Pembuatan Biogas dan Proses Yang Terjadi Dalam Digester

Pembuatan Biogas dan Proses Yang Terjadi Dalam Digester

Seperti yang kita ketahui bahwasanya lingkungan kita telah terjadi polusi yang diakibatkan oleh bahan-bahan organik seperti sampah,  kotoran ternak, dll. Hal ini tentunya harus dicarikan solusi dimana limbah-limbah tersebut dapat kita olah menjadi hal yang bermanfaat.

Lalu muncul pertanyaan bagaimana cara kita mengatasi hal tersebut?

Salah satu caranya adalah dengan teknologi biogas, dimana limbah-limbah tersebut dapat didekomposisi oleh mikroorganisme sehingga tidak menyebabkan polusi. 

Pengolahan limbah menjadi biogas dapat dikatakan sangat murah, ramah lingkungan, dan yang paling penting adalah dapat mencegah adanya pemanasan global (global warming). Keuntungan lainnya adalah biogas termasuk “renewable source of energy” karena yang diolah adalah limbah-limbah organik yang tentunya tidak akan pernah habis.

Akhir-akhir ini ketertarikan terhadap sumber energi biogas meningkat, hal ini didasarkan pada fakta bahwa cadangan sumber energi fosil yang semakin berkurang. Salah satu yang kita lihat mungkin adalah dengan adanya kebijakan pemerintah dalam konversi minyak tanah ke gas atau yang kita kenal dengan elpiji.

Pada artikel ini kita akan membahas mengenai pengertian, sumber bahan baku, dan manfaat biogas serta ilustrasi pembuatan biogas dari kotoran sapi berikut faktor yang mempengaruhi kinerja digester yang merupakan bagian utama dari biogas.

Pengertian Biogas

pembuatan biogas
Biogas merupakan bahan bakar gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik, termasuk diantaranya kotoran hewan, limbah domestik, seperti limbah rumah tangga, dll dalam reaktor atau biodigester dalam kondisi tanpa udara.

Secara singkat juga dapat dikatakan biogas adalah degradasi anaerobik bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerobik.

Metana dalam biogas bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batubara dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit.

Biogas adalah gas yang mudah terbakar yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri Anaerob atau bakteri yang hidup dalam kondisi kedap udara.

Karakteristik Biogas

Biogas didefinisikan sebagai gas yang dilepaskan jika bahan-bahan organik seperti kotoran hewan, kotoran manusia, jerami, sekam, dan sayur-sayuran difermentasi.

Biogas terdiri dari campuran metana sebesar 50 – 75 %, karbondioksida sebesar 25 – 45 %, serta sejumlah kecil hidrogen, nitrogen, dan hidrogen sulfida.

tabel komposisi biogas

Tabel diatas adalah tabel komposisi gas dalam biogas yang bersumber dari komposisi biogas tahun 2009.

Pada tabel tersebut dapat kita lihat bahwa jenis gas yang menyusun gas dalam biogas terdiri atas dua komponen utama :

  • Campuran kotoran dan sisa pertanian
  • Kotoran sapi

Jenis gas yang menyusunnya yaitu ada metana sebesar 54 – 70 % pada campuran kotoran dan sisa pertanian, kemudian kotoran sapi sebesar 65,7 %.

Selanjutnya ada karbondioksida dengan besar 27 – 45 % pada campuran kotoran dan sisa pertanian dan sebesar 27 % pada kotoran sapi.

Sedangkan nitrogen, karbon monoksida, oksigen, propen, hidrogen sulfida menempati jumlah yang sedikit pada komposisi gas dalam biogas.

Manfaat Biogas

manfaat biogas pada kehidupan

Manfaat energi biogas adalah menghasilkan gas metan sebagai pengganti bahan bakar khususnya minyak tanah dan dapat dipergunakan untuk memasak.

Dalam skala besar biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik.

Disamping itu dari proses produksi biogas akan dihasilkan sisa kotoran ternak yang dapat langsung dipergunakan sebagai pupuk organik pada tanaman atau budidaya pertanian.

Manfaat energi biogas yang lebih penting lagi adalah mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak bumi yang tidak bisa diperbaharui.

Menurut Sri Wahyuni tahun 2008, limbah biogas yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman.

Nilai kalori dari 1 meter kubik biogas sekitar 6000 watt jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu juga sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, elpiji, butana, batubara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.

Biogas digunakan dalam berbagai keperluan seperti memasak, penerangan, pompa air, boiler, dll.

Baca Juga : Boiler : Pengertian, Jenis, dan Prosedur Perawatannya

Pemanfaatan biogas memiliki beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan bahan bakar minyak yang berasal dari fosil. Diantaranya biogas memiliki sifat yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui bahan bakar fosil yang pembakaran yang kurang sempurna akan menghasilkan karbon monoksida yang merupakan salah satu gas penyebab pemanasan global.

Sampah organik yang dibiarkan menumpuk dalam alam terbuka dapat menghasilkan gas metana sebagai akibat proses pembusukan sampah yang bereaksi dengan oksigen. Gas metan memiliki sifat polutan 21 x dari sifat polutan karbon dioksida.

Sehingga dengan dimanfaatkannya sampah sebagai bahan baku biogas dapat menekan jumlah gas metan yang langsung dilepaskan ke udara.

Karena gas metan merupakan salah satu komponen utama biogas digunakan dalam proses pembangkitan tenaga listrik dan bahan bakar

Digestifikasi Anaerobik Biogas

Digestifikasi Anaerobik Biogas

Digestifikasi anaerobik adalah proses pembusukan bahan organik oleh bakteri anaerobik pada kondisi tanpa udara yang menghasilkan biogas dan pupuk cair.

Ada dua jenis digestifikasi anerobik yaitu alamiah dan buatan

Metana dalam biogas bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batubara dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit.

Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida.

Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil.

Sumber Bahan Baku Biogas

Sumber Bahan Baku Biogas

Biogas dapat diproduksi dari bahan organik dengan bantuan bakteri untuk fermentasi (bakteri anaerob).

Untuk biogas yang sederhana, bahan organik yang umum digunakan di Indonesia adalah dari kotoran dan urine hewan meskipun juga digunakan beberapa bahan lain yaitu dari kotoran manusia, sampah bio organik, dan zat sisa proses pembuatan tahu.

Pemilihan bahan biogas sendiri juga telah ditentukan oleh faktor perbandingan kadar karbon dan hidrogen dalam bahan tersebut. Umumnya bahan organik yang memiliki kualitas biogas yang tinggi mempunyai rasio karbon nitrogennya sekitar 20 – 30 atau 20 – 25.

Rasio ini penting untuk diperhatikan karena berpengaruh pada berkembangnya bakteri yang akan menguraikan bahan organik tersebut sehingga terkadang kita perlu melakukan tahapan seperti penambahan karbon yaitu seperti ditambahkan jerami atau ditambahkan bahan yang mengandung nitrogen misalnya seperti urea agar bahwa mencapai rasio yang baik yaitu perbandingan karbon nidrogen 20.

Pada umumnya semua jenis bahan organik dapat diproses untuk menghasilkan biogas tetapi hanya bahan organik padat dan cair homogen serta kotoran urine hewan ternak yang cocok untuk sistem biogas.

Diperkirakan ada 3 jenis bahan baku untuk dikembangkan sebagai bahan baku biogas di Indonesia antara lain :

  1. Kotoran hewan dan manusia
  2. Sampah organik
  3. Limbah cair

Limbah dari Kegiatan Peternakan

Limbah dari sektor peternakan terdiri dari limbah padat, limbah cair, dan limbah gas. Kegiatan peternakan sapi dapat memberikan dampak positif seperti terhadap pembangunan yaitu berupa peningkatan pendapatan peternak, perluasan kesempatan kerja, peningkatan ketersediaan pangan, dan penghemat devisa.

Namun apabila tidak dikelola dengan tepat kegiatan ini akan menimbulkan permasalahan lingkungan.

Pada dasarnya penggunaan biogas memiliki keuntungan ganda yaitu gas metan yang dihasilkan bisa berfungsi sebagai bahan bakar sedangkan limbah cair dan limbah padat dapat digunakan sebagai pupuk organik.

Limbah dari Pasar Sayur

Limbah dari sayur pasar terdiri dari banyak jenis diantaranya yaitu limbah kol, limbah sawi, limbah kulit, kecambah tauge, limbah jagung.

Biomassa

Biomassa merupakan bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintetik baik berupa produk maupun buangan.

