TURBIN AIR

1 Komponen Penyusun

Komponen-komponen Pembangkit Listrik Mikro Hidro :

• Diversion Weir dan Intake (Dam/Bendungan Pengalih dan Intake)
  Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai (‘Intake’ pembuka) ke dalamsebuah bak pengendap (Settling Basin).
• Settling Basin (Bak Pengendap)
  Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.
• Headrace (Saluran Pembawa)
  Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.
• Headtank (Bak Penenang)
  Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayu-kayuan.
• Penstock (Pipa Pesat/Penstock)
  Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah Turbin.
• Turbine dan Generator (Turbin dan Generator)Perputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanikal (seperti sebuah penggilingan biji, pemeras minyak, mesin bubut kayu dan sebagainya), atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesin-mesin atau alat-alat, dimana diberi tenaga oleh skema hidro, disebut dengan ‘Beban’ (Load).

PRINSIP KERJA

Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator. Berikut proses Pembangkit Listrik Mikrohidro merubah energi aliran dan ketinggian air menjadi energi listrik.Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan dengan ketinggian tertentu menuju rumah instalasi (rumah turbin).

Di rumah instalasi, air tersebut akan menumbuk turbin. gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah energi kenetik yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi mekanik berupa berputamya poros turbin.

 Poros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan ke generator dengan mengunakan kopling. sehingga ketika baling-baling turbin berputar maka generator juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energi mekanik dari turbin menjadi energi elektrik. kemudian energi listrik tersebut akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah-rumah atau keperluan lainnya (beban). 

Kelebihan

PLTMH merupakan salah satu pembangkit listrik yang cukup unik karena meskipun dalam skala kecil tetapi memiliki banyak kelebihan, yakni :

1.   Energi yang tersedia tidak akan habis selagi  siklus dapat kita jaga dengan baik, seperti daerah tangkapan atau catchment area, vegetasi sungai dansebagainya.

2.   Proses yang dilakukan mudah dan murah, harga turbin, generator, panel kontrol, hingga pembangunan sipilnya kira-kira Rp 5 juta per KW (kondisional).

3.  Tidak menimbulkan polutan yang berbahaya.

4.   Dapat diproduksi di Indonesia, sehingga jika terjadi kerusakan tidak akan sulit untuk mendapatkan sparepart-nya.

5.   Jika menerapkan mikrohidro sebagai pembangkit listrik secara tidak langsung kita dituntut untuk mengelola dan menata lingkungan agar tetap seimbang, sehingga sudah barang tentu tidak akan menimbulkan kerusakan lingkungan seperti banjir, tanah longsor atau erosi. Dan pada gilirannya ekosistem sungai atau daerah tangkapan akan tetap terjaga, dengan cara ini pula pemanasan global dapat lebih teredam.

6.   Mengurangi tingkat konsumsi energi fosil, langkah ini akan berperan dalam mengendalikan laju harga minyak di pasar internasional. 

7.   Teknologi yang relatif sederhana dan mudah dioperasikan.

Kekurangan 

Sebuah PLTMH diantaranya adalah:

1. Lokasi potensi jauh dari beban sehingga cenderung tidak ekonomis

2. Harga sparepart yang cenderung masih mahal

3. Penentuan tariff yang menyulitkan karena pertimbangan social yang dominan

4. Tingginya biaya dan waktu yang dibutuhkan.

kebanyakan proyek pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mini-Mikrohidro (PLTMH) menghadapi berbagai hambatan seperti rendahnya faktor beban, kurangnya data yang cukup dan peran serta masyarakat setempat, hingga mempengaruhi tingginya biaya dan waktu yang dibutuhkan.

TURBIN GAS

Cara kerja: Proses sederhana sistem terbuka
Pembahasan yang pertama sekali adalah mengenai masalah cara kerja dan
kostruksi turbin gas yang digunakan untuk menggerakkan pesawat terbang, yang sama
juga bila kita membahas secara singkat turbin gas yang dipakai, di industri. Cara kerja
turbin gas penggerak terbang sebagai berikut:


Kompresor tekanan rendah menghisap  udara luar yang ada disekelilingnya,
kemudian udara tersebut ditekan dan dimasukkan kedalam kompresor tekanan tinggi
untuk ditentukan (dimampatkan) lagi.

Selanjutnya udara tekan ini di alirkan kedalam ruang bakar. Didalam ruang bakar
disemprotkan bahan bakar kedalam arus  udara tersebut sehingga terjadi proses
pembakaran. Gas hasil pembakaran yang terbentuk itu kemudian dimasukkan kedalam
turbin tekanan tinggi selanjutnya terus ke turbin tekanan rendah, dan sesudah
memberikan sisa gaya dorongnya gas hasil pembakaran ini keluar menuju udara luar.

Dari gambar tersebut bisa dilihat bahwa ada buah paras penggerak yaitu :

1. Turbin tekanan rendah menggerakkan kompresor tekanan rendah dan melalui
roda gigi transmisi  menggerakan propeller (baling-baling) sebagai daya untuk
digunakan selanjutnya.

2. Turbin tekanan tinggi menggerakkan kompresor tekanan tinggi. Kecepatan putar
kedua turbin adalah, berbeda dimana ukuran turbin dan kompresor kadang-kadang
dibuat menurut teknik aliran fluids yang terbaik. Mekanisme kedua turbin tersebut
tidak saling mempengaruhi satu sama lainnya, karena sebagian dari paras turbin
tekanan rendah berada didalam paras turbin tekanan tinggi.


Sistem turbin gas sederhana 
Turbin gas ini disebut mempunyai proses  sederhana, karena fluids kerjanya
adalah udara biasa tanpa  harus diolah/dipersiapkan  lebih dahulu, cukup hanya
dimampatkan lebih dahulu kemudian dipakai untuk proses pembakaran bahan bakar. Gas
hasil pembakaran dengan entalpi yang tinggi inilah yang jadi fluidanya untuk bekerja.
Selain itu pembuangan panasnya juga sederhana tidak terlalu ruwet, karena gas bekasnya,
bisa dibuang ke udara luar. Pada prinsipnya dapat dibandingkan dengan proses kerja dari
instalasi tenaga uap yang cukup ruwet.

Daya yang dihasilkan turbin 
Pada instalasi tenaga uap turbin menggerakkan generator, dimana daya yang
dihasilkan turbin dengan daya generator sama besarnya. Untuk turbin gas keadaannya
berbeda, karena daya yang dihasilkan turbin harus dibagi menjadi sebagian untuk
menggerakkan, kompresor udara dan sebagian lagi untuk menggerakkan generator listrik.
Perbandingan dayanya kurang lebih 3:2:1 , misalnya agar dapat memutar generator listrik
yang mempunyai daya 1000 kW, turbin gas harus mempunyai daya dara membutuhkan
daya 3000 kW , karena kompresor udara membutuhkan daya 2000 kW.


