Arie Febrianto M

Pada umumnya setiap industri atau perusahaan, baik industri yang bergerak di bidang jasamaupun produksi mempunyai tujuan yang sama yaitu mencapai keuntungan yang optimal. Ada berbagai pos biaya yang dapatdihemat dan diorganisir dengan baik untukmencapai tujuan ini.

Salah satu cara dalam penghematan biayaproduksi adalah dengan melakukan seleksimaterial atau bahan baku untuk mesin dan peralatan yang baik.

Material-material pabrikasi dalam industridapat diklasifikasikan menjadi 2 golongan, yaitu metal (logam) dan nonmetal (bukanlogam).

Material pabrikasi golongan metal (logam) dibagi menjadi 2, yaitu logam murni (hanyaterrdiri dari satu jenis atom), contoh (Fe) murni, tembaga (Cu) murni; dan logampaduan atau metal alloy (terdiri dari dua ataulebih jenis atom).

Sedangkan, materi non logam terdiri dari, non metal inorganik (misalnya glass, fused silica, stoneware) dan non metal organik(misalnya plastik, karet, dan kayu).

Pemilihan material pabrikasi ini berdasarkankarakteristiknya agar tidak adanya interaksiantara peralatan dengan lingkungannya.

a. Logam Besi (Ferro, Fe)

Bahan logam ferro mengandung karbonantara 0 sampai 4,5%, dan dibagi atas tigagolongan yaitu:

a. Besi dengan kadar karbon; 0 sampai 0,008%

b. Baja dengan kadar karbon; 0,008% sampai2,0%

c. Besi cor dengan kadar karbon; 2,0 sampai4,5%

b. Logam Bukan Besi (Non-Ferro) Logam non ferro yaitu logam yang tidak mengandung

unsur besi (Fe). Kurang lebih 20% dari logam yang diolahmenjadi produk industri merupakan logam bukan-besi(non-ferro). Dalam keadaan murni logam bukan besimemiliki sifat yang cukup baik, namum untukmeningkatkan kekuatannya umumnya dicampur denganlogam lain sehingga membentuk paduan.

Ada beberapa ciri-ciri sifat bukan logam (non-ferro), diantaranya adalah:

Tahan terhadap korosi (pengkaratan) Mempunyai daya hantar listrik yang baik Mudah dibentuk penghasil logam bukan besi (non-ferro)

yang cukup banyak meliputi; timah putih, tembaga, nikel.

c. Bahan Non Logam

Bahan non logam adalah suatu bahan teknik yang tidak termasuk ke dalam kelompok logam yang didapat dari bahan galian, tumbuhan atau hasildari proses pengolahan minyak bumi.

Bahan non-logam dapat terdiri dari bahanorganik dan bahan an-organik. Bahan organikseperti kayu, kertas, plastik, karet, kulit, kapasdan sebagainya, sedangkan bahan an-organikseperti; batu, pasir, semen, keramik, gelas, grafitdan sebagainya. Bahan-bahan non logam antaralain asbes, karet dan plastik.

No Sifat teknis bahan

1 Sifat Mekanis

Modulus elastisitas, Batas mulur, Kekuatan tarik, Keuletan,

Kekuatan impak, Tahan aus, Perbandingan kekuatan/berat

Daya Tahan Terhadap: Tekuk, Torsi, Geser

2 Sifat Yang Diperlukan Selama Proses Pembentukan

- Mampu mesin (machinability), Mampu las (weldability),

Karakteristik pengerjaan dingin, Karakteristik pengerjaan

panas

3 Sifat-Sifat Yang Penting Sehubungan Dengan Pengaruh

Lingkungan

- Daya Tahan Korosi;Lingkungan Biasa (Di bawah pengaruh

unsur-unsur kimia, minyak, gemuk, pelumas, korosi lubang,

dsb); Daya tahan panas- Ketahanan aus; Pelapukan

a. Paduan Paduan adalah proses pencampuran dua logam atau

lebih, untuk memperoleh sifat-sifat yang lebih baikdari bahan hasil paduan. Dengan memadukan duabahan atau lebih maka dimungkinkan didapat logampaduan yang kuat.

Contoh :◦ Tembaga dan timah adalah logam lemah, sedangkan

perunggu; (paduan dari tembaga dan timah) adalah bahanyang kuat.

◦ Begitu juga paduan aluminium dengan tembaga akanmenghasilkan paduan duralumin yang relatif lebih kuat.

