanya medan putar (flux yang berputar) yang dihasilkan dalam kumparan stator. Medan putar terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam fasa banyak. Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan belitan kumparan 3 fasa sama seperti kumparan stator. Kumparan stator dan rotor juga mempunyai jumlah kutub yang sama.

Penambahan tahanan luar sampai harga tertentu, dapat membuat kopel mula mencapai harga kopel maksimum. Kopel mula yang besar memang diperlukan pada waktu start. Motor induksi dengan rotor belitan memungkinkan penambahan (pengaturan) tahanan luar. Tahanan luar yang dapat diatur ini dihubungkan ke rotor melalui cincin. Selain untuk menghasilkan kopel mula yang besar, tahanan luar tadi diperlukan untuk membatasi arus mula yang besar pada saat start. Disamping itu dengan mengubah-ubah tahanan luar, kecepatan motor pm dapat diatur.
Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan kumparan yang terdiri dari beberapa batang konduktor disusun sedemikian rupa sehingga menyerupai sangkar. Konstruksi rotor jenis ini sangat sederhana bila dibandingkan dengan rotor mesin listrik lainnya.
Ketika sumber tegangan tiga fasa dihubungkan dengan kumparan stator, maka dihasilkan medan putar. Penggerak utama dipakai untuk memutar rotor searah dengan arah medan putar. Motor induksi pada umumnya berputar dengan kecepatan konstan, mendekati kecepatan sinkronnya.

gmar2Gambar 1. Penampang bagian dalam Mesin Hombuk

Keterangan :

  1. Motor listrik,
  2. Belt penghubung poros
  3. Poros dudukan botol
  4. Botol Sampel
  5. Dudukan botol dengan 4 bidang
  6. Penyangga poros dudukan botol

2. Dudukan dan Botol sampel
Dudukan yang dimaksudkan adalah bagian yang bersatu dengan poros sebagai tempat meletakkan botol-botol sampel. Dudukan dapat berputar bolak-balik menurut kerja motor listrik. Pada dudukan terdapat 4 (empat) sudut dengan bentuk penampang seperti huruf X yang memungkinkan bagi penempatan empat botol sampel. Jadi setiap satu botol ditempatkan pada satu sudut dudukan seperti pada Gambar-1. Panjang dudukan disesuaikan dengan panjangnya botol sampel. Dimensi dudukan adalah panjang x lebar = 50 cm x 30 cm. Ujung poros dudukan dihubungkan dengan sebuah belt ke motor penggerak agar pada saat motor berputar poros ikut pula berputar. Dikedua ujung poros dudukan dipasang lagher yang memungkinkan poros dapat bergerak dengan mudah.
Botol sampel adalah wadah sampel serbuk-serbuk logam yang akan diproses pencampuran. Jumlah botol sampel 4 (empat) buah, masing-masing memiliki bentuk seperti silinder bertutup dengan dimensi : diameter x panjang = 8 cm x 40 cm seperti pada Gambar-2. Botol sampel dibuat dari besi pejal stainless steel yang bagian tengahnya dikorter (dibubut) dengan kedalaman 38 cm dan diameter dalam 7,5 cm, sedangkan panjang tutup 2 cm. Botol sampel ditempatkan pada dudukan dengan posisi kemiringan 45° dan agar penempatan botol sampel kokoh pada dudukannya maka diberi 2 (dua) buah klem (penjepit).

gmar3Gambar 2. Bentuk dan Dimensi Botol Sampel

Mesin Hombuk menggunakan mesin motor 3 fasa. Motor ini dihubungkan star dengan tegangan 380 V. Pengontrolan motor menggunakan sistem semi otomatis yaitu saklar tekan, start-stop dan sebuah kontaktor. Pada Gambar-3 dapat dilihat rangkaian pengendalinya yang diletakkan di panel. Komponen yang terdapat pada panel antara lain meliputi :
a.Line terminals, untuk menyambungkan kabel-kabel ke rangkaian lain (R.S.T)
b.Line fuses, untuk mengamankan rangkaian bila terjadi hubungan singkat atau beban lebih. (F1,F2.F3)
c.Magnetic Stater Coil, dengan type LAI DN22 (K2)
d.Over load, untuk mengamankan beban motor (O.R)
e.Timer motor, untuk mengatur waktu yang dibutuhkan lamanya motor berputar (T .M)
f.ON P.B dan Stop P.B, untuk menjalankan dan menghentikan motor (S1.S2)
g.Single-Phase Transformer 380/110V, 50HZ-50VA, untuk pengaturan tegangan (T .R)
h.Lampu yang terdiri dari :
1. over load alarm lamp, untuk tanda bila terjadi hubung singkat atau beban lebih (L3)
2. running lamp, untuk tanda bahwa arus sudah masuk ke beban (motor berputar); (L2)
3. line lamp, untuk tanda bahwa arus sudah masuk ke rangkaian kontaktor (L1).
Perhitungan waktu dan kecepatan pencampuran menggunakan rumus:
gmar_hombukDimana V = kecepatan atau laju putaran (m/detik)
T = periode, yaitu waktu untuk menempuh satu titik putaran (detik)
R = jari-jari bidang lingkaran dalam botol (meter)
f = frequensi, banyaknya partikel yang dapat melakukan lingkaran penuh
dalam satu detik

Berdasarkan rumus diatas ditentukan harga R adalah tetap yaitu jari-jari bidang lingkaran dalam botol = 8 cm. dengan demikian setelah dimasukkan rumus akan diperoleh data seperti pada Tabel-1  terlampir. Mengingat laju putaran ideal untuk sebuah mesin hombuk tidak perlu secepat putaran kipas angin ataupun blower (60-100 m/det) yang memiliki frekwensi (f) tinggi, diatas 125 oleh kanena itu spesifikasi teknis yang dipilih cukup dengan frekwensi maksimum 100 dan minium 25, kebutuhan arus Iistrik 15 Ampere, tegangan 125 Watt serta mampu melakukan putaran balik.

Prinsip Kerja Mesin Hombuk
Apabila sumber tegangan 3 fasa dipasang pada kumparan stator, timbulah medan putar dengan kecepatan : ns = 120 f/P. Medan putar stator akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada kumparan rotor timbul induksi (ggl) sebesar : E2S = 4,4f2N2 (untuk satu fasa). Karena kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup, ggI(E) akan menghasilkan arus (l). Adanya arus (l) didalam medan magnet menimbulkan gaya (F) pada roton. Pada saat start dan rotor belum berputar frekuensi pada stator dan rotor sama.

Berdasarkan Hk. Lorenz, jika penghantar diberi arus listrik dan diletakkan dimedan magnet maka akan timbul gaya dan gaya tersebut akan menggerakkan motor sehingga motor berputar. Arus akan masuk ke rangkaian panel dengan menaikan MCB pada Master Distribusi Panel. Ketika saklar utama (main switch) diputar maka lampu line menyala dan bila tombol ON ditekan kontaktor akan bekerja, lampu Running hidup berganti lampu line mati dan beban motor akan berputar menggerakan mesin pencampur. Jika motor berputar, kecepatan dan tegangan induksi Ea masih sama dengan nol. Pada persamaan Ia = vt – Ea, untuk Ea = 0 dan Ra yang cukup kecil, arus Ia yang mengalir besar sekali. Oleh karena itu untuk membatasi arus jangkar (la) yang sangat besar pada waktu start, perlu diberikan tahanan mula yang dipasang seri terhadap tahanan jangkar. Secara perlahan-lahan tegangan induksi akan dibangkitkan dan rotor-pun berputar, bersamaan dengan ini tahanan mula akan diturunkan. Untuk menurunkan tahanan mula dapat dilakukan manual atau otomatis (dengan menggunakan relay elektromagnetik).

gmar1aGambar 3. Wiring Diagram Mesin Hombuk

gmar1bUntuk menentukan lamanya motor berputar digunakan suatu komponen yaitu TDR (Time Delay Rosy) yang dihubung paralel pada coil kontaktor. Timer Contact inl bekerja berdasarkan waktu dengan batasan tertentu. Proses pencampuran akan berlangsung sesuai batas waktu yang telah ditentukan dan akan berhenti sendirinya bila Timer Contact telah mencapai 0 (nol). Over Load dihubungkan paralel pada kontaktor fungsinya untuk mengamankan beban motor bila terjadi hubungan singkat dengan ditandai lampu alarm. Untuk menghentikan motor tekan tombol emergency stop. Motor berhenti dan lampu running mati berganti lampu line. Bila switch Off dilepas atau tutup tempat pengaduk dilepas motor berhenti berputar dengan sendirinya karena switch Off terhubung ke TDR. Hal ini bertujuan sebagai sistem safety agar tidak terjadi kecelakaan pada operator.

Kesimpulan
Mesin Hombuk diperlukan untuk menunjang litbang metalurgi serbuk khususnya pada pencampuran serbuk-serbuk bahan logam yang akan disiapkan dalam bentuk pelet hasil press. Mesin Hombuk dirancang dengan dimensi pxlxt = 70 cm x 60 cm x 70 cm. Berdasarkan perhitungan rancangan disimpulkan bahwa spesifikasi teknis yang dipilih adalah mesin hombuk yang bekerja dengan frekwensi (f) 100, kebutuhan arus listrik 15 Ampere, tegangan 125 Watt serta mampu melakukan putaran balik.

Pustaka
1.Prof. DR. Ir. TATA SURDIA MS, Met, E dan Prof. DR. SHINROKU SAITO, “Pengetahuan Bahan Teknik”, PT. Pradnya Paramita, Jakarta, 1979.
2.WD. ALEXANDER dkk, “Dasar Metalurgi Untuk Rekayasawan”, PT. Gramedia Pustaka Utama, 1991.
3.BARUS PK, PURNOMO IMAM. “Fisika-3”, Balai Pustaka Jakarta, 1994.
4.RE. SMALLMAN, “Metalumi Flsik Modeni”, Ed. IV, PT. Gramedia Jakarta, 1991
5.G. TAKESHI SATO dan N. SUGIHARTO, “Menggambar Mesin”, PT.Gramedia Paramita Jakarta”. 1986.