Faktor yang Mempengaruhi Komposisi Biogas

faktor yang mempengaruhi hasil biogas

Komposisi-komposisi dan produktivitas sistem biogas ini dipengaruhi oleh parameter-parameter seperti :

  • Temperatur digester
  • Tingkat kesamaan
  • Tekanan
  • Kelembaban udara

Dan utamanya yang paling penting terhadap komposisi dari biogas itu sendiri merupakan CH4 atau yang biasa kita kenal dengan metana.

jadi kandungan metane yang cukup tinggi yaitu sekitar 81,1 % dapat menggantikan peran elpiji dan petrol atau bensin.

Tetapi dalam biogas sendiri terdapat kandungan lain selain metana yaitu seperti H2S, CO2, dan N2 yang merupakan pengotor-pengotor dalam biogas yang perlu dilakukan pemurnian.

Apa Itu Biodigester?

Biodigester merupakan tempat dimana material organik diuraikan oleh bakteri secara anaerob atau tanpa udara menjadi gas metana dan CO2. Biodigester ini merupakan komponen utama dalam produksi biogas.

Biodigester harus dirancang sedemikian rupa sehingga proses fermentasi anaerob dapat berjalan dengan baik. Pada umumnya biogas dapat terbentuk ke sekitar 4 s/d 5 hari setelah material-material organiknya diisi ke dalam biodigester.

Fungsi Biodigester

spesifikasi biogester yang baik

Fungsi dari biodigester ini adalah :

  • Mengurangi Jumlah Padatan

Karena padatan terurai menjadi gas namun tidak semua padatan dapat terurai.

  • Menghasilkan Energi

Sebagaimana diketahui bahwa target utama dari proses “digestion” adalah menghasilkan gas metana yang mengandung energi 50 joule per kg, maka semakin besar kandungan metana dalam suatu biogas maka semakin besar juga energi dalam biogas.

  • Mengurangi Bau Kotoran

Seperti kita ketahui, bahan baku biogas adalah kotoran sehingga dengan biodigester ini akan mengurangi bau kotoran.

Setidaknya dengan adanya biodigester, bau yang dihasilkan selama proses “digetion” dapat diarahkan supaya tidak menganggu kenyamanan dari manusianya.

  • Menghasilkan Air Buangan yang Bersih

Sebagian air setelah proses “digestion” harus dikeluarkan sehingga bersihnya air buangan ini menjadi sangat penting jika digunakan untuk irigasi dan juga faktor-faktor yang lainnya.

  • Menghasilkan Padatan yang Mengandung Bahan Gizi untuk Pupuk

Jadi padatan yang tidak terurai menjadi gas metana dapat dimanfaatkan sebagai pupuk asalkan masih mengandung bahan gizi yang cukup baik dan juga harus terjaga dari zat-zat yang berbahaya.

Komponen Penyusun Biodigester

komponen biodigester

Berikut ini adalah bagian-bagian biodigester :

  • Saluran Masuk atau Slurry

Saluran tempat masuknya kotoran-kotorannya.

Jadi saluran ini digunakan untuk memasukkan kotoran ternak dan juga air kedalam reaktor utama atau biodigester.

Tujuan pencampurannya yaitu untuk memaksimalkan produksi biogas, memudahkan mengalirnya bahan baku, dan menghindar terbentuknya endapan pada saluran masuk.

Pada saat memasukkan material organik (kotoran ternak) tersebut diatas ke dalam digester tentunya wajib ditambahkan sejumlah air.

Nah apa sih fungsinya penambahan air tersebut?

Fungsi air yaitu selain untuk mempertahankan padatan totalnya kurang dari 15%, juga untuk mempermudah proses pencampuran dan proses mengalirnya material organik ke dalam bio digester.

Selain itu juga memiliki fungsi lain yaitu untuk mempermudah aliran-aliran gas yang terbentuk di bagian bawah dapat mengalir ke bagian atas biodigester nya.

  • Ruang Fermentasi atau Digestion

Ruangan ini berfungsi sebagai tempat terjadinya proses digestion. Ruangan ini dibuat kedap udara untuk proses anaerob.

  • Saluran Keluar Residu atau Sludge.

Fungsi saluran ini yaitu untuk mengeluarkan kotoran yang telah mengalami proses “digestion” oleh bakterinya. Saluran ini bekerja berdasarkan prinsip keseimbangan tekanan hidrostatik.

Jadi residu yang pertama kali keluar merupakan lumpur masukan yang pertama setelah waktu retensi. Sehingga slurry yang keluar sangat baik untuk pupuk karena mengandung kadar nutrisi yang masih tinggi.

  • Tangki Penyimpan Biogas

Setelah residu keluar kemudian gas yang dihasilkan dari proses digester disimpan dalam tangki penyimpan biogas.

Syarat Penting Biodigester

cara membuat biodigester

Tentunya ada beberapa faktor yang mempengaruhi kinerja biodigester, antara lain :

  • Lingkungan Anaerob

Biodigester harus tetap dijaga dalam keadaan anaerob supaya tidak terjadi kontak langsung dengan udara atau dengan oksigen karena udara mengandung oksigen sebanyak 21 % sehingga akan memasuki biodigester yang dapat menyebabkan perolehan produksi metananya.

  • Temperatur Biodigester

Temperatur minimum supaya bakteri dapat berkembang dengan baik yaitu padahal 15 °C. Apabila biodigester beroperasi pada temperatur dibawahnya maka tidak ekonomis.

  • pH

Bakteri alami pengurai bahan organik dapat berkembang dengan baik pada keadaan yang agak asam yaitu pada ph 6 – 7 atau mendekati netral.

  • Kebutuhan Nutrisi

Nutrisi yang diperlukan seperti nitrogen, sulfur, fosfor, Potassium, kalsium, dan sejumlah unsur-unsur logam lainnya.

Baca Juga : Perbedaan Unsur Logam dan Non Logam Serta Contohnya

  • Kadar padatan

Tiap jenis bakteri memiliki nilai kapasitas kebutuhan air tersendiri, jadi apabila kapasitas yang tepat maka aktivitas bakteri juga akan optimal sehingga proses pembentukan biogas akan mencapai titik optimum apabila konsentrasi bahan kering terhadap air yaitu sekitar 0.26 kg/l.

Pada umumnya proses pencampuran antara bahan organik dan air berkisar dengan perbandingan antara 1 : 1 dan 1 : 2.

Untuk membuat digester, diperlukan bahan bangunan seperti pasir, semen, batu kali, batu koral, bata merah, besi konstruksi, cat, dan pipa paralon.

Adapun lokasi yang akan dibangun sebaiknya dekat dengan kandang (jika sumber bahan biogas dari kotoran hewan) sehingga kotoran ternak dapat langsung disalurkan ke dalam digester di samping digester harus juga dibangun penampung sludge atau lumpur dimana Selat tersebut nantinya dapat dipisahkan dan dijadikan pupuk organik padat dan pupuk organik cair.

Proses Pembentukan Biogas

digester biogas

Proses pembuatan biogas dilakukan secara fermentasi yaitu proses terbentuknya gas metana dalam kondisi anaerob dengan bantuan bakteri anaerob didalam suatu digester sehingga akan dihasilkan gas metana dan gas karbondioksida yang volumenya lebih besar dari gas hidrogen, gas nitrogen, dan asam sulfida.

Proses fermentasi memerlukan waktu 7 – 10 hari untuk menghasilkan biogas dengan suhu optimum 35 °C dan pH optimum pada range 6,4 s/d 7,9.

Bakteri pembentuk biogas yang digunakan yaitu bakteri anaerob seperti metanobacterium metanobacilius, metanococcus dan metanosarcina.

Sebagai contoh pada pembuatan biogas dari bahan baku kotoran sapi atau kerbau yang banyak mengandung selulosa.

Bahan baku dalam bentuk selulosa akan lebih mudah dicerna oleh bakteri anaerob.

Reaksi Hidrolisis atau Tahap Pelarutan

Pada tahap hidrolisis ini bahan-bahan organik yang mengandung selulosa, hemiselulosa akan diurai menjadi senyawa dengan rantai yang lebih pendek, misalnya polisakarida akan terurai menjadi sakaraida, protein akan terurai menjadi peptida asam amino.

Pada tahap hidrolisis terjadi pemecahan enzimatis dari bahan yang tidak mudah larut seperti lemak, polisakarida, protein, asam nukleat, dll menjadi bahan yang mudah larut.

Pada tahap ini bahan yang tidak mudah larut seperti selulosa, polisakarida, dan lemak diubah menjadi bahan yang larut dalam air seperti karbohidrat dan asam lemak.