Jalannya proses didalam diagram diagram p – v dan diagram T - s 
Jalannya proses siklus didalam turbin gas adalah sebagai berikut; bila mesin
kompresi dan mesin ekspansi sudah di putar, maka diantara kedua mesin tersebut
dimasukkan panas. Panas ini harus diubah menjadi daya mekanis semaksimal mungkin.
Untuk mendapatkan daya usaha yang sebesar mungkin, terdapat suatu permasalahan
antara temperatur, dan tekanan gas yang saling berhubungan satu dan lainnya dan untuk
mempermudah pengertian lebih dulu dibahas  proses yang terjadi didalam torak


Contoh Soal:
Berapakah besarnya daya yang berguna (daya effektif) teoritis tanpa kerugian dari suatu
proses siklus turbin gas, bila temperatur sebelum turbin yang diizinkan maksimum
t3 = 850 C
dan kompresornya mempunyai perbandingan tekanan µ = P2 / P1 = 6
Berapakah daya yang dihasilkan turbin teoritis bila banyaknya udara yang bekerja
didalam instalasi turbin ms = 20 kg / detik.
Jawab:
Perhitungan menurut persamaan  w yang berguna,
Wn              T3                        1
------    =   -------  .  (1  -   -----------  )   -  (µ ^(x-1)/x  –1)
 cp.T1                                    µ(x – 1 )/x
   
cp =  1,004 kJ / kg K =  Kapasitas panas spesifik
T1 = t1 + 273 = 15°C +  + 273°C = 288° K
T3 = 850
C + 273 C  = 1123 K
µ = 6
x = 1,4 untuk udara dan (x-1)/x = 0,285
  WN
---------   =   3,9 . 0,4 – 0,66 = 0,90
 Cp.T1
Bandingkan dengan harga-harga yang terdapat pada Gambar 7.
 
W yang berguna  =  0,90 . 1,004  .288  =  270 KJ/Kg
Bila kapasitas udara yang bekerja  m  = 20 Kg/detik, maka daya yang dihasilkan
instalasi turbin gas teoritis adalah : p = 270 kJ/kg . 20  kg/det  = 5400 kJ/det
                                                = 5400 kW.


Material (logam) untuk instalasi turbin gas 
Dengan makin tingginya temperatur operasi turbin gas, maka kekuatan logam
bahan instalasi turbinpun akan turun. Sifat material yang menentukan dalam pemilihan
logam untuk instalasi turbin gas adalah daya tahan/kekuatan logam untuk menerima
beban dalam jangka waktu yang lama (creep strength), atau pada beban berapa sesuatu
benda uji/logam dapat patah sesudah mengalami pembebanan dalam jangka waktu yang
tertentu, hal ini tergantung dari besarnya temperatur benda uji.


Bahan bakar untuk turbin gas 
Untuk turbin gas dengan proses sistem terbuka hanya bisa menggunakan bahan
bakar yang berbentuk cair atau gas, karena hasil proses pembakaran harus bebas dari sisasisa bahan bakar (abu) yang teras dan tidak menimbulkan korosi yang diakibatkan
peristiwa kimia.

Bahan bakar cair 
Minyak bakar asalnya dari minyak bumi yang mengandung campuran zat
hidrokarbon. Minyak bakar berat dan sedang adalah yang mula-mula sekali dipergunakan
untuk turbin gas pada industri. Minyak ini mengandung aspal dan bitumen, yang dapat
menyebabkan terbentuknya suatu endapan yang sukar terbakar diruang bakar dan disudu
-sudu turbin, dan abunya kebanyakan mengandung garam Natrium dan berkombinasi
dengan Vanadium. Bahan bakar diesel adalah  cocok untuk turbin gas, tetapi harganya
cukup mahal.

Bahan bakar berbentuk gas  
Bahan bakar yang berbentuk gas yang  biasanya digunakan untuk turbin gas
adalah gas dapur tinggi, gas bumi dan gas yang diperoleh dari instalasi penguapan gas
arang untuk industri. Gas dapur tinggi adalah barang sisa-sisa dan harganya murah, tetapi
nilai kalornya rendah. Gas bumi adalah bahan bakar yang ideal untuk turbin gas yang
mengandung Methan (CH4) dengan kadar 65 % sampai 92 %.


Konstruksi ruang bakar 
Udara yang telah dimampatkan dimasukkan kedalam ruang bakar. Luas
penampang yang dibutuhkan didapat dari satu persamaan kontinuitas, yaitu A = V/c.
Yang paling penting adalah memilih dan menentukan kecepatan udara di
beberapa sektor yang berlainan.


Kecepatan udara didaerah pembakaran harus mulai dari c = 25 m/detik sampai
dengan 30 m/detik. Bila c terlalu kecil, nyala api akan menyebar kearah komprensor, dan
sebaliknya hila kecepatan udara c terlalu besar, nyala api akan membesar kearah saluran
keluar ruang bakar. Hal ini  akan mengakibatkan temperatur di bagian masuk turbin
semakin tinggi, dan juga akan memadamkan api diruang bakar yang menyebabkan
timbulnya tegangan akibat adanya panas (thermal stress).
Dimana tegangan tersebut disebabkan  karena adanya pembagian temperatur
sebelum turbin yang tidak merata.


Konstruksi mesin 
Kompresor dan turbin mempunyai rotor yang sama, ditahan dua bantalan radial
dan satu bantalan aksial (kiri).Rumah mesin bagian luar umumnya terdiri dari rumah
bagian tengah, rumah bagian udara masuk dan rumah bagian dari gas bekas ke luar yang
satu sama lainnya dihubungkan dengan kuat .
Rotor
Rotor, pada Gambar 15. , konstruksinya terdiri dari beberapa piringan tersendiri yang
dilengkapi sudu, serta kedua ujungnya dan  bagian tengahnya dihubungkan satu sama
yang lain dengan prinsip jangkar tarik.
Bagian-bagian tersebut satu sama lain Baling memegang , dengan sistem Hirth
berkerat-kerat seperti gergaji.
Rotor menjadi ringan dan mempunyai kecepatan kritis dengan letaknya lebih
tinggi daripada kecepatan putar turbin. Bagian-bagian rotor dan sudu-sudu turbin
didinginkan dari dalam. Udara dimasukkan kedalam rotor melalui lubang yang terletak
dibagian belakang tingkat terakhir dari kompresor.
Rotor mengalami gaya gager aksial,  yang berlawanan dengan gaya gager
kompresor. Untuk kompresor arahnya ke kiri sedangkan untuk turbin arahnya ke kanan.


Ruang bakar  
Kedua ruang bakar terletak dan dihubungkan dengan flens di samping rumah
turbin, yang bertujuan sebagai saluran  untuk gas dan udara yang pendek sehingga
kerugian alirannya juga kecil.
Sa1uran gas panas dari ruang bakar ditempatkan di dalamnya saluran udara dari
kompresor, dengan demikian tidak membutuhkan isolasi panas yang khusus. Arus gas
akan belok 90.
 sebanyak dua kali, sebelum masuk kedalam turbin, dengan demikian akan
diperoleh suatu eampuran yang baik dan bebas dari gumpalan gas panas yang mengalir
tetapi tidak mau bercampur dengan udara.
Fundasi Mesin  
Instalasi ini ditumpu oleh 3 bush konstruksi rangka baja. Dibagian depan
kompresor dibuat sebagai, tangki minyak, dan diatasnya ditempatkan rumah sebagai
bantalan bagian depan. Rumah turbin ditumpu oleh dua buah penumpu tetap dan dua
buah penumpu, yang bisa bergerak.