◦ Besi murni adalah bahan yang empuk, sedangkan zat arangadalah rapuh, sedangkan paduan antara besi murni denganzat arang (karbon) disebut baja. Baja adalah bahan logamyang sangat keras dan liat.

b. Pengolahan Panas

Pengolahan panas juga merupakan aspekpenting dari ilmu bahan. Dengan pengolahanpanas, akan didapatkan sifat-sifat yang lebihbaik dari bahan. Contohnya denganmemanaskan baja dengan cepat sekitar800oC dan kemudian mendingin-kannyadalam minyak atau air, baja akan menjadilebih kuat. Istilah lain dari pengolahan panasini disebut juga dengan “menyepuh panas”.

c. Penguatan

Penguatan atau pengokohan adalah caraketiga untuk memperoleh sifat-sifat yang lebih baik. Pengokohan terjadi pada tiapperubahan bentuk dalam keadaan dingin. Contoh-contoh bentuk perubahan bentukdalam keadaan dingin adalah menempadingin, mencanai dingin dan menarik dingin.

d. Ditempa dan Dicanai

Proses pembuatan dari bahan baku hinggamenjadi jadi produk yang dapat dijual di pasarandapat berlangsung dengan menggunakan palu-tempa atau dengan menggunakan canai. Produkyang dihasilkan disebut dengan logam tempadan logam canai. Logam yang ditempa danlogam yang dicanai disebut juga logam remas. Logam yang ditempa masuk ke pasaran dalambentuk benda tempa dan logam yang dicanaiantara lain dalam bentuk pelat, batang, profil danpipa.

e. Dituang

Proses penuangan adalah proses memasukanlogam cair ke dalam cetakan tertentu. Berbagai produk akhir yang bentuk akhirnyasedemikian rumit, maka prosespembuatannya lebih baik dengan prosespenuangan. Proses penuangan banyak kita

jumpai pada pembuatan bak versenelingengine mobil, piston, dan berbagai produkakhir yang bentuknya sangat rumit.

Pemilihan material pabrikasi yang akan digunakan, harus diperhitungkan karakteristik interaksi yang mungkin terjadi antara peralatan dengan lingkungannya. Tetapi dalam praktiknya, peralatan mengalami kegagalan jauh sebelum waktunya. Mekanisme penyebab kegagalan yang terjadi pada berbagai industri, diantaranya:

No Mekanisme Kegagalan %

1 Korosi 29

2 Fatik 25

3 Patah 16

4 Overload 11

5 Korosi temperature tinggi 7

6 Stress corrosion cracking 6

7 Stress rupture 3

8 Aus 3

A. Resisten terhadap aksi korosif makanan ataubahan kimia (bahan pembersihan/sanitasi) yang mungkin saling bertemu denganpermukaan bahan mesin atau peralatan.

Korosi dapat menyebabkan kontaminasimakanan dan hilangnya kualitas, sertamenimbulkan masalah rasa dan aroma.

B. Permukaan bahan yang sesuai.

Untuk mencegah penumpukan kotoran yang dapat terakumulasi akibat sifat berkerut daripermukaan yang berlebihan. Permukaanyang halus juga dapat meningkatkan estetikadan penampilan peralatan proses eksternalyang higienis

C. Sifat mekanik yang baik sesuai dengan kinerjafungsi mekanik, seperti kekuatanstruktural,ketahanan terhadap abrasi dan fisik atauguncangan termal. Proses, pembersihan, dan operasi pemeliharaanmenentukan kondisi kerja tersebut. Di sisi lain, karakteristik mekanik bahan bangunan harusmemungkinkan :

terjadinya perpindahan panas dan dingin apabiladiperlukan

kemudahan perakitan dan operasional dari alatdengan metode yang umum

memungkinkan pembentukan material sesuai denganyang diinginkan

A. Stainless Steel

Stainless steel menunjukkan beberapakarakteristik yang paling cocok sebagaimaterial konstruksi yang digunakan untukperalatan makanan.

Material ini yang paling banyak digunakandalam kontak langsung dengan makanandalam industri. Dari jenis yang tersedia, AISI 304 stainless steel adalah yang paling umumdigunakan

Sebelum penggunaan dari stainless steel, ketahanan korosi yang memadai diberikandengan menggunakan pelapisan lapisantimah yang diterapkan sebagai vernis atasbesi (misalnya, di dalam kaleng) atautembaga (dalam konstruksi tangkipengolahan makanan dan pipa).

Lapisan timah tipis ini memiliki keterbatasanumur karena memiliki resistensi yang rendahterhadap produk makanan yang korosif.

Tabel 1 menunjukkan komposisi kimiautama dari beberapa jenis stainless steel (AISI 302, 304, 316, 416, dan 440).