Tahap pelarutan berlangsung pada suhu 25 °C di digester dengan reaksi sebagai berikut :

reaksi hidrolisis pada digester

Reaksi Asidogenic atau Tahap Pengasaman

Pada tahap pengasaman ini bakteri akan menghasilkan asam yang akan berfungsi untuk mengubah senyawa pendek hasil dari tahap sebelumnya yaitu hidrolisis, menjadi asam asetat, H2, dan karbondioksida

Bakteri yang menghasilkan asam merupakan bakteri anerobik yang dapat tumbuh dan berkembang pada keadaan asam yaitu pada pH 5,5 s/d 6,5. Pembentukan asam dalam kondisi anaerob sangat penting untuk membentuk gas metan oleh mikroorganisme pada proses selanjutnya.

Pada suasana anaerob, produk yang dihasilkan ini akan menjadi substrat pada pembentukan gas metan oleh bakteri metanogenik.

Tahap ini berlangsung pada suhu 25 °C s/d 30 °C di digester.

Adapun reaksi asidogenik senyawa glukosa adalah sebagai berikut :

reaksi pengasaman pembentukan biogas

Reaksi Metanogenik atau Tahap Pembentukan Gas Metana

Pada tahap ini bakteri metanogenik membentuk gas metana secara perlahan anaerob.

Bakteri penghasil asam dan gas metan bekerja secara simbiosis dimana bakteri penghasil asam membentuk keadaan atmosfer yang ideal untuk bakteri penghasil metan sedangkan bakteri pembentuk gas metan menggunakan asam yang dihasilkan bakteri penghasil asam.

Proses ini berlangsung selama 14 hari dengan suhu 25 °C s/d 35 °C di dalam digester.

Pada proses ini akan dihasilkan 70 % metana, 30 % karbondioksida, sedikit hidrogen dan asam sulfida.

Secara umum reaksinya adalah sebagai berikut :

reaksi pembentukan metana

Teknik Pencucian Biogas

Dalam suatu reaksi tentunya akan dihasilkan suatu senyawa yang mengandung pengotor didalamnya.

Jadi untuk memurnikannya perlu dilakukan teknik pencucian biogas yaitu pencucian biogas dari unsur H2O dan juga pencucian biogas dari unsur H2S.

  • Dari Unsur H2O

Tujuan dari pengurangan H2O adalah karena kondensat yang terbentuk dapat terakumulasi dalam saluran gas dan dapat juga membentuk larutan asam yang korosif ketika H2S terlarut dalam air.

Pengurangan kadar H2O dapat dilakukan dengan cara melewatkan biogas pada suatu kolom yang terdiri dari silika gel atau karbon aktif karena seperti kita ketahui silka gel atau karbon aktif ini merupakan bahan penyerap yang dapat menyerap H2O.

Catatan :
Silika gel ini juga digunakan dalam desikator laboratorium dengan fungsi yang sama yaitu menyerap kadar air.

  • Dari Unsur H2S

Dilakukan dengan cara penyerapan secara kimiawi yaitu dengan larutan absorben.

Kemudian absorben yang kaya H2S ini diregenerasi untuk melepas kembali H2Snya dalam bentuk gas atau sulfur padat.

Absorben yang biasanya digunakan untuk pencucian H2S ini yaitu larutan nitrit, larutan garam alkali, slurry besi oksida, atau seng oksida dan Iron chelated.

Biogas Dari Kotoran Sapi

Proses pembuatan biogas dari kotoran sapi dilakukan dengan langkah-langkah berikut :

  • Campur kotoran sapi dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan 1 banding 1 pada bak penampung sementara.

pengadukan bahan baku bogas

Bentuk lumpur akan mempermudah proses feeding atau pemasukan ke dalam digester.

  • Mengalirkan Lumpur ke dalam digester pengisian pertama kran gas yang ada di atas digester sebaiknya dibuka agar pemasukan lebih mudah dan udara yang ada di dalam digester terdesak keluar.

Selain itu pada pengisian pertama juga dibutuhkan lumpur kotoran sapi dalam jumlah yang banyak sampai digestur penuh.

proses di degaster

  • Melakukan penambahan starter, biasanya menggunakan EM4 kemudian isi rumen segar dari Rumah Potong Hewan atau RPH sebanyak 5 karung untuk kapasitas digester 3,5 s/d 5 meter kubik.
  • Setelah digester penuh keran gas ditutup supaya terjadi proses fermentasi.

Total hari pembentukan adalah sekitar 21 hari dalam hal ini kita perlu membuang gas yang pertama dihasilkan pada hari ke-1 sampai dengan hari ke-8 Karena yang terbentuk adalah gas CO2.

Hari selanjutnya baru terbentuk gas metan atau CH4 dan CO2 mulai menurun.

proses fermentasi biogas

Berdasarkan beberapa riset dihasilkan kemurnian gas metan mencapai 50 % dalam hal ini sudah cukup bagus untuk digunakan sebagai bahan bakar memasak khususnya untuk di skala rumahan.

Mulai hari ke-21 ini kita sudah bisa menghasilkan energi biogas yang selalu terbarukan dengan adanya proses fermentasi biogas yang terbentuk tidaklah berbau seperti bau kotoran sapi selanjutnya digester terus diisi lumpur kotoran sapi secara continue sehingga dihasilkan juga yang optimal.

Kesimpulan

beberapa manfaat biogas

Sumber daya fosil mau tidak mau, suka tidak suka akan semakin menipis. Sumber energi alternatif telah banyak ditemukan sebagai pengganti bahan bakar minyak Salah satunya yaitu biogas pemerintah

Sudah saatnya mengalokasikan sebagian dari pengurangan subsidi BBM untuk mengembangkan biogas dari kotoran ternak ke seluruh pelosok negeri

Usaha ini tentu juga harus didukung dengan mengubah pola pikir masyarakat untuk menerima kehadiran teknologi baru.

Yuk, mari sama-sama kita dukung…

Oiya, terkait dengan pengolahan limbah, kami juga mempunyai artikel tentang instalasi pengolahan air limbah, jika teman-teman ada waktu luang dan tertarik dengan artikelnya silakan dibaca disini : IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah) WWTP dan STP

Semoga Bermanfaat.

Boiler : Pengertian, Jenis, dan Prosedur Perawatannya

Boiler : Pengertian, Jenis, dan Prosedur Perawatannya

Berbicara mengenai industri manufaktur, tentunya terdapat banyak mesin untuk mendukung operasionalnya, baik itu dimulai dari mesin boiler yang biasa terdapat dalam area enginering, sampai ke mesin packing yang digunakan dalam proses produksi.

Ketika membahas tentang boiler maka sudah pasti akan menyinggung tentang powerplant karena boiler merupakan bagian dari siklus powerplant dimana teori atau ilmu yang mempelajari tentang hal ini disebut dengan siklus rankine

Dalam artikel ini kita akan sedikit mengulas mengenai boiler dari pengertian boiler, jenis-jenisnya, sampai ke prosedur perawatannya.

Terminologi

Sebelum belajar lebih lanjut, berikut ini adalah beberapa istilah terkait dengan boiler :

  • Boiler

Boiler adalah alat konversi energi yang mengubah air menjadi uap dengan cara pemanasan.

  • Turbin

Turbin adalah suatu mesin rotari yang berfungsi untuk mengubah energi dari aliran fluida menjadi energi gerak yang bermanfaat.

  • Generator

Generator adalah alat penghasil listrik dengan prinsip kerjanya yaitu mengubah energi gerak atau kinetik menjadi energi listrik.

  • Kondensor

Kondensor adalah suatu alat yang terdiri dari jaringan pipa dan digunakan untuk mengubah uap menjadi zat cair.

  • Cooling tower

Cooling tower adalah alat penukar kalor yang digunakan untuk mendinginkan air, proses tersebut dilakukan dengan membiarkan air berkontak langsung dengan udara sehingga menguapkan sebagian kecil air.

Air sendiri disini digunakan sebagai fluida kerja yang akan diubah menjadi steam.

  • Steam

Steam adalah uap air atau air dalam fasa gas, steam memiliki tekanan tinggi sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan turbin.

Dalam fasa cair molekul-molekul air saling membentuk ikatan hidrogen, ketika air kita panaskan maka ikatan hidrogen yang terjadi antara molekul air akan terputus. Molekul air yang terbebas dari ikatan hidrogen akan berubah fase menjadi gas yang biasa kita sebut dengan steam.