Turbin gas 
Dasar-dasar untuk menentukan ukuran-ukuran ukuran utama turbin gas misalnya
Diameter tingkat D, dan kecepatan keliling u, panjang sudu pengarah dan panjang sudu
jalan, panas jatuh pada tingkat dari turbin dan jumlah tingkat sama dengan proses. turbin
uap, hanya perbedaannya adalah untuk turbin gas yang bertingkat banyak, selain bekerja
dengan proses tekanan lebih dengan r = 0,5, harga u/c1 = 0,7 sampai 0,8.
Sistem sudu-sudu turbin gas terdiri dari sudu pengarah yang ditempatkan didalam
rumah turbine Tingkat tekanan lebih r = 0,5 bekerja dengan kecepatan gas yang rendah.
Makin besar kecepatan keliling u, akan makin besar pula jumlah panas jatuh yang bekerja
didalam tingkat tersebut. Hal ini diperoleh dari hubungan antara u/c1 dimana c1 = 0,7
sampai 0,8 , dan dengan hst
 = c1^2 / 1000,
sekian

BESI TUANG

1.Tinjauan Umum

Besi tuang seperti halnya baja, pada dasarnya adalah paduan besi-karbon yang lebih tinggi, biasanya antara 2,5-4,0 % C. ductilitinya rendah, tidak dapat ditempa, diroll, didrawing, dll. Satu-satunya cara pembuatan yang dapat dikerjakan adalah dengan penuangan, karena itu namanya besi tuang.

Walaupun keuletan dan kekuatannya lebih rendah daripada baja, tetapi karena mudah di tuang dan mempunyai beberapa sifat khusus yang berguna, maka penggunaannya lebih luas, apalagi dengan diberi tambahan unsur paduan dan proses laku panas yang tepat, maka sifatnya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.

2.Klasifikasi

besi tuang biasanya di klasifikasikan menurut struktur metalografinya. Dalam hal ini karbon dalam besi tuang sangat menentukan. Karbon dalam besi tuang dapat berupa instentisial yaitu sementit karbida besi atau berupa grafit karbon bebas. Pengelompokan dapat dimulai berdasarkan kondisi karbonnya. Bila Seluruh karbon berupa sementit maka ia adalah besi tuang putih, selanjutnya dikelompokkan berupa bentuk fisik grafitnya,. Terjadinya struktur yang berbeda-beda ini di pengaruhi oleh beberapa faktor terutama kadar karbon, kadar paduan dan pengotoran, laju pendinginan selama dan sesudah pendinginan.dan laku panas sesudah penuangan.

            Biasanya besi tuang dikelompokkan menjadi:

a.       besi tuang putih, dimana Seluruh karbon berupa sementit.

b.      Besi tuang mampu tempa, dimana karbonnya berupa temper karbon, debngan matrik berupa perlitik dan ferritik.

c.       Besi tuang kelabu, dimana karbonnya berupa grafit berbentuk flake dengan matrik ferlitik dan perlitik.

d.      Besi tuang modular, dimana karbonnya berupa nodular graphite dengan matrik feritik dan perlitik.

3. Besi Tuang Putih

            besi tuang putih biasa diproduksi adalh besi tuang putih hypoeutectic. Untuk mempelajari perubahan yang terjadi selama pembakuan dan pendinginan perhatikan diagram fasa besi karbida.

            Pada temperature X₁ berupa cairan dan mulai membeku pada X₂, membentuk kristal austenit. Dengan penurunan temperature maka makin banyak austenit yang terbentuk, makin sedikit sisa cairan dan komposisinya makin kaya karbon . pada temperature X₃ sudah banyak austenit yang terbentuk, bila reaksi austetik selesai maka akan mulai lagi terjadi penurunan temperature dengan makin rendahnya temperature makin rendah pula kelarutan karbon dalam austenit. Pada X₄ komposisi austeniy akan bertranformasi menjadi autectoid sehingga struktur akhir akan terdiri dari dendrite austentit yang bertranformasi menjadi perlit.

            Mengingat bahwa sementit adalah struktur yang sangat keras dan getas maka besi tuang putih yang mengandung sejumlah besar sementit yang berupa jaringan yang kontinyu juga akan keras, tahan aus dan sangat sulit dimaching.

4.Besi Tuang Mampu Tempa

            Sementit adalah struktur yang metastabil, ia cenderung untuk bedekomposisi menjadi besi dan karbon. Besi tuang mampu tempa dibuat dari besi tuang putih dengan suatu proses yang dinamakan meleableisasi bertujuan mengubah sementit besi tuang putih menjadi temper karbon dan ferrit, proses ini dilakukan dengan dua tahapan annealing. Annealing tahap pertama dan annealing tahap kedua.

            Pada annealing tahap pertama, besi tuang putih dipanaskan sampai 900-950⁰C selama beberapa jam, selama pemanasan perlit akan bertamformasi menjadi austenit, yang juga akan melarutkan sebagian sementit. Setelah itu didinginkan cepat ke 760⁰C untuk melakukan annealing tahap kedua.

            Pada annealing tahap kedua, benda kerja didinginkan sangat lambat laju pendingnan 3-9 ⁰C per jam, melewati daerah temperature kritis dimana reaksi autektoit akan berlangsung, selama pendinginan ini karbon yang masih terlarut dalam austenit akan keluar dari austenit, tidak sebagai sementit seperti biasanya, tetapi sebagai grafit.austenit akhirnya akan bertranformasi menjadi ferrit. Bila pendinginan pada annealing tahap kedua lebih dipercepat maka akan ada sebagian karbon yang tidak samapi keluar menjadi grafit, masih tetap larut dalam austenit, yang pada pendinginan selanjutnya akan bertranformasi menjadi perlit. Makin tinggi temperature awal quenching dan makin tinggi laju pendinginannya makin banyak perlit yang terbentuk. Dengan laju pendinginan yang cukup tinggi akan dapat diperoleh matrik yang sepenuhnya perlitik.

            Bila laju pendinginan pada saat melalui daerah kritis tidak cukup tinggi maka hanya karbon yang ada disekitar inti grafit yang sempat keluar keluar dari austenitsehingga disekitar grafit akan terjadi ferrit dan di daerah yang agak jauh akan terjadi perlit.

Biasanya struktur perlitik dari melleabel cast iron perlu ditemparing untuk yang berstruktur perlitik kasar, temparing dilakukan pada temperature antara 650-700⁰C, sehingga diperoleh speroidized carbide, karena sementit yang ada pada perlit akan berubah menjadi spheoroidit dengan demikian machinability akan naik, begitu juga dengan ketangguhannya, sedangkan kekerasannya akan menurun.

