ArutilamiliatiArutilamiliati

Akamigas BalonganAkamigas Balongan

20092009

KACA

Segi fisika Kaca merupakan zat cair yang sangat dingin, karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silika tidak sempat menyusun diri secara teratur.

Segi kimia Kaca adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap, yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya.

Kaca memiliki sifat-sifat yang khas dibanding dengan golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO2) dan proses pembentukannya.

Kuarsa (SiO2), salah satu bentuk polimorfi silika

Sifat-sifat kaca secara umum adalah :

1. Padatan amorf (short range order). 2. Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair. 3. Tidak memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu) 4. Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 Pa.s) 5. Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida. Karena itulah kaca banyak dipakai untuk peralatan laboratorium. 6. Efektif sebagai isolator. 7. Mampu menahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.

Reaksi :

Reaksi yang terjadi dalam pembuatan kaca secara ringkas adalah sebagai berikut:Na2CO3 + aSiO2 --- Na2O.aSiO2 + CO2CaCO3 + bSiO2 --- CaO.bSiO2 + CO2Na2SO4 + cSiO2 + C --- Na2O.cSiO2 + SO2 + CO

Secara umum, kaca komersial dapat dikelompokkan menjadi beberapa golongan :

Silika lebur. Silika lebur atau silika vitreo dibuat melalui pirolisis silikon tetraklorida pada suhu tinggi, atau dari peleburan kuarsa atau pasir murni. Secara salah kaprah, kaca ini sering disebut kaca kuarsa (quartz glass). Kaca ini mempunyai ciri-ciri nilai ekspansi rendah dan titik pelunakan tinggi. Karena itu, kaca ini mempunyai ketahanan termal lebih tinggi daripada kaca lain. Kaca ini juga sangat transparan terhadap radiasi ultraviolet. Kaca jenis inilah yang sering digunakan sebagai kuvet untuk spektrometer UV-Visible yang harganya sekitar dua jutaan per kuvet.

Alkali silikat. Alkali silikat adalah satu-satunya kaca dua komponen yang secara komersial, penting. Untuk membuatnya, pasir dan soda dilebur bersama-sama, dan hasilnya disebut Natrium silikat. Larutan silikat soda juga dikenal sebagai kaca larut air (water soluble glass) banyak dipakai sebagai adhesif dalam pembuatan kotak-kotak karton gelombang serta memberi sifat tahan api.

Kaca soda gamping. Kaca soda gamping (soda-lime glass) merupakan 95 persen dari semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendela mobil dan barang pecah belah.

Kaca timbal. Dengan menggunakan oksida timbal sebagai pengganti kalsium dalam campuran kaca cair, didapatlah kaca timbal (lead glass). Kaca ini sangat penting dalam bidang optik, karena mempunyai indeks refraksi dan dispersi yang tinggi. Kandungan timbalnya bisa mencapai 82% (densitas 8,0, indeks bias 2,2). Kandungan timbal inilah yang memberikan kecemerlangan pada 徒 aca potong・(cut glass). Kaca ini juga digunakan dalam jumlah besar untuk membuat bola lampu, lampu reklame neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai tahanan (resistance) listrik tinggi. Kaca ini juga cocok dipakai sebagai perisai radiasi nuklir.

Kaca borosilikat. Kaca borosilikat biasanya mengandung 10 sampai 20% B2O3, 80% sampai 87% silika, dan kurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ini mempunyai koefisien ekspansi termal rendah, lebih tahan terhadap kejutan dan mempunyai stabilitas kimia tinggi, serta tahanan listrik tinggi. Perabot laboratorium yang dibuat dari kaca ini dikenal dengan nama dagang pyrex. Kaca borosilikat juga digunakan sebagai isolator tegangan tinggi, pipa lensa teleskop seperti misalnya lensa 500 cm di Mt. Palomer (AS).