Lampiran

Tabel 1. Korelasi Frekwensi dan Periode Terhadap Kecepatan Putar Mesin Hombuk

tabel hombuk

Disain Vacuum Furnace

vacfurHadijaya, Alumni Prodi Pendidikan Kimia FKIP UT UPBJJ Jakarta;  HP/WA : 08128727937

Pendahuluan
Penelitian material logam pada umumnya membahas mengenai perubahan strukturmikro, komposisi, kekuatan tarik, kekerasan, ketahanan korosi dan sebagainya yang banyak berhubungan dengan proses perlakuan panas (Anealing). Perubahan strukturmikro dan komposisi kimia logam setelah mengalami perlakuan panas akan mempengaruhi sifat mekanik. Penelitian tentang material yang mengalami proses anealing biasanya menghasilkan data karakteristik material yang hendak diketahui[1]. Anealing adalah suatu metode karakterisasi perlakuan panas material pada suhu, waktu dan kondisi tertentu. Suhu pemanasan biasanya hampir mendekati titik leleh material. Waktu pemanasan dapat berlangsung hingga 3 x 24 jam dalam kondisi gas inert (2,5 psig argon) maupun kondisi vacum ( 3 x 10-3 psig).
Dalam hal pelaksanaan percobaan proses anealing dengan kondisi gas inert maupun dalam suasana vacum diperlukan chamber sampel yang hampir sama. Pada proses anealing dengan kondisi gas inert, maka kedalam chamber sampel dimasukkan gas argon dengan debet tertentu sesuai kebutuhan dengan tujuan agar gas argon dapat mengusir oksigen yang berada di chamber sampel sehingga peristiwa oksidasi selama anealing dapat diatasi. Lain halnya pada proses anealing dengan kondisi vacum, udara didalam chamber sampel disedot dan dibuang keluar dan setiap saat gas yang terjadi akibat pemanasan itu diisap menggunakan pompa vacuum pada tekanan mendekati nol atmosflr sehingga peristiwa oksidasi selama anealing dapat dicegah. Dalam mendapatkan keadaan vacum yang sangat rendah, perlu dirancang suatu sistem/ rangkaian pengukur kevakuman dan teknik mengatasi perubahan tekanan vacum karena pengaruh perubahan suhu pemanasan chamber. Vacuum furnace tersebut dirancang untuk dapat beroperasi melalui sistim controller serta memiliki jangkauan suhu sekitar 1000 °C.
Perancangan vacum furnace dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan model vacum yang layak pakai dan bila diperlukan dapat dibuat sendiri guna menunjang percobaan perlakuan panas (anealing) berbagai material logam paduan.

Tehnik Konstruksi
Sejumlah bahan utama, bahan dukung dan komponen elektrikal yang dibutuhkan untuk menciptakan satu unit tungku vacuum dapat dilihat pada Tabel-1 dan 2. Sedangkan peralatan kerja yang diperlukan seperti pada Tabel-3.
Tahap awal yang akan dilakukan yaitu membuat badan furnace menggunakan bahan pelat logam setebal 3 mm. Pelat dipotong-potong, dibor pada bagian-bagian tertentu misalnya lubang lintasan kabel, lubang lintasan heating element dan lubang lintasan thermokopel. Selanjutnya tiap sisi sambungan di-las sehingga diperoleh kabinet berbentuk kubus (Gambar 1, 2 dan 3) yang terdiri dari 3 bagian, yaitu unit tube chamber berikut vacum; unit thermal (heater) dan unit electrical.

vacum1

vacum2-3-4

Unit Tube Chamber dan Vacum Mc Leod
Unit tube chamber adalah ruang yang disediakan untuk tempat pemanasan sample, berupa tabung SS-304 yang dirancang khusus. Memiliki lubang saluran gas masuk (melalui sisi bawah) dan lubang saluran gas keluar (melalui sisi atas tabung) seperti pada Gambar-1 dan 3. Tutup tabung dan sebagian dari panjang tabung dibuat berongga untuk menyalurkan air pendingin bertekanan, sehingga tutup tabung tak panas ketika furnace beroperasi. Tabung dilengkapi dengan termokopel tipe K sebagai alat ukur suhu anealing. Ketika tungku beroperasi, tabung anealing divacumkan lebih dahulu menggunakan pompa vacum mekanik dan diikuti pemakuman dengan pompa vacum difusi tipe Hg. Pada tahapan tersebut dapat dianggap bahwa kevacuman bagian dalam tabung mencapai 3×10-3 psig. Sedangkan disaat pelaksanaan pengukuran, udara dibiarkan masuk keruang D dengan katup simpang dua T berisi air raksa (Hg) yang mendapat tekanan keatas melalui pipa S (Gambar-4). Tabung anil memperoleh panas dari unit thermal dengan suhu dan waktu anil yang direncanakan sebelumnya[2]. Pompa vacuum atau aliran inert gas dimatikan dulu ketika akan membuka pintu tabung.

Unit Thermal (Heater)
Unit thermal (heater) adalah ruang sumber panas. Tempat lilitan heating element Khantal dan tempat head thermokopel. Bagian thermal ini dibuat secara konstruktif, kokoh dan tahan getaran. Selain itu juga dapat menahan panas sampai suhu 1000°C. Konstruksi bagian thermal terdiri dari 3 lapisan penahan panas, lapis paling dalam (lapis 1) adalah bata tahan api, lapis 2 adalah Unifiber Rock wool tipe R850 (Kao wool) dan lapis 3 (dinding luar) yaitu kabinet furnace. Untuk membuat lubang saluran gas keluar, yaitu lubang lintasan heating element serta lubang lintasan thermokopel maka bata tahan api dibor dulu kemudian masukkan keramic tube dilubang tersebut. Kawat heating element dan head thermokopel dipasang setelah pekerjaan pelapisan dinding penahan panas diselesaikan. Bata tahan api, unit fiber rockwool tipe R850 dipasang secara berurutan. Antara bata tahan api satu sama lainnya diperkuat dengan pasak dari ceramic tube agar bata tahan api tidak berjatuhan dan celah-celahnya yang renggang diisi dengan Refractories Durax supaya rapat dan faktor kehilangan panas dapat diperkecil[3]. Cup kabinet dipasang setelah pekerjaan lantai dan dinding termasuk heating element dan head thermokopel diselesaikan.

Unit Electrical
Bagian elektrikal adalah ruang yang disediakan untuk menempatkan beberapa komponen elektrikal seperti power supply, power regulator, temperature controller, ampheremeter, serta voltmeter. Tahap pekerjaan instalasi diawali setelah heating element dan head thermokopel terpasang di ruang thermal selanjutnya semua komponen elektrikal ditempatkan pada lubang kabinet yang tersedia disisi muka kabinet sedangkan power regulator ditempatkan didalam ruang kabinet. Keseluruhan komponen dihubungkan dengan power regulator. Dalam kaitan tersebut, power regulator berfungsi sebagai penerus arus listrik AC ke heating element dan arus DC ke temperatur controller. Thermokopel dihubungkan langsung ke temperatur controller (tidak melalui power regulator). Setelah semua komponen elektrikal terpasang selanjutnya kabel power supply dihubungkan dengan power regulator.

Perhitungan Heating Element
Perhitungan kawat heating element untuk jangkauan suhu 1000°C mengacu pada tabel Kanthal. Mengenai berapa panjang dan diameter lilitan kawat dihitung sebagai berikut :
Jika mengacu pada kondisi power supply yang tersedia, Tegangan; E = 220 Volt; Arus. i = 25 Amphere, maka Tahanan maksimum mengikuti Hukum Ohm[4] bahwa kuat arus (i) sebanding dengan tekanan (E) dan sebanding pula dengan kebalikan tahanan (R).

vacumaDari Tabel “Khantal-AF” kita dapatkan tahanan kawat elemen permeter (diameter kawat 2,2 mm) yaitu sebesar 0.366 Ω/M. Angka tersebut memberikan pengertian bahwa bila 1 meter kawat yang terbuat dari Pt-PtRh 13% dan penampangnya 2,2 mm maka tahanan kawat (f) adalah 0,366 Ohm. Konstanta Ct untuk pemakaian temperatur 1.000°C sebesar 1,06 diperoleh dari tabel yang sama. Konstanta Ct merupakan faktor pengali untuk mendapatkan tahanan kawat terkoreksi.

f’ = Ct.(f)
= 1,06 (0,366 Ω/M)
f’ = 0,388 Ω/M.

Selanjutnya kebutuhan panjang kawat (L) dihitung dengan cara Tahanan maksimum power supply yang tersedia (R) dibagi Tahanan kawat terkoreksi (f’) :

vacumbMengingat bahwa kawat heating element 22,68 meter akan dipasang disepanjang lubang unit themal dalam bentuk spiral berdiameter 0,30 meter maka, untuk mengetahui berapa jumlah lingkaran adalah dengan membagi panjang kawat terhadap (π diameter).

Jumlah lingkaran = (22,68 meter)/[3,14 (0,3 meter)] = 24 lingkaran
Sehingga diperoleh hasil = 24 lingkaran. Berdasarkan perhitungan tersebut lalu ditetapkan panjang sisi ruang Chamber menjadi 35 cm + toleransi 1 cm = 36 cm. Satu hal yang cukup prinsif bahwa dimensi ruang chamber yang relatif kecil akan menghasilkan kalor yang maksimal. Unit element tersebut merupakan rangkaian seri. Jika heating element menunjukkan arus listrik bekerja 25 Amphere dan tegangan 220 Volt (dapat dibaca dari voltmeter dan ampheremeter pada furnace) maka Jumlah kalor yang dilepaskan heating element ditentukan oleh jumlah daya listrik yang bekerja disepanjang kawat element, dalam hal ini heating element merupakan sumber panas[5].
Daya listrik; Watt = Volt x Amphere
= 220 x 25
= 5500 Watt = 5,5 kilo Watt.
Pada tabel konversi diketahui :
1 kilo Watt = 0,9476 Btu/sec
atau    1 kilo Watt = 3.411 Btu/hr
Daya 5,5 kilo Watt = q = 5,5 (3.411) Btu/hr
q = 18.762 Btu/hr

Hal ini berarti jumlah panas yang dihasilkan heating element (sumber panas) setiap jam sebesar 18,762 BTU. Tungku perlakuan panas biasanya digunakan berdasarkan kebutuhan temperatur antara 400°C – 700°C untuk pemakaian yang terus-menerus atau temperatur antara 700°C – 1000 °C untuk pemakaian berkala.

Kesimpulan
Disain Vacum Furnace yang memiliki jangkauan suhu sampai 1000°C telah diselesaikan. Perencanaan disusun berdasarkan fungsi dan kapasitas furnace yang diinginkan. Pemilihan komponen yang compatible serta mudah ditemukan dipasar lokal meliputi komponen inti seperti power regulator, temperature controller dan heating element. Pra rancangan ini berkaitan dengan model/ bentuk furnace, perhitungan kebutuhan kawat heating element, perhitungan kebutuhan pelapis penahan panas (batu tahan api, dan ceramic wool) serta perhitungan kalor ruang chamber. Vacum furnace dapat digunakan untuk keperluan anealing.