5.Besi Tuang Kelabu

            Besi tuang kelabu adalh besi tuang yang paling banyak diguanakan, berbeda dengan besi tuang melleabel grafit pada besi tuang kelabu terbentuk pada saat pembakuan . proses grafitisasi ini didorong oleh tingginya kadar karbon. Grafit merupakan bagian terlemah dalam besi tuang, kekuatan besi tuang sangat tergantung kekuatan dari matriksnya, matrik ini tergantung apada kondisi dari semenrtit pada autektoid, bila komposisi dan laju pendinginan diatur sedemikian rupa, sehingga sementit pada eutectoid juga akan menjadi grafit. Maka struktur dari matrik sepenuhnya ferrit.

5.1. Penggaruh unsur lain terhadap besi tuang

            pada besi tuang biasanya terdapat unsur lain selain besi dan karbon. Adsanya unsur ini kan mempengaruhi sifat besi tuang. Antara lain:

a.       Silikon

Silikon merupakan unsur yang sangat penting dalam pembuatan besi tuang, ia menaikkan fluidity dari cairan besi sehiongga mudah dituang ke dalm cetakan yang tipis dan rumit. Silikon adalh unsur yang mendorong pembentukan grafit pada besi tuang, selama pembakuan dengan adanya silikon karbon kan membeku sebagai grafit yang berbentuk flake. Bentuk ini hanya bisa dirubah mencairkan kembali.

b.      Sulfur

Sulfur berlawanan dengan silikon, sulfur akan mendorong terbentuknya karbida, dalam jumlah yang cukup bsar sulfur akan menyebabkan besi tuang menjadi besi tuang putih yang sangat keras dan getas.

c.       Mangan

Mangan mendorong pembentukan karbida, tapi tak sekuat sulfur. Bila jumlah mangan yang diguanakan untuk pembentukan MnS, maka mangan tersebut mengurangi pengaruh sulfur dalam pembentukan karbida

d.      Phosphor

Phosphor menaikkan fluidity dan memperluas daerah pembakuan eutektik, juga untuk mendorong pembentukan grafit, bila kadar silikon cukup tinggi dab kadar phosphor rendah, phosphor diperlukan bila harus menuang benda tuang dengan dinding tipis.

5.2. laku panas besi tuang kelabu

            besi tuang mengalami pemanasan biasanya jauh di bawah daerah temperature kritis, temperature transformasi perlit menjadi austenit, yaitu sekitar 510-565⁰C dengan pemanasan selama 1 jam pada temperature tersebut akan menghilangkan 75-85% dari tegangan yang diinginkan.

            Annealing pada temperature 710-800^oC akan meningkatkan machinability. Pada temperature ini sementit yang akan berdekomposisi menjadi grafit dan ferrit. Besi tuang harus berada pada temperature ini dalam waktu yang cukup panjang sehingga dapat terjadfi grafitisasi yang sempurna.

            Normalising dilakukan untuk memperbaiki sifat mekanik atau untuk mengembalikan sifatnya semula, yang berubah akhibat proses laku panas sebelumnya. Normalizing dilakukan dengan memanaskan besi tuang di atas temperature tranformasi, ditahan kuarng lebih 1 jam/inc tebak benda, lalu didinginkan dengan udara diam.

5.3. ukuran dan distribusi dari grafile flakes

            grafit berbentuk flake dengan ukuran yang besar akan memutuskan kontinyuitas matrik, akibatnya menurunkan kekuatan dan keuletan besi tuang kelabu.flake ndengan ukuran kecil tidak terl;alu berpengaruh buruk, karenanya biasanya banyak diinginkan. Ukuran flake dapat ditetapkan dengan cara membandingkan dengan suatu ukuran standar yang sudah ditetapkan bersama antara AFS dan ASTM yaitui dengan mengukur panjang grafit flake yang terpanjang dari besi tuang kelabu. Dengan menambah jumlah silikon maka jumlah eutectic yang terjadi juga akan bertambah dan memperkecil ukuran flake mengingat bahwa silikon adalh unsur yang mendorong grafitisasi. Cara terbaik untuk memperkecil ukuran grafit dan memperbaiki penyebaranya ialah dengan menambahkan jumlah bahan yang di kenal sebagai innoculen.

5.4.sifat mekanik dan penggunaan besi tuang kelabu

            kekuatan tarik merupakan sifat yang penting dalam memilih besi tuang untuk bagian konstruksi yang akan menerioma beban tarik.kekerasan dari besi tuang kelabu merupakan harga rata-rata dari grafit yang lunak dan matriknya. Komposisi juga merupakan pengaruh terhadap kekerasan , kadar karbon, dan silikon yang makin tinggi akan menurunkan kekerasan, walaupun pengaruhnya tak sebesar pengaruh terhadap kekuatan tarik.karena besi tuang kelabu adalah jenis benda tuangan yang paling murah maka bila diperlukan benda tuangan kelabu merupakan pilihan pertama logam lain dapat dipilih bila sifat mekanik dan sifta fisik dari besi tuang kelabu tidak memenuhi syarat.

6.Nodular Cast Iron

            nodular cast iron dikenal juga dengan nama ductile iron, dari namanya dapat diterka bahwa besi tuang ini grafit berbentuk bola-bola kecilkarena grafitnya yang terbentuk speroid yang padat ini kekuatan dan ketangguhannya lebih tinggi dari besi tuang dengan grafit berbentuk flake, oleh karena itu da yang menamakannya besi tuang ulet. Besi tuang nodular austenitic termasuk besi tuang paduan berkadar tinggi, besi ini penting karena sifat tahan korosinya yang relatif tinggidan sifat creepnya pada temperature tinggi baik. Besi tuang nodular banyak di gunakan di bidang pertanian, untuk traktor, dan perlengkapannya, diesel, automotive, untuk poros engkol, kepala silinder, dll

7. Besi Tuang Paduan

          Besi tuang paduan adalah besi tuang yang mengandung satu atau beberapa unsur paduan dalam jumlah yang cukup untuk menghasilkan modifikasi terhadap sifat fisik maupun mekaniknya. Unsur paduan yang sering dipakai dalam grafitisasi:

a.       Chrom

Chrom akan memperbanyak jumlah karbon yang terikat yaitu dengan membentuk karbida kompleks chrom-besi, penambahan sedikit chrom akan menaikkan kekuatan, kekerasan, dept of chill, tahan aus, tahan panas tapi machinabilitynya menurun

b.      Tembaga

Tembaga bertindak sebagai grafitisert, tapi kemmaampuannya hanya seperlima dari silikon, kadar tembaga biasanya antara 0,25-2,5% tembaga cendereung memecah karbidayang besar menjdai lebih halus dan akan memperkuat matrik.

c.       Molybden

Molybden akan memperbaiki sifat mekanik, biasanya di tambahkan0,25-1,25% dan pengaruhnya sama seperti terhadap baja, kekerasan besi tuang menjadi lebih baikmencegah terjadinya Distorsi dan retak pada besi tuang.

d.      Vanadium

Vanadium unsur pembentuk karbida yang sangat kuat, dan menghallangibentukan grafit dengan menambah 0,10-0,25%%V akan menaikkan tensiule strength, tranverse strength,  dan kekerasan

e.       Nikel

Nikel adalah unsur yang mendorong pembentukan grafit, tapi kekuatannya separuh dari silikon. Nikel pada besi tuangh dimaksudkan untuk mengontrol struktur mikro yaitu dengan menghalangi tranformasi austenit, menstabilkan perlit dan mempertahankan jumlah karbida.