Kaca khusus. Kaca berwarna , bersalut, opal, translusen, kaca keselamatan,fitokrom, kaca optik dan kaca keramik semuanya termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-beda tergantung pada produk akhir yang diinginkan.

Serat kaca (fiber glass). Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus, yang tahan terhadap kondisi cuaca. Kaca ini biasanya mempunyai kandungan silika sekitar 55%, dan alkali lebih rendah.

Float Glass

Float glass adalah suatu lembar gelas / kaca dibuat dari gelas / kaca yang dicairkan pada suatu tempat dari timah yang dicairkan. Metoda ini memberi ketebalan lembar yang seragam dan seluruh permukaan datar. Jendela yang modern dibuat dari float glass. Float glass terbanyak adalah soda-lime gelas, namun dalam jumlah yang relatif kecil diproduksi juga dari borosilicate dan gelas pajangan panel yang tipis.

float glass at Crystal Palace railway station, London Old window containing a sheet of float glass in the upper left section, Jena, Germany

Proses Pembuatan Float Glass

Bahan baku : pasir, abu soda ( karbonat sodium), dolomit, batu gamping, dan sulfate sodium.

Bahan-bahan lain digunakan sebagai colourants, refinery agents atau untuk memperbaiki sifat fisik dan sifat kimia dari kaca tersebut.

Proses :Bahan baku dicampur dalam proses pencampuran secara batch, kemudian umpan bersama-sama dengan cullet ( kaca sisa), dengan perbandingan tertentu dimasukkan ke dalam suatu tungku perapian pada temperatur 1500°C. Tungku perapian kaca yang umum adalah 9 m lebar, 45 m panjang, dan berisi lebih dari 1200 ton kaca. Sekali mencair, temperatur gelas / kaca adalah sekitar 1200°C untuk memastikan suatu bobot jenis yang homogen.

Gelas cair dimasukkan dalam sebuah “Tin Bath” yang berukuran 3 – 4 meter lebar, 50 meter panjang dan 6 cm tinggi sepanjang kanal. Jumlah gelas yang dapat dituang dalam wadah pencairan gelas dikendalikan oleh sebuah gerbang / gate.

Timah sangat sesuai untuk proses float glass karena mempunyai specify gravity tinggi, tak dapat dicampur dan kohesif / rapat. Timah sangat reaktif dengan oksigen dan oksidasi di atmospir dan membentuk Timah dioksida ( SnO2). Seperti diketahui dalam proses produksi sampah, timah dioksida bertahan pada gelas / kaca. Untuk mencegah oksidasi, Tin Bath dilengkapi dengan perlindungan tekanan positif atmospir dari campuran dari Nitrogen dan Hidrogen.

Gelas mengalir ke atas permukaan timah membentuk suatu pita mengapung dengan suatu permukaan lembut timbal balik dengan suatu ketebalan. Ketika gelas mengalir sepanjang Tin Bath, temperatur secara berangsur-angsur dikurangi dari 1100°C sampai lembaran dapat diangkat dari timah ke alat penggulung pada kira-kira 600°C. Pita gelas dilepaskan dari alat penggulung pada kecepatan terkendali. Variasi di kecepatan arus dan kecepatan alat penggulung memungkinkan lembaran gelas membentuk bermacam-macam ketebalan. Puncak alat penggulung yang diposisikan di atas timah yang dicairkan digunakan untuk mengendalikan ketebalan dan lebar dari pita kaca tersebut.

Selesai rendaman, lembaran gelas melewati dapur tempat pengerinngan oven pendingin kira-kira 100 m, dimana lembaran didinginkan secara berangsur-angsur tanpa ketegangan dan tidak retak atas perubahan temperatur. Pada akhir pendinginan dapur pengerinngan, gelas / kaca dipotong oleh mesin.