Kebanyakan pabrik menggunakan steam karena steam berasal dari air dimana air merupakan sumber daya alam yang melimpah murah dan mudah diperoleh selain itu tidak berbahaya atau tidak mudah terbakar.

  • Udara

Udara adalah sumber oksigen dimana berfungsi untuk menghembus atau meniup bahan bakar agar dapat terbakar sempurna.

Siklus rankine

Siklus rankine

Siklus Rankine adalah siklus termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja.

Panas disuplai secara eksternal pada aliran tertutup yang biasanya menggunakan air sebagai fluida yang bergerak. Siklus ini menghasilkan 80 % dari seluruh energi listrik yang dihasilkan di seluruh dunia.

Apa Itu Boiler

pengertian ketel uap adalah

Boiler adalah alat konversi energi yang mengubah air menjadi uap dengan cara pemanasan.

Panas diperoleh dari pembakaran bahan bakar pada ruang bakar. Boiler biasanya satu paket dengan furnace. Jadi dalam boiler terdapat ruang bakar atau tempat pembakaran dimana biasanya menggunakan batubara atau bahan bakar lainnya berupa gas dan minyak.

Uap atau energi kalor yang dihasilkan oleh boiler dapat digunakan pada semua peralatan yang membutuhkan uap di pabrik, terutama turbin.

Jenis Boiler

jenis jenis boiler

Jenis boiler ada dua yaitu :

  1. Water tube boiler
  2. Fire tube boiler

Seperti pada gambar diatas, perbedaannya yaitu terdapat pada ruang pembakarannya, dimana Water tube artinya air berada di dalam tube sedangkan fire tube artinya api atau pemanasnya yang berada di dalam tube.

Bagian Utama Boiler

Bagian utama dari boiler ada dua :

  • Drum ketel

Berfungsi sebagai tempat penampungan air panas serta tempat terbentuknya uap. Drum ini menampung uap jenuh atau saturated steam beserta air dengan perbandingan antara 50% air dan 50% uap.

Drum ketel terpasang sekat-sekat agar air tidak terbawa oleh uap. Air yang memiliki suhu rendah akan turun ke bawah dan air yang bersuhu tinggi akan naik ke atas kemudian menguap.

  • Combustion Chamber

Berfungsi sebagai tempat pemanasan air atau fluida kerja. Di combustion Chamber terdapat water tube atau tube-tube yang dilalui oleh air dimana disinilah air dipanaskan dan merupakan tahap pertama dalam perubahan fasa air yang kemudian menjadi uap.

Pengertian Turbin

pengertian turbin

Turbin adalah suatu mesin rotari yang berfungsi untuk mengubah energi dari aliran fluida menjadi energi gerak yang bermanfaat.

Disini turbin akan ditiupkan atau didorong oleh steam yang bertekanan tinggi sehingga akan menghasilkan putaran dengan kecepatan tertentu atau RPM tertentu. Putaran tersebut dikoplingkan atau dihubungkan dengan generator kemudian generator berputar seperti dinamo maka akan menghasilkan energi listrik.

Jadi turbin terdapat stasionery atau tempat yang berfungsi untuk mengarahkan steam agar terpusat menembak ke satu arah yaitu ke rotor atau baling-baling turbin sehingga mampu membuat baling-baling turbin berputar memutar generator dan membangkitkan listrik.

Output turbin masih berupa steam namun dalam kondisi tekanan yang sudah rendah.

Kalau dalam industri biasanya steam ini masih digunakan sebagai sumber energi untuk proses pemanasan pada heat exchanger.

Heat Exchanger

Heat Exchanger

Adalah alat yang berfungsi sebagai tempat terjadinya proses pertukaran panas antara fluida dingin dengan panas dari steam sehingga diperoleh keluaran berupa fluida panas dengan suhu tertentu yang kemudian akan dimanfaatkan untuk proses selanjutnya dan juga kondensat dari steam yang telah mengalami proses kondensasi.

Jadi dalam kondensor ini terjadilah proses perubahan fasa kemudian kondensat dari steam tersebut dipompa dan dikembalikan ke penampungan air atau cooling tower.

Cooling Tower

cooling tower

Di cooling Tower akan terjadi proses pertukaran panas secara langsung yaitu air akan berkontak langsung dengan udara sehingga terjadilah proses pendinginan meskipun terdapat sedikit penguapan air.

Prinsip Kerja Boiler

bagian utama boiler

Secara umum boiler di industri digunakan untuk memproduksi steam yang kemudian steam digunakan untuk menghasilkan power dan panas.

Seperti yang telah diuraikan diatas dimana boiler terdiri atas dua bagian utama yaitu bagian combustion Chamber atau furance dan boiler proper.

Furnace merupakan tempat terjadinya pembakaran dimana dalam proses pembakaran melibatkan udara dan bahan bakar baik berupa batubara atau dapat juga berupa gas dan juga minyak.

Sedangkan boiler proper merupakan tempat terbentuknya steam.

prinsip kerja boiler

Steam yang dihasilkan kemudian digunakan untuk memutar rotor pada turbin dimana kemudian dikoplingkan atau dihubungkan ke generator sehingga terjadilah perubahan energi gerak menjadi energi listrik.

Air umpan boiler memiliki spesifikasi khusus dimana perlu dilakukan pretreatment dengan berbagai teknik. Berbagai impurities harus hilangkan terlebih dahulu sebelum diumpankan ke boiler.

Sehingga dapat kita katakan jika boiler feed water atau air umpan boiler adalah sejumlah air yang dikondisikan tertentu yang telah melalui proses pretreatment yang kemudian diumpankan ke boiler untuk menghasilkan steam.

Terkadang kita akan menemukan impurities dari air yang diumpankan ke boiler kemudian terakumulasi pada dasar boiler proper. Hal ini merupakan deposit dari proses pembentukan steam sehingga dalam hal ini dibutuhkan maintenance rutin untuk menjaga performa boiler agar tetap prima.

Impurities ini dapat dihilangkan dengan cara mendesain sejumlah air ke bowler untuk kemudian dialirkan ke pipa pembuangan atau yang kita sebut dengan blowdown.

Adapun spesifikasi dari air umpan boiler yaitu :

  • Hardness kurang dari 0,2 ppm.
  • Coustic alkalinity diantara 0,15 ppm s/d 0,45 40 ppm
  • Soda alkalinity diantara 0,4 ppm s/d 1 ppm

Juga harus terbebas dari turbidity, sedimen sampah organik, minyak, dan lemak.

Sebagai catatan air umpan boiler biasanya disimpan dan dikondisikan terlebih dahulu termasuk pretreatment impuritiesnya dan dilakukan pemanasan terlebih dahulu sebelum memasuki boiler menggunakan economizer agar tidak terlalu besar perbedaan suhu antara umpan boiler dengan air yang ada di boiler proper.

Baca Juga : Prinsip Kerja Turbidimeter Sebagai Alat Ukur Kekeruhan Air

Fungsi Boiler

fungsi boiler pada pengolahan kelapa sawit

Uap boiler dapat digunakan juga untuk berbagai keperluan :

  • Pembangkit listrik tenaga Uap (PLTU)
  • Perebusan kelapa sawit
  • Pengolahan kelapa sawit dimana di setiap stasiun-stasiunnya yang memerlukan steam sehingga memerlukan boiler, dll.

Sejarah Boiler

mesin uap james watt

Pada tahun 1712 Thomas newcomen dan jhon calley membuat mesin uap yang pertama. Uap yang dihasilkan oleh boiler dialirkan kedalam mesin uap untuk mengangkat piston ke puncak.

Jika setelah itu diinjeksikan air kedalam mesin uap, maka tekanan uap menjadi turun maka piston akan tertarik ke bawah. Sistem ini akan menimbulkan gerak naik-turun dari pistol.

Dimana seperti kita ketahui, pada era tersebut ada kereta api tenaga uap.

Pada tahun 1764 sebuah mesin uap yang diciptakan oleh new comen direperasikan oleh James Watt sehingga pada tahun 1769 ternyata James watt yang memiliki hak paten mesin uap ciptaannya.

Wajib Paham Hal ini

Konversi Satuan Temperatur

Pengetahuan dasar yang harus diketahui terkait dengan boiler adalah konversi satuan temperatur. Contohnya : merubah satuan derajat fahrenheit atau kelvin diubah menjadi celsius, supaya nanti jika ada temperatur gauge dengan satuan derajat farenheit atau Kelvin dapat dengan mudah kita ubah ke derajat Celsius.