THREE PIECE CAN

Kaleng tiga lembar (Three- piece-cans) adalah kaleng yang mempunyai satu lingkaran dan dua tutup.

Bahan baku kaleng tiga lembar ini adalah plat timah (Tin Plate) atau baja bebas timah (TFS).

Tahap-tahap pembentukan kaleng tiga keeping :

1. Membuka gulungan tinplate menjadi lembaran

2. Memotong lembaran menjadi ukuran yang lebih kecil/ slitting

3. Pemberian lapisan dengan vernis pada bakan permukaan dalam dari kemasan. Fungsi lapisan vernis untuk melindungi permukaan tinplate dari korosi dan dari setiap kemungkinan interaksi antara isi (bahan yang dikemas) dengan logam

4. Lembaran yang telah divernis dikeringkan dalam mesin pemanas (oven)

5. Lembaran luas dipotong menjadi lembaran kecil seukuran satu tubuh kaleng. Kepingan tinplate seukuran calon kaleng ini disebut “blank” atau “body blank”. Proses ini disebut slitting

6. Masing-masing helai kecil digulung menjadi bentuk tabung

7. Tabung dipateri atau dilas. Pada resistance welding  suatu arus listrik melelewati kedua permukaan pelat yang akan disambung. Karena adanya hambatan arus listrik timbullah panas yang akan melelehkan permukaan pelat sehingga kedua pelat menyatu.

8. Bagian dalam bekas las disemprot atau dioles kembali dengan vernis atau lak. Sedangkan bagian luar disembur dengan udara panas untuk mengantisipasi berubahnya sifat mekanis karena pengelasan.

9. Pembetukan kuping (flange)  pada bagian atas dan alas badan kaleng pada mesin flanger

10. Tujuan pembentukan kuping (flange) untuk memudahkan peletakan tutup atas dan bawah

11. Pembentukan cincin-cincin atau manik-manik melingkar badan kaleng. Tujuaannya untuk menambah kekuatan badan kaleng.

12. Pengujian dengan cara meniupkan udara bertekanan ke dalam kaleng untuk memastikan bahwa kaleng tidak bocor. Pada saat peniupan kaleng dibenamkan dalam air.

13. Menyimpan kaleng ke dalam gudang untuk dikirim ke pabrik pengalengan

KEMASAN LOGAM

Metode pembuatan Kemasan Kaleng dari Tinplate:

•          Printing dilakukan dengan tujuan untuk pembuatan : dekorasi dan melindungi kaleng dari karat atau untuk mencegah reaksi antara tinplate dengan bahan yang dikemas.

•          Slitting / Shearing adalah proses memotong tinplate menjadi body blank atau strip yang digunakan untuk pembuatan komponen-komponen kaleng sesuai kebutuhan.

•          Pressing adalah proses pembuatan komponen-komponen kaleng seperti tutup atas / bawah atau body kaleng

•          Keuntungan:

                - Banyak untuk produk makanan

                - Perlindungan menyeluruh terhadap isinya

                - Ketahanan suhu bagus

                - Tahan terhadap perubahan suhu dan tekanan

                - Ketahanan mekanis bagus

•          Kekurangan:

                - Daya tahan terhadap korosi kurang

                - Adanya lipatan

Alumunium mempunyai beberapa sifat yang menguntungkan ataupun merugikan untuk dijadikan bahan kemasan.

•          Keuntungan:

                - Berat lebih ringan dari pada baja dan timah

                - Mudah dilekukkan sehingga mudah dibentuk

                - Tidak berbau, tidak berasa dan tidak beracun

                - dapat menahan masuknya gas atau uap air

•          Kerugian:

                - Sukar disolder sehingga sambungan menjadi kurang rapat

                - bila terlipat maka mudah terjadi lubang

                - tidak mampu sebagai kemasan kalau hanya terbuat dari alumunium murni.

               

                Untuk mengatasi kekurangan atau mengurangi biaya dan memperbaiki daya tahannya terhadap korosi Logam-logam yang biasanya digunakan sebagai campuran pada pembuatan wadah aluminium adalah tembaga, magnesium, mangan, khromium dan seng.

 Tinplate adalah lembaran (sheet) baja ringan kadar karbon rendah (low-carbon mild steel) yang bervariasi dalam ketebalan antara 0,15 sd. 0,5 mm dengan coating setebal 0,4 µm sd. 2,5 µm pada kedua permukaan material

sifat mekanis

–        Ductility (kemampuan untuk dideformasi yang ekstensif tanpa retak), dan

–        Drawability (sifat ini muncul dari pemilihan level baja dan kondisi pemprosesan dalam pembuatan)

–        Kemampuan solder yang bagus

–        Mampu las

–        Tidak beracun

–        Sifat lumas

–        Lacquerability

–        Permukaan tahan korosi yang mengkilap (sifat khas tin)

Lapisan tin mengikut pada dasarnya yaitu baja, maksudnya bila diberikan sejumlah deformasi di mana baja masih tahan, tin juga akan tahan

Pembuatan tin plate

Metode tradisional:

•          yaitu dengan mencelupkan atau melewatkan baja melalui sebuah tin cair murni setelah perlakuan permukaan khusus untuk menghilangkan oksida yang ada.

•          Kekurangannya adalah dihasilkan coating  yang tidak seragam

Cara modern: ELECTROPLATING

Keuntungan electroplating:

•          Mampu membuat level coating yang tak mampu dibuat dengan pencelupan

•          Mampu membuat lapisan dengan ketebalan yang berbeda pada kedua permukaan

•          Ekonomis bagi pemakai karena mampu membuat lapisan yang berbeda antara luar dan dalam sesuai keadaan yang dihadapi.

Ada dua metode terkenal untuk tinplating:

•          Ferrostan process (acid stannous sulfate process)

•          Halogen process

Keunggulan ECCS:

•          Permukaan ECCS lebih diterima untuk coating enamel pelindung (lacquer) atau tinta cetak dan pernis dari pada tinplate

•          Ketiadaan lapisan tin dengan titik leleh rendah (232ºC) berarti suhu stoving yang tinggi sehingga waktu stoving yang lebih singkat dapat digunakan untuk peng-enamel-an (lacquering) ECCS

Kerugian :

•          ECCS kurang resis (tahan) terhadap korosi dibanding tinplate karena tidak adanya lapisan tin yang dikorbankan, dan sehingga harus di-email-kan pada kedua sisinya.