Soda-lime glass

Soda-lime glass, juga disebut soda-lime-silica glass adalah jenis gelas / kaca paling lazim, digunakan untuk kaca jendela, dan kontainer gelas / kaca (botol dan jars) untuk aneka hidangan, makanan, dan beberapa bahan komoditas. Barang-barang pecah belah dapur merk Pyrex dibuat dari soda-lime gelas tahun 998, ketika barang bermerek mulai dikenal Dunia Kitchen (sebelumnya, telah dibuat dari mutu yang lebih baik, gelas borosilicate tahan panas).

Gelas Soda-Lime disiapkan dengan peleburan bahan baku, seperti air soda, lime (kapur perekat), silica, alumina dan sejumlah kecil agen ( a.l, sodium sulfate, sodium chloride) dalam dapur kaca pada temperatur mencapai1675°C. Temperatur hanya dibatasi oleh mutu material bangunan bagian atas dapur dan komposisi kaca. Botol yang coklat dan hijau diperoleh dari bahan baku yang mengandung besi oksida. Untuk mengurangi harga bahan baku, bahan-kimia yang murni tidaklah digunakan, tetapi menggunakan mineral yang relatif murah seperti trona, pasir, dan feldspar. Campuran dari bahan baku disebut batch.

Soda-Lime glass secara teknis dibagi dalam kaca untuk jendela (float glass) atau flat glass, dan kaca untuk kontainer (container glass). Kedua jenis tersebut berbeda dalam a. aplikasinya, b. metoda produksi (proses mengapung untuk jendela, meniup dan menekan untuk kontainer). c. Komposisi kimia : float glass mempunyai magnesium oksida dan sodium oksida yang lebih tinggi dibandingkan dengan gelas kontainer, dan rendah silika, kalsium oksida dan aluminium oksida. Dari data tersebut maka mutu yang lebih tinggi adalah kaca kontainer karena ketahanan kimia terhadap air, sangat diperlukan dalam penyimpanan makanan.

Typical compositions and properties

Typical transmission spectrum

PropertiesSoda-lime glassfor containers

Soda-lime glassfor windows

Chemicalcomposition,

wt%

74 SiO2, 13 Na2O,

10.5 CaO, 1.3 Al2O3,

0.3 K2O, 0.2 SO3,

0.2 MgO, 0.01 TiO2,

0.04 Fe2O3

73 SiO2, 14 Na2O,

9 CaO, 0.15 Al2O3,

0.03 K2O, 4 MgO,

0.02 TiO2, 0.1 Fe2O3

Viscositylog(η, Pa·s) = A +B / (T in °C - To)

550-1450°C:A = -2.309B = 3922To = 291

550-1450°C:A = -2.585B = 4215To = 263

Glass transitiontemperature, Tg, °C 573 564

Coefficient ofthermal expansion,

ppm/K, ~100-300°C9 9.5

Densityat 20°C, g/cm3 2.52 2.53

Typical transmission spectrum

Refractive indexnD at 20°C 1.518 1.520

Dispersion at 20°C,104×(nF-nC) 86.7 87.7

Young's modulusat 20°C, GPa

72 74

Shear modulusat 20°C, GPa

29.8 29.8

Liquidustemperature, °C

1040 1000

Heatcapacity at 20°C,

J/(mol·K)49 48

Surface tension,at ~1300°C, mJ/m2 315

Chemical durability,Hydrolytic class,after ISO 719[4]

3 3...4

PropertiesSoda-lime glassfor containers

Soda-lime glassfor windows

Environmental impacts

Local environmental impacts

As with all highly concentrated industries, glassworks suffer from moderately high local environmental impacts. Compounding this is that because they are mature market businesses they often have been located on the same site for a long time and this has resulted in residential encroachment.

The main impacts on residential housing and cities are noise, fresh water use, water pollution, NOx and SOx air pollution, and dust.

Noise is created by the forming machines. Operated by compressed air, they can produce noise levels of up to 106 dBA. How this noise is carried into the local neighbourhood depends heavily on the layout of the factory. Another factor in noise production is truck movements. A typical factory will process 600T of material a day. This means that some 600T of raw material has to come onto the site and the same off the site again as finished product.