Pustaka
1. Books, Charlie R, Heat Treatment, Structure and Properties of Non-ferrous Alloys, ASM, Metal Park OHIO 44073, 1982.
2. Drs. Peter Soedojo, BSc, Pengantar Teknik Vakum, Universitas Gajahmada, 1977.
3. Brosur (Product Data Sheet); Unifiber Rockwool; Controller Temperature; Power Regulator; The series C of High  Quality Insulating Bricks; Kanthal; dll. Via PT.Putrawinong, 1997.
4. RM. Francis.D.Yury, Pokok-pokok Ilmu Elektronika untuk Keterampilan, M2S Bandung, 1984.
5. Holman, J.P., Heat Transfer 5th Edition, Mc.Graw-Hill International Book Co, 1981.

LAMPIRAN

Tabel 1. Daftar Peralatan kerja.

tabel 1 vacum

Tabel 2. Suku Cadang untuk pembuat Body Furnace

tabel 2 vacum

Tabel 3. Daftar Suku Cadang untuk Bagian Elektrikal

tabel 3 vacum

Pembuatan Unit Pengaduk Logam Cair

aaahjdHadijaya, Alumni Prodi Pendidikan Kimia FKIP UT UPBJJ Jakarta; Pensiunan PNS pada Jabfung Litkayasa BATAN PUSPIPTEK Serpong Banten, HP/WA : 08128727937

Pendahuluan

Pada proses pembuatan logam paduan dengan metode casting (peleburan dan penuangan), antara unsur utama dan unsur tambahan mengalami pencampuran. Pencampuran akan sempuma atau terjadi homogenitas yang baik pada produk tuang apabila unsur tambahan dapat terdistribusi secara merata sehingga semua unsur yang ada tamasuk juga unsur pengotor memiliki ikatan intermetalik yang baik. Pencampuran unsur-unsur secara kimiawi dalam suatu komposisi paduan logam akan memberikan pengaruh tertentu terhadap perilaku fisis dan mekanis dari produk tuang seperti kekuatan, keuletan dan kekerasan.
Dalam kondisi dimana unsur tambahan (serbuk Mg) akan ditambahkan kedalam cairan logam (AlMg2) pada suhu diatas 700°C, beberapa kendala yang kemungkinan besar dapat terjadi adalah serbuk Mg tidak segera larut dalam logam cair aluminium karena adanya perbedaan masa jenis. Masa jenis Mg (1.74 g/m) lebih kecil dari pada masa jenis Al (2.78 g/m) sehingga serbuk Mg mengambang diatas cairan aluminium. Disamping itu juga disebabkan karena adanya perbedaan fasa dimana pada saat pencampuran dilakukan, Mg masih dalam fasa padat sedangkan Al dalam fasa cair. Casting dengan perlakuan tertentu memungkinkan pencampuran tersebut terjadi dengan sempurna mengingat bahwa titik leleh Mg (650°C) lebih rendah dari pada titik leleh A1 (660°C). Untuk memperoleh produk tuang dalam pencampuran unsur yang sempurna maka salah satu cara perlakuannya adalah melalui metode mixed casting (peleburan disertai pengadukan).
Sehubungan dengan masalah tersebut telah dibuat satu unit pengaduk logam cair yang digunakan sebagai sarana dukung pada proses pembuatan logam paduan khususnya logam paduan Aluminium (AlMg2 atau AlMgSi) dengan cara casting. Tujuan rancangbangun alat aduk logam cair ini adalah untuk meningkatkan homogenitas pada penambahan unsur paduan dengan unsur utama dari logam produk tuang dengan cara pengadukan.

Bahan :
1.Plat besi ukuran 100 cm x l00 cm. sebanyak 1 lembar
2.Plat SS ukuran 50 cm x 50 cm. scbanyak l lembar
3.Pipa SS ukuran 100 cm, diameter 4 cm. sebanyak l batang
4.Pipa pejal SS ukuran 75 cm, diameter 0.5 cm, sebanyak 2 batang
5.Kabel power, sebanyak 1 roll (150 cm)
6.Kabel serabut halus, sebanyak 1 roll (200 cm)
7.Kawat las 1 dus (isi 100 batang)
8.Soket kecil l buah
9.Terminal kabel 1 buah
10.Dinamo 40 Watt, 50 – 150 Rpm sebanyak 1 buah
11.Lampu indikator warna kuning I buah
12.Mur/ baut 1 box isi 25, masing-masing terdiri dari 0.3″, 0.7″ dan 1.2″
13.Cat meni dan cat pilox masing-masing l kaleng

Alat :
1.Mesin potong plat
2.Gergaji besi
3.Mesin las
4.Gerinda
5.Mesin tekuk plat
6.Mesin bor

Rancang bangun alat aduk logam cair dilakukan secara bertahap yang dimulai dari pembuatan gambar disain selanjutnya menginventarisasi bahan dan peralatan yang diperlukan. Pekerjaan pembuatan alat aduk ini  dibagi menjadi 2 (dua) tahap yaitu pekerjaan mekanik yang merupakan pekerjaan awal dan pekerjaan instalasi elektrikal. Pekerjaan awal yang dilakukan adalah memotong plat besi dan membuat lubang-lubang untuk casing dengan ukuran sesuai gambar disain. Selanjutnya plat ditekuk untuk memberi bentuk bagian muka casing lalu dilakukan penyambungan bagian potongan plat dengan pengelasan. Casing harus disanggah oleh sebuah stager agar dapat berdiri tegak lurus keatas. Stager terdiri dari sebatang pipa SS yang salah satu ujungnya disambungkan ke selembar plat SS sebagai dudukan dengan cara dilas. Casing dicat warna krem sedangkan stager dari bahan SS cukup di-polish sehingga berkilau. Pekerjaan elektrikal dimulai dengan memasang terminal kabel, memasang kabel power yang berhubungan dengan lampu indikator maupun dinamo, menempatkan lampu indikator, menempatkan tombol-tombol ON-OFF dan tombol pengatur kecepatan aduk dan yang terakhir adalah menempatkan dinamo serta memasang pemegang tangkai aduk.

gamb1Dalam menentukan model atau bentuk alat aduk (Gambar-1), perancang menyesuaikan dengan keadaan melting furnace (tungku lebur) dimana unit alat aduk akan ditempatkan. Melting furnace memiliki sebuah krusibel grafit atau cawan lebur yang kedudukannya vertikal. Krusibel grafit adalah tempat bahan logam yang akan dilelehkan. Bagian bibir krusibel merupakan area mendatar terdiri dari susunan batu tahan api yang memungkinkan alat aduk dapat berdiri tegak (Gambar-2). Sesuai menurut keadaan melting furnace tersebut maka alat aduk harus dirancang dengan arah vertikal terhadap krusibel. Faktor lainnya yang harus disesuaikan dengan keadaan melting furnace adalah pengaruh uap panas terhadap keselamatan dinamo yang terdapat di dalam casing (rumahan) alat aduk. Pada proses peleburan bahan logam paduan AlMg2 diperlukan setting suhu melting furnace antara 700-800°C. Jarak alat aduk tahadap krusibel perlu disesuaikan agar dinamo tidak lekas rusak karena serangan uap panas. Altematif yang dilakukan adalah dengan cara memasang stager atau tiang penopang casing. Tiang dari bahan SS tersebut berdiri pada plat SS dimana plat SS juga berfungsi sebagai tutup krusibel. Bagian tengah plat SS diberi lubang kecil untuk pelumasan tangkai aduk.

gamb2Dimensi casing ditentukan dengan mempertimbangkan volume dinamo yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter 9 cm dan tingginya 12 cm. Dinamo akan ditempatkan dibagian tengah ruang casing, untuk itu ruang casing harus cukup longgar sehingga memudahkan pemasangan terminal kabel yang menghubungkan power supply dengan dinamo serta lampu indikator. Dimensi casing yang ideal diperkirakan antara 60-70% lebih besar dari dimensi dinamo. Bentuk bagian dan dimensi casing sangat tergantung pada susunan benda-benda didalamnya dan dapat divariasi sesuai imajinasi perancang. Untuk diameter dinamo 9 cm, maka lebar ideal casing diperkirakan 14,4 cm -15,3 cm. Sedangkan tinggi ideal casing diperkirakan 19,2 cm – 20,4 cm. Bagian dasar casing harus diberi lubang yang proporsional berdiameter 7 cm untuk melewatkan as/ poros pada dinamo yang akan dihubungkan dengan sudu aduk. Pada persilangan diagonal lubang as (bagian dasar casing) juga diberi tempat lubang untuk mur/ baut agar duduknya dinamo lebih kokoh. Pelubangan lainnya pada casing yang cukup penting diantaranya untuk lintasan kabel power supply 1 cm, pelubangan untuk bagian-bagian tombol dalam bentuk lubang persegi empat berukuran 7 cm x 2,5 cm, lubang untuk lampu indikator berdiameter 1 cm serta lubang untuk ventilasi berdiameter 7 cm.

melting furnaceGambar 3. Tungku peleburan logam Aluminium (A dan B)

Pada pelaksanaan uji fungsi, alat aduk yang selesai dibuat kemudian dipasang atau ditempatkan diatas bilik pemanas tungku (Gambar-2 dan 3B) sehingga sudu-sudu pengaduk berada didalam krusibel tungku (cawan lebur). Cawan lebur diisi skrap AlMg2 (unsur utama) sebanyak 1000 gram dan serbuk Mg sebagai unsur tambahan sebanyak 20 gram. Tungku dioperasikan pada suhu 750°C dan alat aduk djjalankan selama 2 menit setelah skrap logam paduan AlMg2 mencair atau meleleh.

Tingkat homogenitas produk tuang dari uji fungsi yang dilakukan dikaji setelah produk tuang dianalisis komposisinya dengan metoda AAS. Pada percobaan peleburan logam paduan AlMg2 yang pernah dilakukan sebelumnya dipelajari bahwa proses peleburan pada suhu diatas 700°C dapat mengakibatkan terjadinya penurunan unsur Mg logam produk tuang sebagai pengaruh oksidasi. Komposisi unsur Mg pada skrap AlMg2 yang belum dilebur mecapai 2,4% akan tetapi setelah dilakukan peleburan dalam waktu 2 jam, unsur Mg hanya tersisa 0,8% hal ini tentu saja akan berdampak pada menurunnya mechanical properties logam tuang. Setelah dilakukan analisis komposisi dengan metode AAS ternyata unsur Mg yang terdapat didalam logam produk tuang AlMg2 menjadi 2,0%. Apabila pencampuran tersebut berlangsung sempurna, setidaknya unsur Mg pada logam tuang menjadi 2,8% bukan 2,0%. Pada uji fungsi penggunaan alat aduk hasil rancang-bangun selama 2 menit atau 120 detik tingkat homogenitas produk tuang AlMg2 mencapai 71,43% dan dengan waktu aduk 600 detik diperoleh tingkat homogenitas mencapai 85,35% (lihat Tabel-l).