•          Sebagai tambahan container (kaleng) ECCS tidak disolder dengan lead tradisional atau solder tin sehingga pengikatan ECCS harus dengan pengelasan atau dengan bahan perekat organik.

•          Bila disolder, ECCS harus dibersihkan lebih dahulu untuk menghapus lapisan chromium. Secara mekanis proses ini sangat lamban, mahal dan tidak efisien.

Jalur pembuatan paduan aluminum digambarkan skema di bawah ini

SMELTER, HOLDING FURNACE , SLAB CASTER , REHEAT FURNACE , HOT ROLING, COILING, COLD MILL , HOLDING FURNACE .

 KALENG

KALENG Terdiri dari :

n  TUTUP/END:      a. FIXED END/ TUTUP TETAP/ KONVENSIONAL

                 b. EASY OPEN  END (EOE)

n  DAN BODI

JENIS KALENG : a. three piece can b. two piece can

PEMBUATAN TUTUP KALENG

Tutup kaleng meskipun sederhana tetapi merupakan sebuah pengembangan desain yang rumit untuk mengatasi deformasi optimum.

Deformasi ini tergantung pada:

n  Ketebalan pelat

n  Kepresisian kontur dari expansion ring (lekuk pengembangan)

n  Kedalaman countersink

Kekuatan tutup (strength) ditentukan oleh:

n  Bahan dan perlakuan temper dari logam yang digunakan

n  Kedalaman / bentuk countersink

ketahanan terhadap distorsi oleh tekanan internal, hal ini ditentukan oleh adanya satu/lebih expansion rings yang melingkari tutup

FIXED END

Tutup konvensional dibentuk dari lembaran tinplate atau TFS yang biasanya telah dilapisi pada kedua permukaannya, yaitu

n  Enamel pada sisi dalam, dan

n  Enamel/pengecatan pada sisi luar (exterior)

Manufakturnya Fixed End

n  Pemotongan blank rata dengan ukuran yang diperlukan untuk pembuatan tutup

n  Pembuatan panel steps (countersink dan expansion rings), yang memberikan tutup tahan terhadap tekanan internal dan kevakuman

n  Pembentukan pinngiran yang dicanangkan untuk seaming (pelipitan)

n  Deposisi seaming compound diikuti dengan curing

EASY OPEN END (EOE/ EOC)

Keuntungan:Mudah dibuka dengan tarikan jari

Jenis:

1. Buka sedikit à biasanya untuk minuman
2. Buka full à untuk bahan padat

Bahan:

1. aluminum, alloy àdilapisi kedua permukaannya atau bagian luar dicetak
2. steel à sulit dibuat
3. TFS àdihindari karena keausan tool yang tidak bisa diterima selama proses scoring dan pembentukan keling

Masalah pada EOC yang terjadi dan pemecahannya

·         Ring penarik tutup menimbulkan masalah sampah  - Desain ring penarik tutup yang tidak bisa terpisah dari tutup

·         Pengelingan terhadap ring penarik tutup dari aluminum (bimetallic container) rawan korosi - Dikembangkan steel easy open unit, namun sulit pembuatannya

·         Bahaya ledakan atau kebocoran - Kontrol kondisi scoring

Proses pembuatan EOE (Easy Open Ends)

n  pemotongan blank rata dengan ukuran sesuai kebutuhan

n  Pembentukan pinggiran yang dicanangkan untuk seaming (pelipitan) dan curl (keritingan)

n  Deposisi seaming compound diikuti dengan drying

n  Pengepresan panel steps atau rusuk-rusuk untuk memperkuat tutup melawan tekanan internal

n  fabrikasi dalam sebuah seri rangkaian proses dengan melokalisasi secara memanjang terhadap logam untuk membentuk keling di mana batang / cincin penarik akan ditempel

n  proses scoring

n  pendeposisian dan pengelingan batang/ cincin penarik

PENGGABUNGAN BODY KALENG

Tahap penyolderan Sisi lipat

n  guntingan pelat dipotong-potong menjadi empat persegi, diberi lacquer dan didekorasi

n  dipotong-potong menjadi seukuran body kaleng (termasuk sisi pelipitan) dengan slitting m/c

n  ujung body blank diberi tekukan untuk menghindari ketebalan extra dimana sisi pelipitan dikeriting ke tutup

n  penekukan ujung-ujung sisi (hook) kemudian dilapisi film flux

n  pengerolan

n  penggabungan (pelipitan) sisi pelipitan diberi pemenasan awal dengan gas jet

n  penyolderan; dalam bak solder cair (2% tin dan 98% lead)

n  Pemberian enamel/ lacquer kadang diberikan lagi terhadap salah satu atau kedua permukaan lipatan (disebut “side stripping”) dalam rangka memperbaiki kerusakan enemel awal yang mungkin rusak akibat panas dari solder

 

Sisi lipat dilas

Keuntungan dilas:

n  pengurangan /pembuangan lead dari permukaan pelipitan; lead tidak aman untuk produk makanan

n  overlap untuk pengelasan 0,4-0,5 mm

n  berarti lebih hemat dan banyak bidang untuk dekorasi

n  lebih kuat

n  mudah membuat pelipitan di ujung (dengan tutup)

KEMASAN GELAS

Sebagai bahan kemasan, gelas mempunyai kelebihan dan kelemahan. Kelebihan
kemasan gelas adalah :
- Kedap terhadap air, gas , bau-bauan dan mikroorganisme
- Inert dan tidak dapat bereaksi atau bermigrasi ke dalam bahan pangan
- Kecepatan pengisian hampir sama dengan kemasan kaleng
- Sesuai untuk produk yang mengalami pemanasan dan penutupan secara
hermetis
- Dapat didaur ulang
- Dapat ditutup kembali setelah dibuka
- Transparan sehingga isinya dapat diperlihatkan dan dapat dihias
- Dapat dibentuk menjadi berbagai bentuk dan warna
- Memberikan nilai tambah bagi produk
- Rigid (kaku), kuat dan dapat ditumpuk tanpa mengalami kerusakan
Kelemahan kemasan gelas :
- Berat sehingga biaya transportasi mahal
- Resistensi terhadap pecah dan mempunyai thermal shock yang rendah
- Dimensinya bervariasi
- Berpotensi menimbulkan bahaya yaitu dari pecahan kaca.