Terkait dengan konversi satuan ini telah dibahas tuntas berikut contohnya dalam artikel : Alat ukur suhu yang digunakan dalam industri.

Konversi Satuan Tekanan

Selain temperatur, kita juga harus memahami terkait dengan konversi satuan tekanan.

Working Pressure (tekanan kerja boiler), Misalnya : Working pressure atau tekanan kerja boiler adalah 300 Psig, maka jika dijadikan ke Kg/cm2 menjadi :

300 x 0.0703 = 21.09 Kg/cm2

Atau jika dijadikan bar menjadi :

21.09 x 0.981 = 20.6 bar

Konversi Satuan Power atau Daya

Dari satuan HP kita Ubah menjadi KW

Contoh :

Daya = 20 HP, jika dirubah menjadi KW maka :

Daya = 20 x 0.746 = 14.02 Kw

Jadi kita dapat mengetahui kebutuhan listriknya.

General Boiler dan Energy

General Boiler dan Energy

Secara umum boiler dan pembangkit energi yang ada di pabrik kelapa sawit Indonesia. BI Drum boiler dan energi terdiri dari :

  • Upper Drum (steam drum)
  • Lower Drum (water drum)
  • Header
  • Down comer
  • Pipa-pipa conveksi atau generating tube
  • Pipa-pipa / tube water wall

Pengecekan Fisik boiler

pengecekan awal boiler

  • Boiler harus dikonstruksikan dengan benar
  • Aksesoris boiler sudah terpasang dengan benar
  • Float mobrey atau alarm air yang ada di dekat steam drum harus terpasang dengan benar
  • Dapur boiler atau furnace boiler sudah dipasang.
  • Kemiringan dan gap antara grate telah sesuai yaitu sekitar 8 – 10°
  • Jalankan motor tanpa beban selama 30 menit untuk mengetesnya.
  • Jalankan fan juga tanpa beban dengan menutup damper.
  • Semua damper digerakkan atau ditandai bagian open dan closed nya.
  • Periksa juga di bagian ducting, fan, rotary valve, motor dan periksa apakah ada potongan-potongan besi di dalamnya atau debu-debu yang bisa menyebabkan kerusakan atau terganggunya sistem operasinya.
  • Periksa instrumen controlled dan kabel atau wiringnya dan pastikan interlock nya berfungsi dengan baik.
  • Jalankan pompa tanpa beban dan periksa arah putarannya.
  • Periksa pemipaan pada pompa turbin, periksa support dan dalam steam trap.
  • Pastikan saringan terpasang pada inlet pompa
  • Jalankan tombol alarm water level dan semua pneumatic instrumen terutama yang berhubungan penggerak damper IDF (Induced Draft Fan) dan FDF (Forced Draft Fan)

Slow Firing

Slow Firing boiler

Setelah pengecekan konstruksi selesai dilakukan secara keseluruhan, selanjutnya adalah tahapan slow firing atau pemanasan awal, yaitu :

  • Isi air dalam keadaan normal water level atau sekitar 50 – 60 %.
  • Nyalakan api kecil ditengah rangka bakar, gunakan kayu bakar, Letakkan kayu bakar seperti membuat api unggun tapi api unggun api ini berada di tengah-tengah dari luasnya dapur.
  • Selama slow firing pastikan air terus dalam keadaan normal, jangan sampai kosong yang bisa menyebabkan over heating pada tutup boiler.
  • Jika kelembaban air hilang kira-kira sekitar 14 Hari maka api bisa dimatikan dan boiler dibiarkan dingin secara alami yaitu dengan dibuka pintu fire doornya, damper-dampernya, man holenya supaya udara atau angin bebas keluar masuk ke dalam.
  • Setelah boiler dingin, drain (kuras) air bowler dan sirkulasi kan air ke boiler.

Chemical Boiling Out

Chemical Boiling Out boiler

  • Periksa boiler dan buang semua kotoran yang terlihat.
  • Tutup boilernya kecuali man hole upper drum, Manhole adalah lubang untuk masuknya manusia untuk pengecekan bagian internalnya.
  • Isi air sampai bawah manhole upper drum.
  • Masukkan bahan kimia ke dalam boiler, biasanya caustic soda.
  • Tutup manhole dan valves dan Tambahkan air sampai 3/4 level gauge atau sekitar 80 %
  • Nyalakan api di dapur dan naikkan tekanan perlahan-lahan sampai 1/3 tekanan kerja working pressure, misalnya : working pressure sekitar 35 bar, maka naikkan tekanan sampai dengan 7 – 10 bar dan ditahan selama 24 jam.
  • Blow Down boilernya setiap 4 jam dan tambahkan air kedalam boiler jika merasa kurang.
  • Setelah boiler di boiling out, boiler didinginkan secara alami. Jika tekanan sudah turun 15 – 20 Psig, katup ventilasi dapat dibuka untuk menurunkan tekanan atau pressurenya.
  • Dan bila boiler telah dingin, buka man hole UD (Upper Drum) dan LD (Lower Drum), cek secara visual kondisi fisik valve kalau ada yang tersumbat maka bongkar atau ganti baru.
  • Isi air dengan pompa sampai ke level kerja boiler, periksa bahwa level alarm berfungsi dengan baik.

Menghasilkan Uap / Steam pada Boiler Baru

fungsi ketel uap

  • Bila tekanan mulai terlihat bertambah pada pressure gauge, buka katup ventilasi untuk membuang udara yang terperangkap di dalam boiler.
  • Laju pembakaran dapat ditingkatkan dengan membuka pintu api di bagian bawah dan damper juga dibuka (pastikan damper dalam posisi terbuka sewaktu slow firing).
  • Naikkan tekanan uap sehingga 150 – 175 Psig. Periksa sambungan pada las-lasan atau welding dan flange.
  • Pastikan tidak ada kebocoran uap, sehingga boiler dapat digunakan pada tekanan kerja yang sesuai.
  • Laju pembakaran dapat ditingkatkan untuk mencapai tekanan kerja penuh, IDF d (Induced Draft Fan) dapat segera di start setelah suhu gas bahan bakar mencapai 120 °C, biasanya di dalam boiler juga terdapat termometer sebagai alat pengukur suhu.

Baca Juga : Termometer Raksa, klinis dan Alkohol : Apa Kelebihan dan Kekurangannya?

  • Bila boiler telah mencapai tekanan kerja, maka periksa hal-hal berikut ini :
    • Pastikan man hole upper drum atau lower drum, mudhole pada header tidak mengalami kebocoran.
    • Buka satu persatu the drain valve dalam beberapa detik saja (10 – 15 detik) untuk memastikan kembali bahwa valve tidak ada yang tersumbat
    • Periksa water level gauge berfungsi, pengujian berikut harus dilakukan :
      • Tutup katup uap, tutup katup air, dan buka tutup saluran buang
      • Katup saluran buang terbuka, buka tutup uap dan dengan bunyi hembusan, lalu tutup katup uap.
      • Katup saluran buang terbuka, buka katup air dan dengarkan bunyi hembusan, lalu tutup katup air.
      • Tutup katup saluran buang, terus buka katup uap, terus buka katup air sehingga air akan naik dalam level gauge yang akan menunjukkan level air yang sebenarnya.
    • Buka blowdown valve untuk mensimulasikan kondisi air tinggi dan rendah. Biasanya blowdown valve ini di bawah dekat dengan dust collector atau header sebelah kiri atau kanan.
    • Lakukan steam test atau pengujian steam atau uapnya biasanya dihadiri oleh Disnaker, owner dan kontraktor.

Tugas Operator Boiler

tugas operator boiler

  • Menjaga pembakaran yang baik dan mengontrol umpan bahan bakar guna mempertahankan tekanan kerja atau working pressure boiler.
  • Menjaga keseimbangan antara aliran udara untuk mencapai pembakaran yang baik
  • Menjaga level air yang benar
  • Menguji water level gauge, Sefety valve, dan mobrey, dan damper.
  • Periksa impulse piping transmitter (transmitter steam flow dan transmitter pressure) dan jika ada kebocoran periksa pipingnya mungkin ada yang bocor sealnya.
  • Memblowdown boiler sesuai dengan kebutuhan dan apabila diminta oleh plant Enginer.
  • Membersihkan dapur setiap jam guna membuang kotoran dan kerak supaya proses pembakaran atau proses sirkulasi airnya tetap optimal.
  • Mengoperasikan shoot blower untuk menghembuskan udara-udara yang menempel pada pipa-pipa di generating tube.
  • Memonitor kualitas air umpan, air demin yang ada di water treatment plant.
  • Periksa dan drain bila perlu semua air filter regulator jika ada air atau kondensate yang terjebak karena bisa juga merusak instrument pneumatic.Secara khusus berkaitan dengan poin yang disebutkan diatas, rutinitas berikut harus dilakukan setiap shift.