Water is used to cool the furnace, compressor and unused molten glass. Water use in factories varies widely, it can be as little as one tonne water used per melted tonne of glass. Of the one tonne roughly half is evaporated to provide cooling, the rest forms a wastewater stream.

Environmental impacts

Most factories use water containing an emulsified oil to cool and lubricate the gob cutting shear blades. This oil laden water mixes with the water outflow stream thus polluting it. Factories usually have some kind water processing equipment that removes this emulsified oil to various degrees of effectiveness.

The oxides of nitrogen are a natural product of the burning of gas in air and are produced in large quantities by gas fired furnaces. Some factories in cities with particular air pollution problems will mitigate this by using liquid oxygen, however the logic of this given the cost in carbon of (1) not using regenerators and (2) having to liquefy and transport oxygen is highly questionable. The oxides of sulphur are produced as a result of the glass melting process. Manipulating the batch formula can effect some limited mitigation of this; alternatively exhaust plume scrubbing can be used.

The raw materials for glass making are all dusty material and are delivered either as a powder or as a fine-grained material. Systems for controlling dusty materials tend to be difficult to maintain, and given the large amounts of material moved each day, only a small amount has to escape for there to be a dust problem. Cullet is also moved about in a glass factory and tends to produce fine glass particles when shovelled or broken.

Global environmental impact

The main global impact factor is the production of CO2 due to the burning of fossil fuels in the heating of the furnace and production of electricity to supply the compressors. Typically a tonne of glass packed will liberate between 500 and 900 kg of CO2, assuming a gas fired furnace and coal fired electricity usage.

Gas rumah kaca

Gas rumah kaca adalah gas-gas yang ada di atmosfer yang menyebabkan efek rumah kaca.

Gas-gas tersebut sebenarnya muncul secara alami di lingkungan, tetapi dapat juga timbul akibat aktifitas manusia.

Gas rumah kaca :Uap air yang mencapai atmosfer akibat

penguapan air dari laut, danau dan sungai.

Karbondioksida yang timbul dari berbagai proses alami seperti: letusan vulkanik; pernafasan hewan dan manusia (yang menghirup oksigen dan menghembuskan karbondioksida); dan pembakaran material organik (seperti tumbuhan).

Karbondioksida dapat berkurang karena terserap oleh lautan dan diserap tanaman untuk digunakan dalam proses fotosintesis. Fotosintesis memecah karbondioksida dan melepaskan oksigen ke atmosfer serta mengambil atom karbonnya.

MetanaMetana yang merupakan komponen utama gas alam juga termasuk gas rumah kaca. Ia merupakan insulator yang efektif, mampu menangkap panas 20 kali lebih banyak bila dibandingkan karbondioksida. Metana dilepaskan selama produksi dan transportasi batu bara, gas alam, dan minyak bumi. Metana juga dihasilkan dari pembusukan limbah organik di tempat pembuangan sampah (landfill), bahkan dapat keluarkan oleh hewan-hewan tertentu, terutama sapi, sebagai produk samping dari pencernaan. Sejak permulaan revolusi industri pada pertengahan 1700-an, jumlah metana di atmosfer telah meningkat satu setengah kali lipat.

Nitrogen OksidaNitrogen oksida adalah gas insulator panas yang sangat kuat. Ia dihasilkan terutama dari pembakaran bahan bakar fosil dan oleh lahan pertanian. Ntrogen oksida dapat menangkap panas 300 kali lebih besar dari karbondioksida. Konsentrasi gas ini telah meningkat 16 persen bila dibandingkan masa pre-industri.

Gas lainnyaGas rumah kaca lainnya dihasilkan dari berbagai proses manufaktur. Campuran berflourinasi dihasilkan dari peleburan alumunium. Hidrofluorokarbon (HCFC-22) terbentuk selama manufaktur berbagai produk, termasuk busa untuk insulasi, perabotan (furniture), dan temoat duduk di kendaraan.