Jenis-Jenis Gelas
Berdasarkan komponen-komponen penyusunnya yang terdiri dari oksidaoksida,
baik logam maupun non logam, maka dikenal berbagai jenis gelas yaitu :
a. Fused Silica
Gelas fused silica dibuat dengan meleburkan pasir. Ciri-ciri gelas ini adalah
koefisien ekspansinya rendah dan titik lunaknya cukup tinggi sehingga memberikan
tahanan terhadap panas yang baik. Gelas ini juga memberikan transmisi terhadap
cahaya ultra violet yang baik.
b. Alkali Silika
Gelas alkali silikat mudah larut dalam air dan banyak digunakan sebagai perekat
karton atau melapisi kulit telur supaya tahan terhadap serangan bakteri. Konstituen
penyusunnya terutama adalah pasir dan soda abu.
c. Gelas Soda-Kapur Silikat
Gelas ini merupakan gelas yan paling banyak diproduksi. Komposisinya
membuat gelas ini mempunyai titik lebur yang tidak terlalu tinggi dan cukup kental
sehingga tidak mengkristal dan mempunyai daerah kekentalan yang baik untuk proses
pembuatannya. Bahan utama gelas soda kapur silikat adalah SiO2, CaO, Na2O, Al2O3,
MgO dan K2O. Gelas ini mempunyai tingkat ketahanan kimia yang rendah atau
tingkat alkalinitasnya tinggi.
d. Gelas Barium
Gelas barium banyak digunakan untuk pembuatan gelas optik karena
mempunyai indeks reflaksi yang tinggi, sehingga banyak digunakan untuk pembuatan
lensa kacamata bifokus dan panel layar monitor televisi atau komputer.
e. Gelas Borosilikat
Gelas borosilikat mempunyai koefisien ekspansi terhadap goncangan rendah,
tahan terhadap serangan kimia, dan mempunyai tahanan listrik yang tinggi.
Kandungan gelas borosilikat adalah 13-28% B2O3 dan 80-87% silika. B2O3 bertindak
sebagai fluks terhadap silika. Gelas borosilikat banyak digunakan untuk keperluan
industri dan laboratorium. Contohnya gelas email yang merupakan gelas pelapis,
mempunyai titik lebur yang rendah, sehingga aplikasi pelapisan dapat dilakukan pada
suhu yang rendah dan tidak melebihi titik lunak gelas.
f. Gelas Aluminosilikat
Gelas aluminosilikat mengandung  20% alumina, sejumlah kecil CaO atau MgO
dan kadang-kadang menggunakan sedikit B2O3 sebagai fluks. Proses peleburan dan
pembuatan gelas tipe ini lebih sukar daripada gelas borosilikat. Gelas tipe ini
mempunyai titik lunak yang tinggi dan koefisien ekspansi yang rendah sehingga sering
digunakan untuk pembuatan termometer suhu tinggi, pipa-pipa pembakaran dan lainlain.
g. Gelas Spesial
Yang termasuk gelas spesial adalah gelas spesial adalah gelas yang berwarna,
gelas oval, gelas foto sensitif, gelas pengaman (safety glass), gelas optik, fiber glass dan
gelas keramik.
h. Gelas Kristal
Gelas kristal disebut juga lead glass, memiliki tingkat kecemerlangan yang tinggi
sehingga banyak digunakan sebagai gelas seni (art glass). Gelas kristal mengandung
timbal (PbO) antara 20-74%, sehingga tidak bisa digunakan untuk makanan dan
minuman, melainkan hanya untuk barang hiasan dan barang teknis. Tingkat
kecemerlangan gelas kristal sesuai dengan tingginya kadar timbal. Gelas ini juga
mempunyai densitas yang lebih besar dari gelas soda kapur silikat, sehingga dengan
kadar PbO yang lebih tinggi, maka gelas kristal dapat digunakan sebagai perisai nuklir,
pada alat-alat yang menggunakan teknologi nuklir. Contoh produk gelas kristal adalah
gelas seni dan berbagai jenis lensa, gelas elekronika, dan gelas solder yaitu bahan
penyambung dua jenis gelas.


Bahan dasar dalam pembuatan gelas adalah :
a. Oksida Pembentuk Gelas
Bahan pembentuk gelas yang terbaik adalah pasir kuarsa yang merupakan sumber
SiO2. Silika adalah bahan yang sulit untuk melebur serta memerlukan suhu yang
sangat tinggi untuk meleburkannya, yang tidak mungkin dapat ditahan oleh dapur
pelebur. Jika silika sudah dapat dilebur maka kekentalannya sangat tinggi dan
gelembung-gelembung yang timbul selama peleburan sulit untuk dikeluarkan.
b. Bahan Pelebur
Bahan pelebur berfungsi untuk mengurangi kekentalan silika yang telah
dileburkan dan memungkinkan suhu peleburan silika yang lebih tinggi hingga 1000oC,
memberikan sifat alir dan sifat muai pada hasil peleburan gelas, memungkinkan
gelembung-gelembung yang terjadi selama proses peleburan dapat keluar dengan
sendirinya.
c. Bahan Stabilisasi
Gelas yang dihasilkan dari hasil peleburan silika merupakan gelas yang larut
dalam air sehingga tidak dapat digunakan untuk keperluan industri. Gelas ini
biasanya digunakan untuk perekat karton atau untuk melapisi kulit telur masak agar
terlindung dari serangan bakteri. Untuk membuat agar gelas menjadi tidak larut dalam
air dan tahan terhadap zat-zat kimia maka perlu ditambahkan bahan stabilisasi yaitu
CaCO3, MgCO3 dan Al2O3.
d. Bahan Penyempurna
Bahan penyempurna dalam pembuatan gelas terdiri dari :
- Bahan pelembut untuk menghilangkan bliser atau seed (seperti berbiji) pada
gelas yang dihasilkan. Bahan pelembut yang digunakan adalah sulfat atau arsen
oksida bergantung pada jenis gelas.
- Bahan pewarna sperti oksida cobalt, chrom dan oksida besi.