Tabel-1. Data Pengaruh Waktu Aduk Terhadap Tingkat Homogenitas Logam AlMg2

tabel aduk

gamb3Hal ini menunjukkan kecenderungan bahwa panjangnya waktu aduk berpengaruh terhadap kenaikan tingkat homogenitas logam cor (Gambar-4). Beberapa faktor yang kiranya cukup mempengaruhi homogenitas antara lain metode penambahan unsur Mg dan lamanya waktu pengadukan, karena waktu pengadukan yang lebih panjang akan memberikan kesempatan serbuk Mg terdistribusi secara lebih merata. Namun demikian proses pemulihan unsur Mg pada logam produk tuang dapat dikatakan masih memenuhi jangkauan komposisi yang ditargetkan karena berdasarkan standar DIN 1725 part 1 edition 1967 dijelaskan bahwa kandungan Mg pada logam paduan AlMg2 berkisar antara l,7% sampai 2,4%.

Penutup

Alat aduk logam cor dapat beroperasi dengan baik dan cukup membantu pelaksanaan homogenitas logam cair khususnya bagi percobaan pembuatan logam paduan aluminium (AlMg2 atau AlMgSi). Tingkat homogenitas sebesar 71% untuk waktu aduk 2 menit dapat terus dinaikkan dengan memperpanjang waktu aduk. Unsur Mg sehanyak 20 gram (untuk mengkonpensasi kehilangan akibat oksidasi ) yang ditambahkan pada 1000 gram skrap AlMg2, menghasilkan produk tuang AlMg2 dengan kandungan Mg 2% memenuhi standar DIN 1725 tetapi masih perlu diteliti lebih jauh lagi mengenai keberadaan kandungan Mg pada logam produk tuang apakah dalam fasa padat atau fasa cair karena berpengaruh pada keuletannya.[Gway]

gwy

Teknologi Pangan Pada Pembuatan Permen Terong

Terong ialah tumbuhan pangan yang ditanam untuk buahnya. Ukuran buah terong berbeda-beda antara kecil hingga besar, bergantung kepada hasil budidaya. Buah terong mempunyai berbagai warna : ungu, hijau, dan putih. Buahnya biasa digunakan sebagai sayur untuk masakan.
Manfaat dari percobaan ini adalah untuk menyumbangkan informasi ilmu pengetahuan tentang teknologi pengolahan permen terong menjadi suatu pangan yang bernilai tambah serta disukai khalayak.
1. Alat yang digunakan :
– Pisau
– Baskom
– Kompor dan peralatan dapur
– Plastik tipis untuk pembungkus produk

2. Bahan
– Terong ungu 1 kg (pilih yang kecil kecil)
– Gula pasir 0,5 kg
– Vanila 1 bungkus
– Air bersih

terong1Bahan Baku Permen Terong

3.Cara pengolahan
– Siapkan 1 kg terong yang cukup muda lalu dipotong dan dibelah dadu
– Cuci dan rendam dalam air bersih
– Didihkan 4 liter air lalu larutkan 0,5 kg gula pasir, 1 bungkus vanili, dan masukkan terong yang telah disiapkan
– Proses perebusan dilakukan selama 45 menit atau sampai volume cairan gula mengering
– Selama perebusan tersebut diaduk terus secara merata
– Terong manis didinginkan dan siap dihidangkan atau dikemas dengan plastik tipis sebagai permen.

terong3 Diagram Alir Pengolahan Permen Terong

Dalam pembuatan permen terong, pemilihan buah terong yang segar merupakan faktor yang tak kalah pentingnya. Terong yang dipilih harus relatif muda berwarna ungu dan hal ini dapat diketahui dari warnanya yang belum begitu gelap. Terong yang warna ungunya agak pekat menandakan usianya sudah tua. Terong tua memiliki biji-biji yang cukup besar dan dapat mempengaruhi cita rasa saat dikunyah terlalu liat beda dengan terong muda.
Pemakaian gula pasir, hendaknya menggunakan gula produksi dalam negeri tipe SHS-1 (Super Head Sugar) yang memiliki butir relatif besar. Gula dalam negeri memiliki perbedaan dengan gula impor. Kelebihan gula dalam negeri adalah memiliki warna agak kekuningan dibanding gula impor. Warna kekuningan tersebut ikut mempengaruhi pembentukan karamel terutama pada saat berikatan dengan zat warna yang dikeluarkan oleh kulit terong. Hal ini sengaja dilakukan agar kesan warna coklat kehitaman pada produk terong benar-benar menyerupai tekstur warna korma tua yang telah banyak dikenal khalayak.

terong2Permen Terong siap dikemas/ dibungkus setelah dikeringkan

Pada proses pemasakan, terjadi peristiwa difusi dimana larutan glukosa dan vanili masuk kedalam daging terong sehingga mempengaruhi rasa serta kekenyalan yang mantap. Makin berkurang kadar airnya maka akan menghasilkan rasa manis yang tinggi pula sehingga menyerupai manisnya buah korma. Hal yang unik dari proses pengolahan permen terong yaitu pada proses pemasakan, dimana terjadi perisitiwa difusi larutan glukosa dan vanili masuk kedalam daging terong sehingga mempengaruhi rasa serta kekenyalan yang mantap
Disarankan agar penelitian dilanjutkan pada uji kadar gula, nilai gizi, kadar zat warna karoten serta antisipasi kemungkingan pertumbuhan mikroba.[Gway]

troongterrung

teerongteronng

Pelunakan Logam Paduan AlMgSi Melalui Annealing

aneHadijaya, Alumni Prodi Pendidikan Kimia FKIP UT UPBJJ Jakarta

Abstrak
Telah dilakukan pelunakan AlMgSi melalui proses perlakuan panas atau Annealing (anil) dengan maksud agar AlMgSi dapat dimanfaatkan sebagai pengganti AlMg2. Penelitian dilakukan dengan batasan pengujian kekerasan mikro terhadap AlMgSi sebelum anil maupun setelah anil. Kekerasan mikro AlMg2 adalah 46,36 HVN atau lebih lunak dari pada AlMgSi sebelum mendapat perlakuan (80,98 HVN). AlMgSi hasil anil dikomparasi terhadap kekerasan AlMg2. Parameter anil adalah pemanasan pada suhu 400C, 500C, dan 600C dengan waktu 60 menit, 180 menit, dan 300 menit serta diikuti dengan solidifikasi secara atmosferik maupun solidifikasi di dalam tungku. Berdasarkan penelitian disimpulkan bahwa anil selama 60 menit pada suhu 500C diikuti pendinginan atmosferik ternyata menghasilkan pelunakan mencapai 43,06 HVN atau setara dengan 46,82% softening dan merupakan parameter yang paling sesuai untuk pelunakan AlMgSi agar mendekati kekerasan AlMg2. Parameter lain yang memungkinkan agar AlMgSi dapat dilunakkan sehingga kekerasannya setara dengan AlMg2 adalah jika anil dilakukan selama 60 menit pada suhu 525C; atau selama 180 menit pada suhu 547C; atau selama 300 menit pada suhu 536C.
Kata kunci : Paduan AlMgSi dan AlMg2, Annealing (Anil), Pelunakan, Kekerasan mikro

Pendahuluan
Kelongsong bahan bakar nuklir harus memenuhi persyaratan khusus seperti sifat mekanik yang baik, ketahanan korosi sifat fisis dan kimia yang memadai serta mempunyai sifat penyerap neutron yang rendah[1]. Sifat thermal kapasitas panas merupakan parameter penting sebagai persyaratan untuk bahan kelongsong.
Paduan AlMg memiliki ketahanan korosi yang sangat baik, dan sejak dulu dikenal dengan sebutan Hidronalium. Adanya Cu dan Fe memberi dampak negatif pada ketahanan korosi sehingga perlu pencegahan terhadap tercampurnya unsur pengotor pada saat proses pembuatan. Paduan dengan 2-3% Mg memiliki sifat mudah ditempa, dirol dan ekstruksi. Paduan AlMg yang dikenal misalnya paduan 5052, paduan 5056 dan paduan 5083.
Paduan Al-Mg-Si dikenal sebagai paduan 5053, paduan 6063 dan paduan 6061. Kelebihan dari paduan ini yaitu: sangat liat, mampu dibentuk dengan penempaan pada temperatur biasa, mampu dibentuk dengan baik melalui ekstrusi serta tahan terhadap korosi. Paduan dalam sistem ini mempunyai kekuatan yang baik namun tanpa hantaran listrik, maka cocok pula digunakan sebagai bahan kabel rumah tangga. Oleh karena itu pada saat proses pembuatan AlMgSi perlu dihindari tercampurnya unsur Cu, Fe dan Mn karena unsure-unsur ini menyebabkan tahanan listrik menjadi tinggi.
Paduan aluminium merupakan logam ringan yang umum digunakan dalam bidang konstruksi dan trasnportasi. Paduan aluminium juga digunakan dalam industri nuklir sebagai bahan komponen struktur dan kelongsong elemen bakar nuklir. Kelongsong berfungsi sebagai pembungkus bahan bakar yang harus memiliki kekuatan dan ketahanan yang memadai untuk mengungkung bahan bakar dan produk fisi. Penggunaan paduan alumunium didasari pada sifat-sifat yang dimilikinya memenuhi persyaratan sebagai bahan kelongsong, seperti sifat neutronik, sifat fisik, sifat termal, sifat mekanik dan densitas yang relative tinggi akan meningkatkan burn-up yang tinggi pula[2].
Saat ini sebagai bahan kelongsong yang digunakan dalam industri nuklir di Indonesia untuk elemen bahar di RSG-GA Siwabessy adalah AlMg2 dan AlMgSi1 dengan angka muat uranium 2,96 mg/cm3, sedangkan dalam perkembangannya diperlukan penelitian bahan kelongsong untuk bahan bakar dengan tingkat muat tinggi. Kelongsong elemen bakar nuklir berfungsi untuk mengungkung keluarnya bahan nuklir dan hasil fisi ke pendingin primer yang terjadi saat reaksi nuklir di reaktor.
Pembentukan Kristal logam agar sel satuan memiliki orientasi yang mendekati arah tertentu dapat dilakukan dengan cara deformasi, misalnya paduan AlMgSi dianil pada waktu dan suhu tertentu. Sebagai bahan struktur yang memiliki kekuatan mekanik lebih tinggi dari AlMg2 maka pada percobaan ini AlMgSi dikenai proses anil guna menurunkan kekerasannya hingga menyamai kekerasan AlMg2. Inisiatif dilakukan guna dapat memanfaatkan AlMgSi yang cadangannya masih sangat banyak sebagai pengganti AlMg2 yang semakin berkurang agar kelangkaan tersebut teratasi.
Penelitian ini dilakukan dengan batasan pengujian kekerasan mikro terhadap AlMgSi dan AlMg2 sebelum perlakuan maupun setelah perlakuan. Percobaan dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kemungkinan softening (pelunakan) melalui proses anil sehingga AlMgSi dapat dimanfaatkan sebagai pengganti AlMg2.