A. Water level gauge

Pengujian water level seperti telah diuraikan diatas.

B. Alarm Float Chamber (Mobrey).

    • High and first second low : Bell Alarm
    • Second low : Serine dan boiler trip, kecuali rotary valve dan motor feed water pump.

Float chamber harus selalu bersih, supaya tidak menyebabkan kelainan fungsinya nantinya.

Sootblower harus dipersiapkan secara berurutan dari depan sampai ke belakang, masing-masing selama 45 detik untuk memastikan kondensate pada pipa-pipa supply uap mengalir seluruhnya.

Sekali per shift cukup, tetapi lebih sering dapat diperlukan, jika bacaan alat pengukur suhu (temperatur gauge) menunjukkan terjadinya penumpukan debu (suhu diatas 280 °C)

Katup supply uap harus ditutupi soot blowing selesai dan katup drain dibiarkan terbuka supaya tidak terjadi korosi pada permukaan pipa.

Catatan :

Untuk operator boiler tentunya orang yang sudah tersertifikasi dan memperhatikan hal-hal terkait keselamatan kerja yang umumnya sudah diuraikan di dalam dokumen HIRADC.

Terkait dengan HIRADC sebelumnya pernah dibahas di artikel berikut : HIRADC dan Contoh Identifikasi Bahaya dan Pengendalian Risiko

Air Rendah

low water dalam boiler

Masalah utama yang sering menyebabkan kecelakaan dan biaya perbaikan mahal adalah beroperasinya boiler pada kondisi air rendah karena dapat menyebabkan overheating pada tube-tubenya.

Peringatan yang terdengar pada posisi rendah pertama adalah Bell alarm dan panel alarm akan memperlihatkan lampu kuning.

Peringatan pada posisi rendah kedua adalah sirene dan panel alarm akan memperlihatkan lampu merah.

Setelah mencapai rendah kedua, timer yang diset selama 10 detik untuk operator boiler untuk melakukan tindakan yang diperlukan untuk meningkatkan level air ke posisi normal. Jika operator gagal, maka semua fan akan mati.

Jika kondisi alarm dan panel terus merah atau menunjukkan posisi rendah kedua maka tindakan yang harus dilakukan adalah :

  • Hidupkan pompa air umpan tambahan dan buka by pass sehingga level air kerja normal dipulihkan.
  • Periksa penyebab airnya rendah dan atasi masalahnya, bisa jadi mungkin karena adanya pipa yang pecah.
  • Dalam hal yang tidak diinginkan dimana tidak dapat memompakan air ke dalam boiler karena masalah tertentu, maka boiler harus dimatikan seluruhnya.

Prosedur mematikan boiler kalau dalam keadaan darurat adalah sebagai berikut :

  • Hentikan semua pemasukan bahan bakar dan matikan semua bara api di dapur boiler.
  • Tutup langsung main steam valve, turunkan langsung tekanan dengan menarik safety valve secara manual dan buka katup ventilasinya.
  • Pastikan semua pintu api terbuka, terus abu dan damper terbuka penuh untuk mendinginkan dapur boiler.

Pipa Pecah

masalah pipa pecah pada ketel uap

Bila pipa pecah karena mengalami pemanasan lokal yang disebabkan oleh kerak atau adanya kelainan mekanis, maka tindakan yang dilakukan sebagai berikut :

  • Hentikan pemasukan bahan bakar dan semua api dalam dapur, pada kondisi level air second low.
  • Isolasi boiler dengan menutup main steam valve dan membuang tekanan secepat mungkin dengan menarik handle safety valve dan buka katup vent.
  • Bila bahan bakar telah ditarik, biarkan pintu api, pintu abu, damper terbuka untuk mendingingkan boiler.
  • Untuk mencegah kerusakan jika mungkin, level air harus dipertahankan dalam keadaan normal hingga dapur dingin dan perlu diingat bahwa brickwork dan refractory dapat menyimpan panas dalam periode waktu tertentu sehingga jangan sembarangan masuk kedalam.

Tinggi Air

  • Kondisi tinggi air didalam boiler ditunjukkan oleh alarm yang terdengar dan lampu kuning yang menyala pada panel alarm. Meskipun hal ini tidak berbahaya bagi boiler namun level air yang tinggi bisa menyebabkan carry-over (adanya gelembung udara pada air) dan kerusakan serius pada turbin uap khususnya pada bagian kisi-kisinya.
  • Kondisi ini dapat bersifat sementara akibat fluktuasi beban, tetapi jika terus terjadi dan level di dalam water level gauge naik, maka blowdown boiler harus dibuka hingga level kerja normal dipulihkan, hentikan pompa jika perlu.
  • Level air di dalam VH boiler dan energi secara otomatis dikendalikan atau dikontrol oleh elemen tunggal dan tiga elemen yang dapat diprogram.

Dust Collector / Pengumpul Debu

Dust Collector boiler

Gas yang masuk ke inlet vane (kipas pengarah) yang dirancang sehingga menyebabkan gas berputar di dalam dust collector tube yang bentuknya seperti tabung yang ujungnya megerucut, karena pengaruh isapan dari ID FAN menyebabkan gaya sentrifugal jadi partikel-partikel padat akan membentur dinding pipa sehingga kehilangan momen dan jatuh ke bawah melalui lubang bawah pipa.

Gas yang bersih bergerak secara radial dari dalam dan mengalir keluar melalui spiral blade yang dirancang khusus dan keluar melalui dust collector menuju chimney.

Baca Juga : Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal dan Fungsinya

Chimney dan Fans

Chimney dan Fans boiler

Chimney atau cerobong asap dengan sistem tarikan gas asapnya, memungkinkan dapur boiler dapat berfungsi secara efektif.

Udara yang diperlukan untuk pembakaran di boiler dapat disupply dengan :

  • Sistem tarik alami atau natural draft sistem

Artinya tidak ada bantuan dari fans-fans yang berfungsi.

  • Sistem tarikan mekanis atau Mechanical Draft System

Menggunakan bantuan dari fan-fan dan sebagainya.

  • Dengan cara mengkombinasi kedua system tersebut.

Tarikan udara di dalam sebuah sistem aliran alamiah dapat ditingkatkan dengan cara menaikkan temperatur gas buang dan dengan cara meninggikan cerobong asap.

Ada 3 jenis tarikan mekanis, yaitu :

  • Sistem tarikan tekan atau Force draft
  • Sistem tarikan tekan atau Induce draft
  • Sistem tarikan kombinasi

Sistem Tarikan Paksa

Sering disebut Induced Draft Fan (IDF)

Fungsinya adalah :

  • Menghisap gas asap dari hasil pembakaran dan mengeluarkannya melalui chimney.
  • Menjaga atau mempertahankan keseimbangan aliran udara atau draft di dalam boiler sehingga pembakaran efektif.

Fan yang Ada Pada Boiler :

  • Forced Draft Fan (FDF)
    1. Mendinginkan rangka bakar (Grate) dan supply udara untuk proses pembakaran.
    2. Membersihkan lubang-lubang grate dari kemungkinan tersumbat fiber atau cangkang.
  • Over fire Fan
    1. Bersama ID Fan dan FDF Fan menjaga mempertahankan aliran udara (draft) di dalam boiler sehingga pembakaran efektif.
    2. Memberikan udara sekunder tambahan untuk proses pembakaran.
  • Fuel Feed Fan (FF Fan)

Untuk menghembus bahan bakar yang masuk dari chute sehingga pembakaran tersebar merata sampai ke bagian belakang dapur.

Maintenance Schedule

prosedur perawatan boiler

Berikut adalah jadwal perawatan sebagai pedoman dan dapat disesuaikan dengan pengalaman operasional dan juga harus diperhaikan rekomendasi dari masing-masing manual komponennya

Maintenance Harian

  • Periksa air umpan boiler apakah sesuai dengan spesifikasi.
  • Periksa sampel air blowdown apakah sesuai dengan spesifikasi.
  • Periksa water level gauge glass dan tabung water colomn tidak tersumbat dan berfungsi dengan baik.
  • Secara manual tembakkan safety valve untuk memastikan safety valve tidak macet.
  • Jalankan pompa siaga (standby pump) sekurang-kurangnya 10 menit.
  • Periksa suhu bantalan (bearing) pada semua instrumen berputar. Segera ambil tindakan pencegahan bila temperatur berjalan mencapai 90 °C.
  • Periksa pompa fan dan semua motor jika terdapat bunyi dan getaran yang tidak biasa.