AISI 302 lebih tahan korosi daripada AISI 301, dan yang paling umum digunakan.

AISI 304 lebih tahan korosi daripada AISI 302, tapi lebih rendah dibandingkan AISI 316.

Dari semua jenis stainless steel, AISI 316 memiliki ketahanan korosi terbaik terhadapbahan kimia.

Aluminium memiliki konduktivitas panas yang tinggi, sekitar 217 W / mK atau 187 kkal / hm ° C, dan beratjenis sebesar 2700 kg/m3.

Bahan ini tahan korosi di bawah kondisi normal selama destilasi air, jus buah, susu, dan SO2. Namun, tidak tahan terhadap asam klorida dan fluorida, ataularutan kaustik. Untuk alasan ini, produk alkali tidakboleh digunakan dengan bahan ini.

Saat ini, aluminium digunakan untuk merancangbeberapa bagian dari peralatan proses makananproses. Bahan ini lebih tidak tahan korosidibandingkan stainless steel, dan tidak tahanterhadap abrasi dari pembersihan dan sanitasiproduk dan bahan pangan.

Nikel murni dan monel (paduan nikel dengan 67%, tembaga 28%, dan sisanya besi dan mangan) secara luas digunakan danditerima dibandingkan kaleng dari tembaga murni atau untukperalatan makanan sampai stainless steel terbukti menjadibahan yang lebih memuaskan.

Pada awalnya, nikel murni digunakan untuk merancang peralatansusu pasteurisasi dan bejana berjaket yang dipanaskan oleh uapuntuk pengolahan sup.

Memiliki koefisien perpindahan panas tinggi. Dari data eksperimen pada pemanasan air dengan bejana berjaket terbuatdari nikel, diperoleh koefisien keseluruhan perpindahan panasdari 1715 kcal / hm ° C pada tahap pemanasan, dan 3300 kkal / hm ° C ketika mendidih. Di sisi lain, ketika bejana berjaket dibuatdengan stainless baja, diperoleh hanya 1.200 kkal / hm ° C selama pemanasan dan 2.450 kcal / hm ° C selama merebus air.

Karakteristik negatif nikel adalah sensitif untukproduk terbuat dari belerang. Untuk mengatasimasalah ini, bejana berjaket dibuat denganmenggunakan nikel hanya di daerah jaket danstainless steel pada permukaan dalam.

Monel adalah bahan pilihan untuk pengolahangaram karena menunjukkan ketahanan korosiyang lebih baik dari baja stainless. Hal ini jugadigunakan dalam pompa yang berhubungandengan alkohol, air asin, minyak nabati, dan jus buah.

Bahan plastik digunakan dalam pemanenan danpengangkutan pertanian bahan baku ke pabrikpengolahan makanan, dalam makanan kemasanmakanan padat dan cair, dan bahkan dalamperalatan proses (terutama tangki pengolahan). Plastik yang paling penting adalah (Robledo danMartin, 1981):

Polypropylene. Digunakan untuk wadah dan rakbesar pada pemanenan dan pengangkutan bahanbaku pertanian ke pabrik-pabrik.

Polyethylene Densitas tinggi. Paling seringdigunakan bahan untuk kotak panen buah, karena itu lebih tahan lama dan rendah biayaperawatan dari kayu.

Polyethylene (PET) digunakan untuk kemasansusu, bir, dan jus. Jaring pemanenan untukzaitun dan almond juga terbuat daripolyethylene dan polypropylene.

Rigid PVC. Digunakan untuk kemasan dalammengumpulkan dan pengiriman buah-buahan kecil dan sayuran (stroberi , ceri, anggur, raspberry, lobak, dll), bersamadengan polystyrene. Juga digunakan dalamkemasan minyak edible, anggur, cuka, air mineral tanpa gas, dll

Polyester. Umumnya digunakan bila diperkuat denganfiberglass, untuk tangki dalam fermentasi laktatzaitun, menggantikan kayu tradisional dengankapasitas 400 kg. Tangki yang dibuat denganpolyester menunjukkan sifat mekanik yang baik, dayatahan diterima, tidak terkontaminasi dengan logamdalam produk makanan, dan mudah dibersihkan.

Epoxy resin. Digunakan untuk lapisan semen dankarbon tangki baja untuk menghindari korosi dalampengolahan anggur dan jus dan penyimpanan, menyederhanakan pembersihan dan sanitasi, danmempermudah ketika kontak dengan makananmempermudah pembersihan /sanitasi produk

Terima kasih...