Tinjauan Teori
Aluminium adalah logam lunak dan ulet dengan struktur kubus pusat muka (FCC) yang mempunyai sifat tahan korosi, sifat penghantar listrik dan panas yang baik[3]. Paduan aluminium memiliki kekuatan yang memadai dan sifat termal yang baik. Kekuatan tersebut merupakan hasil pembentukan larutan padat substitusional yang menggantikan kedudukan atom Al oleh atom Mg dan Si. Pembentukan larutan padat menimbulkan medan tegangan di sekitar atom yang tersubstitusi[4].
Orientasi setiap butir berbeda dengan yang lain, orientasi bidang slip pada butir-butir juga akan berbeda-beda. Sebagai akibatnya pergerakan dislokasi akan terhambat. Gerakan dislokasi yang akan menyebrangi batas butir memerlukan tegangan yang lebih besar sehingga dengan dmeikian batas butir akan menjadi penghalang dan penghambat gerakan dislokasi. Butir yang semakin cenderung akan semakin memperbanyak batas butir. Batas butir yang banyak akan mengakibatkan gerakan dislokasi semakin sukar karena semakin banyak rintangan.
Pengerasan presipitasi ini akan menurun kekuatannya bila mengalami suhu overaging. Penguatan logam tanpa pengaruh suhu overaging dapat dilakukan dengan metode dispersi. Distribusi presipitat dalam bentuk partikel endapan fasa kedua ini menimbulkan tegangan Dalam (internal Stress). Tegangan yang ditimbulkan semakin besar sehingga mengakibatkan semakin meningkatnya kekuatan atau kekerasan.
Penguatan dan pengerasan paduan aluminium dapat pula diperoleh dengan cara strain hardening (pengerasan akibat regangan) melalui perolan. Perolan panas yang dilakukan pada suhu diatas level rekristalisasi akan menyebabkan deformasi yang disertai dengan peristiwa pelunakan dalam mekanisme recovery, rekristalisasi dan pertumbuhan butir[5]. Besarnya pelunakan dari masing-masing mekanisme itu tergantung pada jenis paduan aluminium, suhu dan laju peregangan.
Aluminium mempunyai stacking fault energy (energi salah tumpuk), dila di-deformasi pada suhu tinggi akan mengalami rekristalisasi dinamik. Energi salah tumpuk pada aluminium cukup tinggi yaitu sekitar 200 erg/cm2 sedangkan pada SS-304 sebesar 20 erg/cm2. Meskipun demikian sifat aluminium cukup lunak karena peningkatan kekerasannya relatif kecil. Mekanisme recovery dinamik cukup berperan pada proses pelunakan aluminium.

Tata Kerja
1. Bahan yang digunakan meliputi :
AlMgSi dan AlMg2 masing-masing dalam bentuk pelat. AlMg2 digunakan sebagai pembanding sedangkan AlMgSi adalah material yang akan diturunkan kekerasannya.
Bahan kimia untuk preparasi sampel analisis metalografi terdiri dari :
-Resin, adalah suatu polimer yang agak kental digunakan untuk mengungkung potongan sampel agar mudah dipegang saat di-grinding dan di-polishing.
-Cairan acrylic, adalah bahan peroksida yang berfungsi sebagai pengeras (hardener)
-Pasta dengan merk AP-D suspension 1 µm alumina, deagglomerated yang digunakan untuk melumas permukaan sampel agar mengkilap dengan baik saat di-polishing.

2. Alat yang digunakan antara lain :
-Neraca analitis jenis Mettler Toledo Al 204, adalah alat untuk menimbang bahan baku serbuk logam.
-Heat treatment furnace Tmax 1200C N41/H Naberterm, adalah alat untuk memanaskan logam.
-Accutom kecepatan 600 rpm, adalah alat atau mesin potong logam.
-Grinder/polisher jenis Struers kecepatan putar 1000 rpm, adalah alat untuk menghaluskan/memoles permukaan
sampel.
-Dryer box Tmax 300C jenis Struers, adalah alat pengering untuk sampel.
-Micro hardness tester Leitz Jenis Vicker’s magnifikasi 50x, adalah alat untuk menguji kekerasan mikro logam.

3. Langkah kerja
Paduan AlMg2 dan AlMgSi masing-masing dipreparasi dengan cara dipotong dengan ukuran 1×1 cm untuk sampel uji keras. Khusus paduan AlMgSi diberikan perlakuan anil :
-Selama 300 menit pada suhu 400C, 500C dan 600C dilanjutkan dengan solidifikasi (pendinginan) dalam tungku.
-Selama 60-300 menit pada suhu 400C, 500C dan 600C dilanjutkan dengan solidifikasi atmosferik (pendinginan di udara terbuka).
Spesimen AlMgSi dari hasil proses anil yang akan diuji kekerasan mikronya terlebih dahulu dipotong, digerinda dan dipoles sampai diperoleh permukaan yang rata, halus dan mengkilap. Selanjutnya spesimen di-indentasi menggunakan alat Microhardness tester guna memperoleh diagonal jejakan d1 dan d2 yang kemudian dihitung d rata-ratanya. Nilai diagonal rata tersebut diproyeksikan pada tabel standar Microhardness Vicker’s dari pabrikan alat sehingga kekerasan mikro dalam satuan HVN (Hardness Vicker’s Number) dapat diketahui.

Hasil dan Pembahasan
Data hasil uji kekerasan AlMg2 maupun AlMgSi sebelum dianil seperti pada Tabel 1 dimana menunjukan bahwa kekerasan AlMg2 adalah 46,36 HVN atau lebih lunak dari pada AlMgSi (80,98 HVN). Perbedaan kekerasan kedua jenis paduan aluminium tersebut adalah merupakan hasil perolan saat difabrikasi. Perolan merupakan proses deformasi yang menyebabkan aluminium mengalami pengerasan akibat regangan (strain hardening). Peningkatan kekerasan paduan AlMg2 memang berbeda dengan peningkatan kekerasan AlMgSi karena adanya perbedaan komposisi unsur paduan. Perolan yang dilakukan pada saat pabrikasi mengakibatkan terjadinya peningkatan energi salah tumpuk (stacking fault energy). Pada kondisi tersebut paduan aluminium mengalami rekristalisasi. Adanya unsur Si dalam paduan menyebabkan AlMgSi lebih keras dibandingkan dengan paduan AlMg2. Oleh sebab itu agar cadangan AlMgSi memiliki daya guna sebagaimana AlMg2 bagi keperluan pembuatan elemen bakar nuklir maka paduan AlMgSi perlu dilunakkan melalui perlakuan panas (dianil).
Pada penelitian ini dilakukan suatu trial and error yaitu AlMgSi dianil selama 300 menit pada suhu 400C, 500C dan 600C dilanjutkan solidifikasi dalam tungku. Data pengaruh anil dengan solidifikasi dalam tungku terhadap kekerasan mikro AlMgSi seperti pada tabel 2a. Berdasarkan data tersebut diketahui bahwa anil dengan waktu yang sama maka paduan AlMgSi akan semakin lunak jika suhu anil relatif lebih tinggi. Efek anil pada suhu rendah (400C) menyebabkan kekerasan mikro yang semula 80,98 HVN turun menjadi 29,52 HVN (=68,21% softening) sedangkan anil pada suhu yang lebih tinggi (600C) menghasilkan kekerasan yang lebih rendah lagi yaitu 25,74 HVN (=63,47% softening). Anil selama 300 menit tersebut menghasilkan efek pelunakan diluar target yang diharapkan atau dengan kata lain bahwa proses anil selama 300 menit pada suhu 400C, 500C dan 600C mengalami error. Efek anil menghasilkan pelunakan dalam range : 68.21% – 63,47% (Gambar 1). Sedangkan reduksi kekerasan mikro AlMgSi yang diharapkan adalah dalam kisaran 42,75% softening atau setara kekerasan sampel acuan (AlMg2) yaitu 46,36 HVN.

agb1Gambar 1. Hubungan suhu anil selama 300 menit terhadap kekerasan mikro
AlMgSi berdasarkan perbedaan kondisi solidifikasi

Oleh sebab itu dilakukan pula penelitian lanjut yaitu AlMgSi dianil selama 300 menit pada suhu 400C, 500C dan 600C tetapi solidifikasi dilakukan secara atmosferik. Data pengaruh anil dengan solidifikasi secara atmosferik terhadap kekerasan mikro AlMgSi seperti pada Tabel 2b. Berdasarkan data tersebut diketahui bahwa anil dengan waktu yang sama (300 menit) maka paduan AlMgSi akan melunak jika suhu anil relatif lebih rendah (Gambar 1). Anil pada suhu 4000C menghasilkan pelunakan 31,74 HVN (=39,19% softening) sedangkan anil pada suhu yang lebih tinggi (600C) menghasilkan pelunakkan 66,5 HVN (=82,11% softening). Anil selama 300 menit yang dilanjutkan dengan pendinginan secara atmosferik dapat menghasilkan pelunakan dengan kekerasan akhir yang mendekati nilai 46,36 HVN dan hasil pelunakan berada dalam range : 39,19% – 82,11%.
Pada Gambar 1, tampak bahwa pengaruh anil selama 300 menit yang dilakukan dalam range suhu 400-600C menunjukan perbedaan karena pengaruh pendinginan (solidifikasi). Solidifikasi dalam tungku dilakukan dengan cara mendiamkan spesimen setelah dipanaskan pada suhu tertentu agar kembali ke suhu kamar seiring dengan turunnya suhu tungku, sehingga laju pendinginan berjalan lebih lambat ketimbang pendinginan pada udara terbuka atau solidifikasi atmosferik. Oleh sebab itu pelunakan dengan metode solidifikasi dalam tungku menghasilkan kekerasan yang makin rendah. Laju pendinginan yang lambat mengakibatkan mekanisme recovery berperan sangat dominan dalam pelunakan sehingga menyebabkan paduan AlMgSi mengalami deformasi sehingga menjadi sangat lunak dibandingkan dengan anil pada suhu yang sama namun dilanjutkan dengan pendinginan secara atmosferik.
Penelitian dilakukan berdasarkan range waktu 60 sampai 300 menit pada suhu 400C, 500C dan 600C dengan solidifikasi atmosferik. Data pengaruh anil selama 60 sampai 300 menit pada suhu 400C, 500C dan 600C terhadap kekerasan mikro AlMgSi pada Tabel 3.

agb2a
Gambar 2a. Hubungan suhu anil terhadap kekerasan mikro AlMgSi
diikuti solidifikasi atmosferik.