Maintenance Mingguan

  • Periksa level minyak atau debu yang melekat pada filter regulator pada penempatan kompresor.
  • Gunakan grease tahan panas pada wearplate dari grate bergerak (hanya untuk boiler dengan reciprocating grate)
  • Periksa rangka bakar (grate) jika ada yang bengkok, patah, atau tersumbet. Ganti segera grate yang rusak.
  • Periksa dinding dapur apakah terdapat tumpahan kerak (clinker). Segera bersihkan bila ada. dalam hal boiler dengan reciprocating grate, kerak yang terbentuk di dinding samping yang mengganggu pergerakan grate dan memberikan beban tambahan pada struktur dan silinder penggerak.
  • Periksa kebocoran pada pipa hidrolik reciprocating grate, perbaiki bila perlu.
  • Periksa apakah draft gauge berfungsi dengan baik. Jika tidak, lepaskan draft gauge dari pipaya dan hembuskan angin dari kompresor ke impuls piping untuk membersihkan tumpukan abu yang menyumbat.
  • Blowdown header-header samping dan depan (2-3 kali selama 30 detik) setelah boiler dimatikan dan tekanan boiler kurang dari 50 Psig.
  • Periksa sliding grate di saluran masuk bahan bakar apakah dapat digerakkan. Bersihkan tumpukan fibre di sliding gate.
  • Periksa cover fire nozle di dalam dapur apakah terjadi penyumbatan dan bersihkan pipa-pipa nozle tersebut secara manual.
  • Periksa bucket elevator untuk ketidalurusan, lasan yang lepas, dan diperbaiki bila perlu.
  • Periksa bunyi alarm dan bell dengan mensimulasikan tinggi level air di stream drum.
  • Buang abu dibawah grate
  • Periksa level minyak di hydro pack grate reciprocating
  • Bersihkan keluaran smoke density meter dan gelas penerimanya
  • Periksa tegangan rantai dan beri pelumas bucket elevator (jika ada)
  • Lumasi rantai wet ash conveyor (jika ada)
  • Periksa dan catat semua data ampere motor
  • Berilah pelumas pada bagian bergerak atau berputar di pendahuluan dan puffing unit.

id fan boiler

Maintenance Setiap Bulan

  • Periksa dan beri pelumas semua fan dan bantalan pompa
  • Beri pelumas pada tangkai / steam katup uap utama / main steam valve
  • Periksa semua baut dan baut pondasi boiler, kencangkan baut jika perlu.
  • Buka pintu inspeksi di saluran masuk ID FAN dan di ID FAN lalu bersihkan impeller.
  • Drain wet ash conveyor, bersihkan conveyor, periksa lasan dan sambungan bautnya. Coba jalankan conveyor dan perbaiki pergerakan tidak normal dari rantai.
  • Periksa level minyak di gear box wet ash conveyor, puffing motor, pendulum dan rotary valve di dust collecotor.
  • Periksa siklon dust collector, bersihkan dari tumpukan abu.
  • Periksa gasket / benang asbestos rope di pintu-pintu inspeksi dust collector, hopper dan slauran gas buang lainnya. Ganti bila perlu karena gasket yang telah rusak dapat mengganggu keseimbangan aliran udara (draft) nantinya.
  • Periksa drain chimney dan ID fan jika terjadi penumpukan air
  • Bersihkan carbon brush ID Fan untuk motor type slip ring (jika ada)
  • Periksa safety valve sonik, soot blower, strainer pompa.

Maintenance Setiap 3 Bulan

  • Bersihkan permukaan luar pipa-pipa boiler dengan tekanan angin
  • Periksa sususan batu-batu di dapur, perbaiki bila perlu.

Maintenance Setiap 6 Bulan

  • Buka manhole steam drum dan periksa bagian dalam drum. Periksa jangan ada gap / jarak di primary cyclone dan baffle plate. Ganti plat scrubber yang telah rusak.
  • Periksa gas buffle di dapur jika ada gap maupun refractory pecah / retak. Perbaiki refractory diatas, ganti buffle jika telah rusak.
  • Ganti rangka bakar yang telah terkikis atau rusak.
  • Service steam main valve, blowdown, dan safety valve jika dibutuhkan.
  • Buka dan bersihkan semua saringan di jalur pipa angin
  • Periksa dan bersihkan semua header
  • Periksa secara visual pipa-pipa boiler jika terdapat tanda erosi terutama di daerah sekitar soot blower lance berada. Jika perlu orientasi dari soot blower lance.
  • Buka mobrey level switch, periksa semua wiring, bersihkan pelampung dan bodynya, ganti bagian yang rusak.
  • Bersihkan bagian dalam pipa dengan menggunkan fleksibel tube brush yang sesuai (mechanical cleaning tubes)
  • Bersihkan dan cat ulang tangki daearator (jika ada) dengan cat anti karat.
  • Periksa batu-batu api di dapur, daerah fasa kedua, dan ketiga. Perbaiki bila perlu.
  • Kalibrasi semua instrumentasi dan alat ukur lainnya ke layanan laboratorium kalibrasi.
  • Periksa ketegangan dan kondisi belting dari semua fan, fanti bila perlu.

Kesimpulan

Demikian pengenalan mengenai pengertian boiler, jenisnya, bagian-bagiannya, berikut dengan cara perawatannya. Bagi teman-teman yang bekerja di industri dan khususnya di departemen teknik tentunya sudah tidak asing lagi dengan penanganan boiler atau ketel uap tersebut. Sedemikian pentingnya mesin ketel uap ini, maka aktivitas kegiatan atau proses produksi bisa terganggu jika boiler ini bermasalah.

Mohon masukannya jika ada yang ingin ditambahkan. Harapannya tentunya ilmunya bermanfaat bagi penulis pribadi ataupun teman-teman yang sedang belajar mengenai boiler ini.

Semoga Bermanfaat.

Referensi :

Dasar Pengoperasian, Perawatan, dan Trouble Shooting Boiler

Cara Kerja Boiler dengan Animasinya

Pengertian, Fungsi, dan Contoh Kegiatan Produksi

Pengertian, Fungsi, dan Contoh Kegiatan Produksi

Aktivitas produksi dalam suatu perusahaan merupakan hal yang sangat penting, karena dengan adanya produksi perusahaan tentunya akan memperoleh pendapatan dari penjualan produk yang dihasilkan pada proses produksi tersebut.

Kali ini kita akan belajar mengenai hal-hal terkait dengan produksi, antara lain :

  • Pengertian produksi
  • Jenis kegiatan produksi
  • Faktor produksi
  • Perluasan Produksi
  • Kurva kemungkinan produksi

Yuk kita mulai bahasannya..

Pengertian produksi

contoh kegiatan produksi adalah

Produksi dalam arti sempit adalah adalah kegiatan manusia yang ditujukan untuk menciptakan atau menambah nilai guna barang atau jasa.

Menurut Sri adiningsih produksi adalah suatu proses mengubah input menjadi output sehingga nilai barang tersebut bertambah. Input dapat berupa barang atau jasa yang digunakan dalam proses produksi dan output adalah barang atau jasa yang dihasilkan dari suatu proses produksi.

Jenis dan Contoh Kegiatan Produksi

Ada beberapa jenis kegiatan produksi, yaitu :

  • Kegiatan Produksi Ekstraktif

contoh kegiatan produksi ekstraksi

Yaitu kegiatan produksi yang mengambil kekayaan alam langsung tanpa mengubah sifat dan bentuknya, misalnya :

    • Pertambangan dimana kegiatannya langsung mengambil kekayaan alam yang ada dalam perut bumi.
    • Perikanan laut dimana kita mengambil tangkapan ikan yang ada di laut yang sudah disediakan oleh alam.
  • Kegiatan Produksi Agraris

Kegiatan Produksi agraris

Kegiatan produksi agraris ini hampir mirip dengan ekstraktif, dimana agraris mengolah sumber daya alam untuk menghasilkan barang baru.

Bedanya dengan ekstraktif adalah pada agraris ada unsur pengolahan yang dilakukan oleh manusia sedangkan ekstraktif langsung mengambil tanpa melakukan proses pengolahan.

Contoh kegiatan produksi agraris misalnya :

    • Pertanian atau perkebunan.