PenyebabEfek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbondioksida (CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO2 ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak (BBM), batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut untuk mengabsorbsinya.

Energi yang masuk ke bumi mengalami : 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer 25% diserap awan 45% diadsorpsi permukaan bumi 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi

Energi yang diadsoprsi dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi infra merah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar infra merah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda.

Selain gas CO2, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah sulfur dioksida (SO2), nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organik seperti gas metana (CH4) dan khloro fluoro karbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.

THE POWER OF PACKAGING By : Ariana Susanti ( Communication Director of Indonesian Packaging

Federation )

Jenis Kemasan selalu mengikuti industri penggunanya. Jika industri penggunannya berkembang terus, secara otomatis growth-nya naik.Saat ini industri kemasan ( baik yang sekali pakai maupun flexibel ) dipakai oleh industri makanan dan minuman hampir 70 %.

Adapun jenis kemasan berdasarkan materialnya secara umum adalah :1. Kaleng

Ada 2 jenis kaleng : stell / plat / thin plated dan Aluminium ringan.Baja canai dingin dan pelat baja yang digalvanisir dapat dibuat drum. Sedangkan dari pelat baja lapis timah putih dengan proses electrolytic atau hot dipped dapat dibuat wadah berupa kaleng. Logam aluminium dapat digunakan untuk membuat tutup kaleng dan aluminium foil dan bentuk roll.

2. PlastikMerupakan bahan pengemas yang mudah didapat dan fleksibel penggunaannya. Selain untuk mengemas langsung bahan makanan.juga sering digunakan sebagai pelapis kertas. Plastik yang dikenal adalah Polythylene, Polypropylene, Poly Vinyl Clorida (PVC), dan Vinylidene Cloride Resin. Dari jenis-jenis plastik tersebut yang relatif aman digunakan untuk makanan adalah Polythylene yang tampak bening dan Polypropylen yang lebih lembut dan agak tebal.

3. Paper,karton dan corrugated Corrugated biasanya untuk secondary pack. Sedangkan primary pack

untuk kerajinan, handicraft.

4. Gelas: merupakan bahan pengemas yang aman.Banyak digunakan untuk mengemas minuman-makanan yang telah diproses melalui proses fermentasi, seperti:acar,taoco,kecap dan lain2.Gelas bisa dalam bentuk botol, atau botol kaca untuk wadah selai yang dinamakan jar. Botol kaca juga kerap digunakan untuk kemasan air minum.

5. Styrofoam: bahan yang dikenal sebagai gabus ini digunakan untuk mengemas makananinstan atau siap saji.Wadah ini banyak disukai karena ringan,tahan bocor dan dapat menahan panas namun yang perlu diingat styrofoam merupakan bahan yang terbuat dari foamed polistiren,yakni suatu jenis plastik yang mempunyai ciri ringan,kaku,rapuh,dan tembus cahaya,dengan bahan dasar..Bahan ini kemudian dicampur dengan karet sintetis (butadiena) sehingga warnanya menjadi putih susu. Agar lebih lentur dan awet ditambahkan zat plastizer seperti dioktiplatat (DOP) dan butilhidroksi toluene (BHT).

6. Kemasan tradisional dengan menggunakan kerajinan setempat. Kemasan jenis ini biasanya hanya bersifat sebagai aksesoris pendukung.

Tegangan dalam sisa Yaitu suatu tegangan yang terdapat di dalam barang gelas disebabkan tidak sempurnanya proses pendinginan.

Cara uji meliputi peralatan yang terdiri atas polariskop dengan ketentuan untuk kecemerlangan cahaya minimum 308 cd/m2 dan pengujian minimum 171 cd/m2, derajat polarisasi tidak boleh kurang dari 99 %, tin plate dan standar pembanding tegangan yang terbesar pada benda uji dengan tegangan pada standar pembanding.

Cara uji tegangan dalam sisa barang gelas menggunakan polariskop

Glass bottles for cucumber slices

A modern "French Kilner" jar