Berdasarkan penelitian anil dengan solidifikasi atmosferik yang dilakukan pada parameter tersebut seperti Gambar 2a dimana dapat diketahui bahwa akibat pemanasan selama 60 menit pada suhu relatif rendah (400C) dari suhu rekristalisasi maka AlMgSi dapat dilunakkan kekerasannya yang semula 80,98 HVN menjadi 32,3 HVN (60,11%). Hasil pemanasan selama 60 menit pada suhu lebih tinggi yaitu 500C maka kekerasan AlMgSi menjadi 43,06 HVN (46,82%) atau hampir mendekati kekerasan AlMg2 original. Sedangkan hasil pemanasan selama 60 menit pada suhu tertinggi yaitu 600C maka kekerasan AlMgSi menjadi 63,48 HVN (21,61%).
Anil dengan solidifikasi atmosferik yang dilakukan dengan masa 180 menit pada suhu relatif rendah (400C) dari suhu rekristalisasi maka AlMgSi dapat dilunakkan kekerasannya yang semula 80,98 HVN menjadi 37,16 HVN (54,11%). Pada pemanasan selama 180 menit dengan suhu yang lenih tinggi yaitu 500C maka AlMgSi dapat dilunakkan kekerasannya yang semula 80,98 HVN menjadi 39,46 HVN (51,27%). Sedangkan hasil pemanasan selama 180 menit pada suhu 600C menyebabkan kekerasan AlMgSi menjadi 58,37 HVN (27,92%).
Selanjutnya, eksperimen anil dengan solidifikasi atmosferik yang dilakukan dengan masa lebih lama yaitu 300 menit pada suhu relatif rendah (400C) dari suhu rekristalisasi maka AlMgSi dapat dilunakkan kekerasannya yang semula 80,98 HVN menjadi 31,74 HVN (60,80%). Pada pemanasan selama 300 menit dengan yang suhu lebih tinggi yaitu 500C maka AlMgSi dapat dilunakkan kekerasannya yang semula 80,98 HVN menjadi 38,68 HVN (52,23%). Sedangkan hasil pemanasan selama 300 menit pada suhu 600C menyebabkan kekerasan AlMgSi yang semula 80,98 HVN turun mnenjadi 66,5 HVN (17,88%).
Proses anil dengan solidifikasi atmosferik menunjukkan bahwa prosentase pelunakan makin rendah dengan makin tingginya suhu anil. Peran pelunakan oleh mekanisme recovery masih dominan khususnya recovery dynamic. Pada deformasi yang lebih tinggi yaitu pada suhu 600C selama 300 menit kekerasan paduan AlMg2 terlihat mengalami peningkatan. Hal ini disebabkan karena pada deformasi yang lebih besar butir-butir hasil deformasi memiliki energi dalam yang tinggi disebabkan oleh tingginya kerapatan dislokasi itu. Kerapatan dislokasi pada tingkat deformasi menyebabkan makin banyak batas butir yang merupakan rintangan terhadap gerakan dislokasi. Disamping itu pembentukan fasa kedua menjadi dipercepat dengan makin besarnya derajad deformasi sebagai efek dari solidifikasi atmosferik. Hal ini berarti ikut menghambat gerakan dislokasi sehingga memberikan kontribusi pada pelunakan sehingga sifat kekerasan AlMgSi cenderung lebih tinggi pada anil 600C dibandingkan dengan anil 400C.
Grafik pada Gambar 2a menunjukan bahwa anil AlMgSi diatas suhu 400C sampai 600C dalam solidifikasi atmosferik memiliki kecenderungan peningkatan kekerasan, sehingga dapat diketahui hasil pelunakan terendah dan tertinggi. Parameter anil selama 60 menit pada suhu 500C ternyata menghasilkan pelunakan mencapai 43,06 HVN atau setara dengan 46,82% softening dan merupakan parameter yang paling sesuai untuk pelunakan agar kekerasan AlMgSi yang dihasilkan sesuai dengan kekerasan AlMg2.
Guna mengetahui parameter anil secara solidifikasi atmosferik yang sesuai range pelunakan AlMgSi yang diharapkan (46,36 HVN) maka dengan menggunakan cartesien graph Gambar 2a ditarik garis sejajar sumbu absis (kekerasan mikro 46,36 HVN) hingga memotong garis hubungan waktu anil lalu diproyeksikan sejajar sumbu ordinat sehingga suhu anil dapat terbaca seperti ditunjukan pada gambar 2b.

agb2b
Gambar 2b. Prediksi suhu anil AlMgSi diikuti solidifikasi atmosferik yang dapat
diterapkan jika target kekerasan mikro AlMg2 = 46,36 HVN.

Untuk melunakkan AlMgSi agar mencapai kekerasan setara AlMg2 original maka anil dapat dilakukan selama 60 menit pada suhu 525C ; atau selama 180 menit pada suhu 547C; atau selama 300 menit pada suhu 536C.

Kesimpulan
Kekerasan mikro AlMg2 adalah 46,36 HVN atau lebih lunak dari pada AlMgSi sebelum mendapat perlakuan (80,98 HVN). Setelah AlMgSi hasil anil dikomparasi terhadap kekerasan AlMg2 disimpulkan bahwa anil selama 60 menit pada suhu 500C diikuti pendinginan secara atmosferik ternyata menghasilkan pelunakan mencapai 43,06 HVN atau setara dengan 46,82% softening dan merupakan parameter yang paling sesuai untuk pelunakan AlMgSi agar mendekati kekerasan AlMg2.
Saran
Disarankan agar dapat melanjutkan ke eksperimen lanjut dengan mengaplikasikan anil dengan parameter lain yang memungkinkan agar AlMgSi dapat dilunakkan sehingga kekerasannya setara dengan AlMg2. Parameter lain adalah anil dilakukan selama 60 menit pada suhu 525C; atau selama 180 menit pada suhu 547C; atau selama 300 menit pada suhu 536C pada solidifikasi secara atmosferik serta dilengkapi dengan analisis struktur mikro.

pns1

labmetal

Tungku Pemanas Untuk Laboratorium IPA

bpmsohHadijaya, Alumni Prodi Pendidikan Kimia FKIP UT, UPBJJ Jakarta

Penelitian material atau penelitian logam pada umumnya membahas mengenai sifat fisik dan mekanik seperti perubahan strukturmikro, komposisi, kekuatan tarik, kekerasan, ketahanan korosi dan sebagainya yang banyak berhubungan dengan kondisi perlakuan panas.
Perubahan strukturmikro dan komposisi terutama setelah logam mengalami perlakuan panas (annealing) akan mempengaruhi sifat mekanik. Percobaan melalui proses perlakuan panas memberikan data/ informasi tentang karakteristik yang cukup penting untuk pengembangan suatu material logam.

htfur2Penelitian bidang pangan, bidang sipil, bidang korosi, bidang material roket, bidang obat-obatan, bidang nuklir membutuhkan alat pemanas atau tungku atau oven atau furnace.

tungkuht
https://www.youtube.com/watch?v=HAValWrSW5o

Untuk keperluan tersebut, Bidang Teknologi IKAUT Pusat dapat membuat tungku listrik (heat treatment furnace) yang memadai yaitu dengan jangkauan suhu 750 oC. Dimensi chamber dalam bentuk kubus 36x36x36 Cm3. Tungku dilengkapi elemen pemanas jenis Kanthal yang terbentang dengan formasi seri disepanjang 3(tiga) bidang ruang chamber.
Ruang pemanas atau chamber dirancang sedemikian rupa terdiri dari 4 (empat) lapis penyekat meliputi batu tahan api jenis Brick C setebal 6,5 Cm, Unifiber rockwool tipe R850 (Kao wool) setebal 2,25 Cm, Unifiber rockwool tipe M450 (Glass wool) setebal 2,25 Cm dan plat steel (dinding luar) setebal 3 mm sehingga mampu menahan kehilangan panas sekecil mungkin. Di ruang pemanas terpasang heating element atau heater dan ujung termokopel.
Pada ruang elektrikal terdapat sebuah terminal yang menghubungkan power supply dengan contactor, MCB, control temperature, termokopel dan heating element. Luas ruang elektrikal adalah separuh dari luas ruang chamber.
Seluruh komponen elektrikal yang terpasang ditest satu persatu dengan avometer dan hubungan antar komponen dipastikan sudah sesuai. Selanjutnya dilakukan test run atau uji fungsi untuk memastikan bahwa furnace dapat bekerja dengan baik.
Tungku dioperasikan pada suhu setting sampai 750 oC selama 3 (tiga) jam. Setiap terjadi kenaikan suhu dilakukan pencatatan waktu dan pengukuran suhu ruang chamber menggunakan Kalibrator Digital Pyrometer.
Pelaksanaan kalibrasi dilakukan untuk mengetahui perubahan suhu yang sebenarnya terjadi pada chamber yaitu dengan memasukkan ujung probe termokopel. Data pengukuran yang terbaca pada display monitor digital atau control temperature dicatat pada setiap pertambahan suhu 100 oC dan dalam waktu yang bersamaan. Uji fungsi tungku pada suhu tertinggi yaitu 750 oC memerlukan total waktu 3 jam. Kenaikan suhu ruang pemanas membedakan pembacaan suhu tungku dengan pembacaan suhu termokopel kalibrator dengan kisaran 10 oC sampai 24 oC atau atau kurang dari 3%. Jika kurva kalibrasi yang merupakan hubungan antara suhu furnace dengan waktu menunjukkan garis yang hampir berimpit berarti furnace memiliki deviasi suhu operasi relatif rendah dengan kecepatan rambat panas rata-rata sebesar 15,25 oC/menit.
hjayacarblte
htfurUntuk membantu operator, maka spesifikasi alat dilengkapi pula dengan Standar Operasional Prosedur (SOP) Pengoperasian, SOP Perawatan Tungku dan SOP Kalibrasi.
Dirancang-bangun tungku atau oven tersebut adalah dalam rangka penguasaan teknologi pembuatan tungku lokal yang diharapkan dapat mendukung kebutuhan peralatan litbang teknik material baik untuk keperluan lembaga penelitian, untuk laboratorium kendali mutu di pabrik/ industry maupun untuk laboratorium IPA di Perguruan Tinggi.
Ketergantungan alat yang semula impor dan mahal dapat diatasi dengan membuat sendiri, hal tersebut sangat memungkinkan mengingat bahwa suku cadang yang diperlukan mudah didapat. Suku cadang dapat kita temukan dibilangan Glodok Jakarta.
htfur4Bidang Teknologi IKAUT Pusat tidak atau belum memiliki bengkel las atau bengkel mekanik sendiri, apa mungkin rancang bangun dapat dilakukan ? Jawabnya adalah sangat mungkin. Untuk memproduksi sebuah tungku kami bekerjasama dengan bengkel mekanik dan bengkel las dalam hal membentuk casing atau body furnace. Namun satu hal penting yang harus dimiliki adalah pengetahuan praktis mengenai disain dan instalasi. Teknisi bengkel mekanik dan bengkel las melakukan tugasnya berdasarkan arahan kami. Dengan demikian pekerjaan pembuatan tungku dapat diselesaikan.
htfur1Jika harga sebuah tungku pemanas impor berkisar antara 100 sampai 150 Juta rupiah tergantung kapasitas panas serta buatan negara mana, maka tungku lokal yang kita buat hanya berkisar antara 50 sampai 75 Juta atau 50% lebih murah.
Anda pilih mana bikin sendiri atau kami bikinkan ? Kalau mau dibikinkan, silahkan kontak kami di HP/WA : 08128727937. Demikian sekilas informasi teknologi terkini dari Bidang Teknologi IKAUT Pusat. [Gway] htfur6htfurn