Kemasan gelas ringan merupakan gagasan dari produsen kemasan gelas untuk
mengadakan inovasi terutama pada botol minuman ringan berkarbonasi (carbonated
drinks) agar dapat bersaing dengan kemasan plastik, kemasan karton dan kaleng yang
lebih praktis, lebih ringan dan lebih murah.
Berat kemasan gelas ringan (light weight bottle) yang volume 425 g adalah 180 g,
dan ini berarti terjadi pengurangan berat sebesar 57.6% jika dibandingkan dengan
kemasan botol konvensional yang beratnya mencapai 425 g. Hal ini memungkinkan
penanganan yang lebih mudah dan biaya transportasi yang lebih murah.
1. Kekuatan Kemasan Gelas Ringan
Untuk menjamin kekuatan kemasan gelas ringan yang bertanya kurang dari 50%
dari kemasan gelas konvensional, maka dilakukan tambahan proses yang disebut Hot
Ending Coating dan Cold End Coating.
Hot end coating adalah suatu proses penyemprotan botol-botol yang suhunya
masih sekitar 600oC dengan suatu bahan kimia (senyawa tin –organis) untuk
menguatkan botol tersebut, sedangkan cold end coating adalah suatu proses
penyemprotan botol-botol pada suhu sekitar 80oC dengan suatu senyawa organis yaittu
Carbonax 4000 yang merupakan nama dagang dari Poly ethylene Glikol atau asam
oleat, agar botol-botol menjadi lebih licin, sehingga mempunyai daya tahan terhadap
goresan. Dengan adanya proses tambahan ini, maka kemasan gelas ringan menjadi
lebih kuat dari kemasan gelas konvensional.
2. Teknik Hot End Coating dan Cold End Coating
Botol-botok kemasan yang baru keluar dari cetakan suhunya masih tinggi yaitu
sekitar 550oC. Botol-botol yang masih berada di atas conveyor mesin yaitu di antara
mesin cetakan dan annealing lehr diberi proses coating dengan cairan Tin Tetra Chloride
atau larutan senyawa Tin organis maupun senyawa tin organis padat dengan cara
menyemprotkan atau menguapkan. Hasil akhir dari lapisan coating ini berupa Tin
oksida yang terikat kuat pada permukaan botol. Tebal lapisan coating yang diperlukan
adalah 20-60 c.t.u. (coating-thickness-unit). Pada ketebalan lapisan tersebut, dengan mata
telanjang tidak dapat terlihat adanya lapisan di permukaan botol. Keebalan lapisan
lebih dari 60 c.t.u. tidak bermanfaat lagi sehingga merupakan pemborosan dari material
yang cukup mahal. Di samping itu lapisan coating yang terlalu tebal menyebabkan
dapat terlihat oleh mata telanjang adanya lapisan tersebut.
Lapisan coating yang berupa tin oksida ini berfungsi menambah kekuatan
(mechanical strength) dari botol, namun dapat mengurangi kelicinan permukaan botol,
sehingga tidak tahan terhadap goresan. Untuk itu diperlukan coating yang kedua yaitu
Cold End Coating. Botol-botol yang telah mengalami Hot End Coating, terus melewati
Annealing Lehr (proses pendinginan lambat). Pada suhu sekitar 130oC botol-botol
disemprot dengan Carbowax 4000 (nama dagang dari Polyhylene Glikol atau Asam
Oleat). Cold End Coating ini dilakukan dengan cara menyemprotkan cairan Carbowax
4000 dengan menggunakan spray gun di atas conveyor Annealing Lehr.
Slain Cold End Coating dengan cara penyemprotan, juga dilakukan
pembentukan kabut dari Carbowax 4000 oleh suatu atomizer (air operated venturi
system). Kabut tersbut kemudian dialirkan ke bagian Annealing lehr dimana terdapat
botol-botol dengan suhu sekitar 120-140oC. Lapisan Cold End Coating ini menempel
dengan kuat ke permukaan botol dan juga tidak terlihat oleh mata telanjang. Fungsi
lapisan cold end coating adalah menjadikan permukaan botol licin, sehingga mengurangi
koefisien geseran (coeficient of friction).


Keuntungan Kemasan Gelas Ringan
Pada umumnya kemasan gelas ringan digunakan untuk sekali pakai, sehingga
perusahaan pembotolan tidak menerima kembali botol bekas pakai tersebut, dan
mereka tidak memerlukan waktu dan biaya untuk mengumpulkan botol-botol bekas
dari tempat yang jauh dengan resiko yang besar. Perusahaan pembotolan juga idak
memerlukan biaya untuk investasi mesin pencuci botol bekas, sehingga bebas dari
biaya pencucian dan resiko pecah pada waktu proses pencucian.
Keuntungan bagi konsumen makanan dan minuman adalah mereka selalu
menerima kemasan makanan/minuman yang senantiasa baru, bersih, mulus dan
indah.
Bagi produsen kemasan gelas yang sering mengalami kesulitan dalam suplay
cullet (pecahan beling), bisa tertolong dengan sistem one-way-bottle ini karena mudah
mengumpukan botol-botol bekas untuk digiling menjadi cullet. Di samping itu dengan
pengurangan berat sekitar 30-50%, maka produsen kemasan gelas dapat memanfaatkan
penambahan produknya dalam unit pada kapasitas terpasang yang sama. Dengan
pengurangan berat ini juga produsen dapat menjual produknya lebih murah, dan hal
ini dapat menguntungkan pihak perusahaan pembotolan.
Sifat-sifat kemasan gelas konensional juga terdapat pada kemasan gelas ringan,
yaitu bersifat inert, kuat terhadap gaya himpitan (tidak penyot), tahan pada suhu relatif
tinggi sehingga dapat dipasteurisasi serta bersifat transparan.
F. TEKNIK MENUTUPWADAH
Penutupan wadah merupakan bagian penting dalam proses pengemasan.
Bagian penutup sering merupakan bagian terlemah dari sistem perlindungan terhadap
gangguan dari luar. Cara penutupan dapat menyebabkan tutup (sumbat) sebagai
pembawa jasad renik. Bahan yang umum digunakan sebagai penutup :
- Besi (kaleng)
- Alumunium
- Gabus
- Plastik
Bahan-bahan penutup ini dapat bersifat kaku atau flexibel. Sumbat dari kaleng
atau besi dilapisi dengan sejenis vernis untuk menghindari kontak langsung dengan
bahan pangan. Penutup seperti ini digunakan untuk menahan tekanan dalam
minuman bergas, bir dan makanan yang dipanaskan dalam wadah tertutup. Sumbat
alumunium digunakan untuk air mineral, minuman tanpa gas, susu, yoghurt dan
sebagainya. Sumbat dari plastik digunakan untuk minuman yang tidak bergas dan
makanan dalam bentuk krim atau tepung (powder). Berdasarkan fungsinya penutup
wadah gelas di bagi atas 3 golongan, yaitu :
1. Penutup yang dirancang untuk menahan tekanan dari dalam wadah gelas
(Pressure Seal)
Tipe ini digunakan untuk minuman-minuman berkarbonasi, dan mencakup :
- Screw in-Screw Out atau Screw On-Screw Off
- Crimp On Lever Off, Crimp On Screw Off atau Crimp On Pull Off
- Roll On (Spin On) Screw Off
Contoh tipe ini adalah : sumbat gabus atau penutup polietilen atau penutup
sekrup, penutup mahkota (penutup dari timah yang dilapisi dengan gabus atau
polivinil klorida) atau penutup sekrup dari aluminium.
2. Penutup yang dapat menjaga keadaan hampa udara di dalam wadah gelas
(Vacuum Seals).
Penutup ini mencakup :
- Screw on twist off
- Press on Prise Off atau Press On Twist Off
- Two-piece screw on screw off, atau Roll on Screw off
- Crimp on Prise off
Tipe ini digunakan untuk penutup kemasan hermetis atau bahan-bahan pangan
yang diawetkan dan kemasan pasta.
3. Penutup yang dirancang semata-mata untuk mengamankan produk pangan
yang ada di dalam wadah (Normal Seals)
Penutup ini mencakup :
- One or Two piece-pre threaded, screw on, screw off
- Lug type screw on, twist off
- Roll on (spin on), screw off
- Press on, prise off
- Crimp on prise off, atau crimp on screw off
- Push in pull out, atau Push on pull off
Contoh penutup tipe ini adalah gabus atau gabus sintetis yang dipasang pada
penutup timah, penutup polyetilen atau alumunium, penutup plastik atau
logam dan alumunium foil.