Protein Hidrolisat dan Taurin: Bahan Alternatif untuk Peningkatan Produksi Perikanan Budidaya

Sektor perikanan budidaya tidak bisa dipungkiri telah menjadi salah satu sektor dengan kenaikan tingkat produksi yang cukup signifikan. Data FAO (2014) menunjukkan bahwa rata-rata kenaikan produksi yang dimiliki dari tahun 1980 hingga 2012 sekitar 8.6% per tahun dengan jumlah produksi sebanyak 90.4 juta ton, terdiri atas 66.6 juta ton ikan konsumsi dan 23.8 juta ton produksi alga akuatik. Saat ini dari sekitar 600 spesies yang menjadi komoditas budidaya, lebih dari 60% diantaranya didominasi oleh komoditas ikan dan krustasea yang sebahagian besar bergantung kepada input pakan untuk memenuhi kebutuhan gizi selama masa produksi.Kondisi ini tentu menjadi sangat kontradiktif bila dikaitkan dengan isusustainability, karna pakan yang digunakan pada umumnya masih menggunakan ikan pelagis dan demersal sebagai bahan utama pembuatan tepung ataupun minyak ikan yang sejatinya dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin untuk ketahanan pangan (food security).

 

Selain faktor sustainabilitydan food security, peningkatan harga tepung ikan juga menjadi salah satu faktor pendorong bagi para pelaku usaha untuk mencari bahan alternatif yang dapat menjamin keberlanjutan usaha, seperti halnya penggunaan tepung kedelai, bungkil biji kapuk, atau bahan nabati lainnya. Namun, keterbatasan yang ada seperti rendahnya konsentrasi asam amino esensial dan keberadaan zat anti nutrisi serta dampak yang ditimbulkan seperti rendahnya tingkat performa pertumbuhan dan buruknya rasio konversi pakan menjadi tantangan tersendiri dalam pengggunaan bahan-bahan alternatif tersebut. Oleh karena itu, penggunaan bahan suplemen yang bertujuan untuk melengkapi kekurangan bahan alternatif dimaksud menjadi fokus perhatian dalam mendukung keberlanjutan aktivitas produksi. Diantara bahan suplementasi tersebut, penggunaan protein hidrolisat dan taurine dinilai memiliki efektivitas yang baik dalam mendukung performa pertumbuhan dan sistem imun ikan.

 

Protein hidrolisat

           Produk komersial dari protein hidrolisat saat ini sudah dapat diperoleh di pasaran. Secara ilmiah, produk ini diperoleh melalui proses hidrolisis berbagai sisa pengolahan ikan (kususnya ikan laut) yang tidak termanfaatkan seperti kepala, ekor, tulang atau organ internal lainnya dengan menggunakan enzim pada kondisi pH (derajat keasaman) tertentu. Berbagai kajian menunjukkan bahwa produk hidrolisis ini secara alamiah kaya akan nutrisi dan bahan bioaktif peptida, seperti hormonpertumbuhan, antioksidan, anti-stress dan antimikrobial peptida.Berdasarkan kajian lapangan yang dilakukan padaikan Kakap putih Lates calcarifer, mulai fase pendederan (bobot awal 2,53±0,35 g dan panjang awal 4,1±0,56 cm) hingga fase pembesaran (bobot akhir ditentukan hingga 50 – 60 g), suplementasi protein hidrolisat dengan dosis 2% dan 3%pada pakan dengan kandungan protein rendah mampu memberikan tingkat kelulushidupan dan performa pertumbuhan yang lebih baik dibandingkan dengan ikan tanpa perlakuan (kontrol).

 

 

Gambar. Histogram rata-rata tingkat kelulushidupan (A) ikan kakap putih Lates calcarifer selama masa percobaan di fase pendederan, dan (B) fase perbesaran. Perbedaan yang nyata di antara perlakuan dan kontrol diindikasikan dengan huruf yang berbeda (p<0.05).

 

 

Lebih lanjut, hasil kajian juga menunjukkan bahwa antimikrobial peptida yang terkandung di dalam protein hidrolisat mampu menginduksi sistem imun pada ikan Kakap putih Lates calcarifer selama masa pengamatan. Hal ini terbukti dengan profil Neutrofil, Leukosit, Limfosit dan Monosit yang lebih baik jika dibandingkan dengan ikan tanpa perlakuan. Peningkatan sistem imun ini mampu melindungi ikan dari infeksi mikroorganisme patogen dan dampak degradasi kualitas lingkungan dengan memberikan tingkat kelulushidupan yang lebih baik jika dibandingkan dengan ikan tanpa perlakuan.

 

Taurin

            Taurin atau secara kimiawi sering disebut dengan 2-aminoethanesulfonic acid, juga menjadi salah satu suplemen yang memiliki tingkat efisiensi dan efektifitas yang cukup baik untuk meningkatkan performa pertumbuhan ikan budidaya. Taurin merupakan salah satu molekul organik yang kaya akan asam amino untuk membentuk protein dan secara alamiah dapat ditemui di jaringan hewan, termasuk: mamalia, burung, ikan dan hewan akuatik invertebrata seperti kerang dan oyster. Walaupun beberapa spesies mampu mensintesa taurin, namun sebahagian besar hewan akuatik masih membutuhkan input taurin melalui pakan untuk optimalisasi proses fisiologis.Keberadaan taurin memiliki beberapa fungsi, diantaranya dapat berperan sebagai anti-oksidan, osmoregulasi, optimalisasi fungsi empedu, stabilisasi sel membran, sertamelindungi fungsi mata dan jaringan saraf. Pada organisme akuatik, kekurangan asupan taurin menyebabkan buruknya performa pertumbuhan, rendahnya tingkat kelulushidupan akibat menurunnya sistem fungsi imun, sindrom pada hati, dan mengurangi level hematokrit(Salze dan Davis, 2015).

 

Aplikasi taurin pada industri budidaya perikanan sudah dilakukan pada beberapa spesies ikan, khususnya jenis ikan laut karnivora, dan berbagai tahapan produksi mulai dari perbenihan hingga perbesaran. Kajian yang dilakukan di Auburn University menunjukkan bahwa suplementasi taurin dengan konsentrasi berkisar antara 0.54 – 0.65% pada pakan yang diproduksi dengan menggunakan protein berbahan dasar nabati mampu memberikan pertumbuhan dan tingkat kelulushidupan yang lebih baik pada ikan bawal floridaTrachinotus carolinus (Salze et al. 2014a). Berbagai kajian lainnya pada jenis ikan yang berbeda seperti pada ikan yellowtail Seriola lalandi, cobia, red seabream, Japanese flounder, dan white seabass Atractoscion nobilisjuga memberikan dampak positif yang sama. Hasil ini menunjukkan bahwa taurin memiliki potensi yang baik untuk dapat digunakan sebagai bahan suplemen pada pakan, khususnya untuk produksi ikan laut karnivora. Sementara untuk komoditas ikan air tawar berbagai kajian masih perlu dilakukan utamanya dari sisi ekonomi dan efektivitas yang diberikan.

 

Regulasi

 

            Penggunaan protein hidrolisat dan taurin serta bahan suplementasi selain memiliki potensi yang baik untuk meningkatkan performa pertumbuhan dan daya tahan tubuh ikan terhadap infeksi penyakit, juga diharapkan mampu mengurangi tekanan terhadap penggunaan tepung dan minyak ikan pada industri budidaya. Pengurangan ini tentu akan berdampak positif terhadap ketersediaan ikan sebagai sumber nutrisi untuk memenuhi kebutuhan pangan (food security) masyarakat global yang terus meningkat. Walaupun begitu, penggunaan suplemen juga harus melalui berbagai kajian ilmiah sertaassesment yang baik dan dipastikan tidak menimbulkan dampak negatif terhadap kualitas lingkungan produksi.Hasil penilaian dengan kategori layak untuk dipergunakan dapat dimasukkan kedalam peraturan khusus untuk memenuhi tujuan peningkatan produksi budidaya perikanan yang sehat, bermutu, aman dikonsumsi dan memiliki daya saing tinggi.

 

Referensi

Salze, G.P and Davis, D.A. 2015. Taurine: A critical nutrient for future fish feeds. Aquaculture 437: 215-229

Salze, G.P., Davis, A.D. and Rhodes, M.A. 2014a. Quantitative requirement of dietary taurine in Florida pompano Trachinotus carolinus. Aquaculture America 2014. Seattle. WA

 

 

Tentang Penulis :

Nama       : ROMI NOVRIADI

UPBJJ     : Batam

Prodi       : Alumni Pendidikan Kimia

Saat ini sedang menempuh pendidikan S3 di Auburn University – Alabama, Amerika Serikat.

Peleburan Aluminium Foil Eks Kemasan Obat dan Minuman Instan

FURNACE

Hadijaya, Alumni Prodi Pendidikan Kimia FKIP UT, UPBJJ Jakarta

Sampah eks kemasan minuman instan bersama sampah plastik lainnya seringkali menjadi penyebab banjir karena tersumbatnya aliran air. Diantara sampah eks kemasan minuman instan itu ada yang mengandung aluminium foil (lapisan tipis dibagian dalam bungkus) dan bisa didaur ulang untuk dipungut unsur Aluminiumnya melalui cara peleburan. Unsur Aluminium pada bungkus minuman instan termasuk juga bekas kemasan obat dipungut karena bernilai jual.

Upaya pemungutan limbah plastik tersebut disamping untuk memanfaatkan aluminium sebagai material berguna agar tidak mubazir juga cukup membantu upaya penanggulangan banjir akibat sampah plastik yang acapkali menyumbat saluran air.
Aluminium merupakan bahan logam yang banyak digunakan dalam berbagai keperluan seperti untuk melapisi badan pesawat terbang, untuk perabot rumah tangga, untuk kaleng minuman karena mampu memberikan kekuatan mekanik yang baik, tahan korosi, serta memiliki mampu-cor yang baik.
Teknologi proses peleburan dapat dilakukan dengan cara konvensional yaitu dengan teknologi sederhana namun efektif dalam memperoleh aluminium batangan.
Bahan-bahan yang diperlukan pada proses daur ulang ini meliputi bahan utama dan bahan pendukung. Bahan utama adalah bahan baku yang terdiri dari sampah bungkus minuman instan atau bungkus obat yang mengandung aluminium foil dan jika ada ditambah anfalan (barang rongsokan) seperti kaleng minuman, potongan plat atau pipa aluminium.
Bahan pendukungnya berupa greyhon, dibutuhkan pada saat menyalakan api.

Adapun alat peleburan terdiri sebuah tungku peleburan berupa drum yang bagian dalamnya dilapis bata tahan api, besi pengaduk untuk meratakan nyala api, centong untuk menuangkan cairan aluminium, dan cetakan terbuat dari baja untuk membekukan cairan aluminium.
Tungku termasuk semua peralatan yang masih terbelakang ini sengaja diciptakan untuk menghemat biaya produksi. Tungku yang dipakai berjumlah 9 buah ini kalau dioperasikan secara maksimal akan menghasilkan 10 batang alumunium atau kalau bahan bakunya cukup baik akan menghasilkan ±1 kwintal logam aluminium perhari.
Pada proses peleburan, mula-mula sampah kemasan aluminium foil dimasukkan secara bertahap yaitu kira-kira 50% dari kapasitas tungku. Selanjutnya masukkan greyhon (bahan bakar) yang dibungkus dengan grenjeng (kertas timah rokok) dan dinyalakan apinya. Ketika api mulai menyala greyhon terus ditambahkan hingga api membesar.
Setelah itu semua bahan utama dan anfalan (barang rongsokan) aluminium dimasukkan sampai tungku penuh. Bungkus aluminium foil terus diaduk dan ditekan untuk membantu mempercepat pencairan.

Apabila telah terjadi pencairan logam aluminium kemudian kotoran yang mengapung dalam bentuk terak dibuang memakai centong. Penuangan logam cair Aluminium ke cetakan baja juga dilakukan menggunakan centong. Pembekuan logam cair dengan udara terbuka sampai menjadi dingin dan aman dipegang berlangsung selama 10-12 jam. Setelah beberapa saat logam cair membeku (disebut coran) yang selanjutnya dikeluarkan dari dalam cetakan. Coran tersebut kemudian dipreparasi untuk dianalisa mikrostrukturnya menggunakan alat mikroskop optik atau diuji kekerasannya menggunakan alat micro hardness tester.
Mutu hasil proses peleburan logam aluminium dapat diketahui dengan cara menganalisa mikrostrukturnya yaitu melalui teknik metalografi atau mikroskopi. Keadaan mikrostruktur, dalam hal ini grain size (ukuran butir) sangat berpengaruh terhadap sifat mekanis logam. Pengerjaan metalografi terhadap coran logam akan menampilkan mikrostruktur yang membantu interpretasi kualitatif maupun kuantitatif.
Tahapan pekerjaan yang dilakukan untuk menganalisa mikrostruktur coran logam seperti paduan Aluminium meliputi Sampling-cutting sectioning (pencuplikan), coarse grinding (pengasahan kasar), mounting (penanaman), fine grinding (pengasahan halus), rough polishing (pemolesan kasar), pemolesan akhir, selanjutnya coran Aluminium dietsa dengan reagen dari campuran beberapa bahan kimia antara lain: 10 mL HCl + 30 mL HN03 + 5 gr FeCl3 + 20 ml H2O.
Beberapa metode pengetsaan yang umum dilakukan antara lain adalah metode optik, elektrokimia (kimia), dan fisika. Etching dengan metode kimia kiranya yang paling praktis dan dilakukan dalam percobaan ini. Dalam teknik etching larutan pengetsa bereaksi dengan permukaan cuplikan tanpa menggunakan arus listrik. Peristiwa etching metode ini berlangsung oleh adanya pelarutan selektif sesuai dengan karakteristik elektrokimia yang dimiliki oleh masing-masing area permukaan bahan. Selama pengetsaan, ion-ion positif dari logam meninggalkan permukaan bahan uji lalu berdifusi kedalam elektrolit ekivalen dengan sejumlah elektron yang terdapat dalam bahan tersebut. Dalam proses etching secara langsung, apabila ion metal tersebut meninggalkan permukaan bahan lalu bereaksi dengan ion-ion non logam dalam elektrolit sehingga membentuk senyawa tak larut, maka lapisan presipitasi akan terbentuk menempel pada permukaan bahan dengan berbagai jenis ketebalan. Ketebalan lapisan ini sebagai fungsi dari komposisi dan orientasi struktur mikro yang lepas kedalam larutan. Lapisan ini dapat menampilkan interferensi corak warna disebabkan karena variasi ketebalan lapisan dan ditentukan oleh mikrostruktur logam yang ada dibawahnya.

Cuplikan yang merupakan potongan-potongan bagian dalam aluminium hasil tuang diamati dengan Optical Microscopy lalu dilakukan pemotretan. Pengamatan pada foto mikrostruktur, secara umum memperlihatkan adanya bentuk matrik induk yang bewarna terang dan partikel-partikel bewarna gelap yang mengarah kebatas butir. Jumlah partikel yang bewarna gelap pada benda hasil tuang umumnya tergantung pada kecepatan laju pendinginan. Semakin cepat laju pendinginan, maka kecepatan pertumbuhan butir akan lebih rendah dari pada kecepatan nukleasi, sehingga butir yang diha¬silkan menjadi halus sehingga kekerasan dan kekuatan tarik akan tinggi.
Berdasarkan pengalaman teknis metalografi maka untuk mendapatkan tampilan permukaan logam yang kontras khususnya batas antar butir, faktor yang menentukan pada prinsipnya adalah keterampilan teknisi dalam preparasi sampel mulai dari Pencuplikan sampai Pemolesan. Selanjutnya, pada saat pengetsaan maka faktor yang menentukan keberhasilan adalah pengetahuan dalam memilih formula etsa berikut metodenya yang tepat. Faktor lain yang juga cukup penting adalah kemampuan dalam mengaplikasikan mikroskop terutama teknik pengaturan cahaya serta fokus gambar batas antar butir logam. [Hadijaya].

Note :
Bidang Pengembangan Teknologi IKAUT Pusat juga melayani konsultasi usaha :
1. Pengujian material (logam dan non logam)
2. Kursus/ Pelatihan Peleburan Aluminum foil (minimal 10 peserta)
3. Pembuatan starter pupuk organik cair
4. Pelatihan Karya Ilmiah Remaja

Hubungi kami di HP : 08128727937;
Informasi kerjasama, konsultasi uji material dll dapat juga menghubungi face book : Kusuka Iptek.

Mengisi Waktu Luang dengan Teka Teki Silang

Gway Soal TTS-1 IKAUT

Teka Teki Silang dapat dimanfaatkan sebagai model pembelajaran bahasa maupun pengetahuan umum lainnya. Pembelajaran dengan mengisi TTS seperti ini diharapkan dapat meningkatkan keingin-tahuan para pembelajar untuk menjawab dengan baik dan benar. Sehingga dengan membiasakan bermain TTS maka para pembelajar akan lekas pandai.

Dalam menyajikan format gambar kotak-kotak kita perlu menguasai aplikasi “paint” yaitu program khusus menggambar. Caranya cukup mudah dengan mengikuti tutorial berikut ini dan dapat dilakukan sendiri menggunakan computer dirumah anda.

Butuh jam terbang yang banyak supaya dapat menggunakan aplikasi “paint” secara cermat dan cepat. Berikut ini saya sajikan model latihan TTS Online Bagian 1, silahkan saudara jawab dan kirimkan jawaban anda kepada admin melalui email : ikaut.alumni.ut@gmail.com

Perlu anda ketahui pula bahwa lembar jawaban harus diunduh terlebih dahulu dengan mengklik tombol kiri pada gambar lalu klik kanan mouse anda kemudian “save image as” dan simpan pada komputer anda dalam file gambar jpeg. Untuk mencantumkan jawaban pada form yang diunduh tadi gunakan program paint. Selamat mencoba semoga sukses !

Pertanyaan mendatar :
5. Kesombongan; kesewenangan; 8.Mantan Rektor UT; 9.Kemerosotan, kebobrokan; 12.Bukan jalan tembus; 13.Nama satu UPBJJ di Sulawesi; 14.Lembaran logam yang sangat tipis; 15.Harapan; 18.Minuman khas Korea yang terbuat dari kotoran manusia; 24.Air terjun di AS; 26.Patokan, landasan; pegangan; 27.Memberi hembusan angin lewat mulut; 28.Shaum 29.Wanita Mantan PM.Inggris; 30.Yang diperingati setiap tanggal 12 Juli; 33.Singkatan nama Gubernur Prov.Babel (juga sebagai Ketua IKAUT Pusat); 36.Pelindung kepala saat mengendarai motor; 37.Pemberitaan melalui corong suara; 39.Nama buah yang bersisik dan bermahkota; 40. Nama depan pembalap wanita Indonesia tingkat Asia Tenggara.

Pertanyaan menurun :
1. Pramuka; 2.Tampil di pentas berempat; 3.Saran; 4.Era; 5.Dikau; 6.Ikut ambil bagian dalam upaya bersama; 7.Cepat saji; 10.Pemimpin kelompok, 11. Yang diperingati setiap tanggal 10 Dzulhijjah; 12.Bercahaya terang disaat malam purnama; 13.Suara macan; 16.Cara; 17. Mata uang Jerman; 19.Surat Perintah Sebelas Maret; 20. Sebutan oleh orang Indonesia untuk VOC; 21. Gelar pencapaian akademik yang berarti “dengan kehormatan” atau dengan pujian; 22. Nama stasiun kereta api di Jakarta; 23.Perlengkapan sholat kaum wanita 25.Bukan professional; 31.Pilihan; 32. Tali gitar, tali raket; 34.Bahan pencuci; 35.Alat penjepit; 36.Upaya mempercantik, memperindah; 38.Pegas.

Kunci jawaban dapat anda ketahui beberapa pekan mendatang dan akan kami sajikan di Face Book pada grup : Forum Komunikasi Antar Alumni UT.

Rekan-rekan alumni pembelajar yang tangguh… Sebetulnya ada program yang lebih canggih dan praktis dalam membuat permainan TTS ini sehingga lebih mengasyikkan yaitu Program Crossword puzzle, gambar kotak-kotak TTS tidak perlu diunduh dan langsung diisi dengan cara menempatkan cursor pada kolom yang akan kita isi. Cursor akan menggeser dengan sendirinya kekanan untuk jawaban mendatar dan dapat pula menggeser kebawah untuk jawaban menurun. Pemakaiannya sungguh mantap, praktis dan sederhana. Namun kami belum menguasi cara mengaplikasikan program kedalam web dan sedang mempelajarinya, mungkin dilain waktu akan kami tampilkan setelah kami menguasai cara mengaplikasikannya sebagai TTS Online pada Website Alumni UT ini.[Gway]