Seperti kita ketahui, dimana dalam kegiatan bertani dan berkebun tersebut merupakan budidaya oleh manusia dimana terdapat aktivitas menanam benih, memberikan pupuk, memanen, dll.

    • Pertambakan atau perikanan darat.

Berbeda dengan perikanan laut yang tinggal mengambil apa yang ada di laut, dalam pertambakan tentunya manusia menyemai benih ikan dulu, memberikan makan, dst.

Nah kedua kegiatan produksi diatas disebut sebagai kegiatan produksi primer

  • Kegiatan Produksi Industri

Kegiatan Produksi Industri

Industri adalah kegiatan produksi yang mengolah bahan mentah atau bahan baku menjadi barang setengah jadi atau barang jadi. Misalnya : Industri otomotif, industri tekstil, dll.

  • Kegiatan Produksi Perdagangan

Kegiatan Produksi Perdagangan

Adalah kegiatan produksi dengan jalan melakukan kegiatan jual beli barang tanpa adanya proses pengolahan. Jadi sekedar membeli barang dari produsen kemudian dijual kembali tanpa ada proses pengolahan.

Yang membedakan antara perdagangan dan industri adalah jika industri ada unsur pengolahannya sedangkan pada perdagangan tidak ada unsur pengolahannya,misalnya : supermarket, toko buku, dealer sepeda motor, dll.

  • Kegiatan Produksi Jasa

Contoh Kegiatan Produksi Jasa

Jasa adalah kegiatan produksi yang aktivitas antara produsen dan konsumen berwujud layanan misalnya :

    • Rumah Sakit dimana memberikan jasa layanan kesehatan,
    • Sekolahan dimana memberikan jasa pendidikan
    • Laboratorium kalibrasi dimana memberikan layanan kalibrasi alat ukur.

Jasa disini disebut sebagai kegiatan produksi yang tersier.

Jadi jika dirangkup dalam kegiatan produksi yang diuraikan diatas, maka :

Ekstraktif dan Agraris disebut sebagai kegiatan produksi sektor primer.

Industri adalah kegiatan produksi sektor sekunder.

Perdagangan dan Jasa adalah kegiatan produksi yang sifatnya tersier yang mendukung sektor lainnya.

Macam-Macam Faktor Produksi

Diatas sudah diuraikan mengenai definisi produksi dimana produksi adalah kegiatan untuk mengolah input menjadi output.

Faktor produksi adalah input yang dipergunakan dalam proses produksi untuk menghasilkan output yang berupa barang atau jasa.

Untuk lebih mempermudah pemahaman maka kita coba ilustrasikan pada gambar dibawah ini :

proses produksi adalah

Produksi adalah kegiatan untuk mengolah input kemudian menghasilkan output

Faktor produksi adalah inputnya tersebut

Jika kita lihat gambar diatas, untuk menghasilkan makanan, tentunya inputnya berupa sayur-mayur, koki atau tenaga kerja yang digunakan untuk proses produksi.

Itulah yang dimaksud dengan faktor produksi yaitu input yang dipergunakan dalam proses produksi untuk menghasilkan output.

Nah, dalam uraian diatas hanya yang ada 2 macam faktor produksi yaitu sayur-mayur dan koki.

Lalu apakah ada faktor produksi yang lainnya?

4 faktor produksi

Faktor produksi itu ada beberapa macam, yaitu :

  • Sumber daya alam atau bahan baku
  • Tenaga kerja
  • Modal
  • Skill atau keahlian dalam berwirausaha

Sumber daya alam dan tenaga kerja disebut sebagai faktor produksi asli yang artinya faktor produksi yang minimal harus ada untuk proses produksi atau minimal harus ada untuk menghasilkan sebuah barang atau jasa.

Contoh :

Kita ingin menikmati ikan goreng yang ada di atas meja, maka paling tidak butuh 2 faktor produksi, yaitu :

  1. Ikan yang sudah ada di alam, dalam hal ini berarti faktor produksi sumber daya alam.
  2. Orang yang menangkap ikan tersebut dan kemudian memasaknya, dalam hal ini berarti faktor produksi tenaga kerja.

Jika salah satu dari 2 hal diatas tidak ada, maka ikan diatas mejapun juga tidak ada kan..?

Oleh karena sumber daya alam dan tenaga kerja disebut sebagai faktor produksi asli atau faktor produksi yang minimal harus ada.

Modal dan skill disebut sebagai faktor produksi turunan yaitu faktor produksi yang merupakan hasil perkembangan budaya manusia.

Semakin maju peradaban manusia, membutuhkan faktor produksi yang lain untuk menghasilkan barang dan jasa.

Misalnya pada contoh diatas dimana ikan goreng yang ada di atas meja kalau tidak ada modal maka akan sulit tersedia, karena menangkap ikan yang ada di alam jika hanya menggunakan tangan tidak mudah dilakukan, sehingga butuh pancing,

Jika dalam skala yang lebih besar maka membutuhkan jala, dan jika skala yang lebih besar lagi membutuhkan kapal, dst. Jala, pancing, kapal tersebut merupakan faktor produksi modal.

Makin berkembang peradaban makin bertambah faktor produksi yang dibutuhkan

Nah lalu bagaimana kaitannya dengan wirausaha?

faktor produksi wirausaha

Ketika si nelayan tadi yang semula menangkap ikan di laut dengan menggunakan kapal dan jaring, kemudian dia tidak lagi berani pergi ke laut dan mempekerjakan orang lain untuk menangkap ikan, maka dalam hal ini sudah masuk dalam faktor produksi wirausaha.

Jadi si nelayan tadi yang semula bertindak sebagai tenaga kerja yang menangkap ikan di laut sudah berubah namanya menjadi pengusaha ketika dia mempekerjakan orang lain.

Faktor produksi modal dan skill disebut sebagai faktor produksi turunan yang merupakan hasil perkembangan budaya manusia

Macam Faktor Produksi Dalam Hubungannya dengan Proses Produksi

faktor produksi tetap dan variabel

Nah terkait dengan proses produksi, maka faktor produksi itu terbagi dua, yaitu :

  • Faktor Produksi Variabel

Yaitu faktor produksi yang berubah-rubah jumlahnya sesuai dengan besarnya output yang diproduksi atau dengan kata lain jumlahnya yang dibutuhkan berubah-rubah sesuai dengan output produksi yang akan kita hasilkan.

  • Faktor produksi Tetap

Yaitu faktor produksi yang tidak bergantung dengan output produksi, serta relatif sulit untuk diubah karena perlu biaya besar dan tidak bergantung pada jumlah output yang akan diproduksi.

Contoh :

Masih menggunakan contoh diatas dimana ketika seorang koki akan memproduksi makana maka ada beberapa faktor produksi yang dibutuhkan misalnya :

  • Bahan baku atau sumber daya alam
  • Tenaga kerja
  • Kemudian untuk memasaknya memerlukan dapur (faktor produksi modal)

Mana nih faktor produksi yang merupakan faktor produksi yang berubah-rubah sesuai dengan jumlah output yang akan dihasilkan?

Misalnya untuk menghasilkan 5 piring makanan tentu membutuhkan sayur-mayur yang berbeda ketika nanti koki tersebut harus memproduksi 10 piring makanan. Maka dalam hal ini, sayur-mayur atau bahan baku tersebut termasuk faktor produksi variabel.

Apakah nanti untuk memproduksi dari 5 menjadi 10 mangkok makanan kokinya perlu ditambah?

Jika jumlah kokinya tidak berubah berarti dalam hal ini si koki dan dapur disini adalah faktor produksi tetap yang tidak bergantung pada jumlah output yang dihasilkan. Namun Itu dalam jangka pendek.

Dalam jangka panjang seluruh faktor produksi tersebut nanti akan bersifat variabel yang artinya memungkinkan untuk berubah mengikuti jumlah outputnya.

Misalnya yang semula memproduksi 100 piring makanan, lalu dibutuhkan dalam sehari memproduksi 1000 piring makanan sehingga tentunya untuk mengolah sayur mayur dibutuhkan orang yang lebih dari satu atau perlu tambahan tenaga kerja.

Maka dalam kondisi diatas, tenaga kerja atau koki tersebut berubah yang semula faktor produksi tetap menjadi faktor produksi yang variabel.

Apakah dapur ini juga termasuk faktor produksi tetap selamanya?

Tentunya tidak..

Dalam jangka panjang ketika perusahaan makin berkembang misalnya ingin memproduksi makanan di tempat lain atau ingin mengembangkan usahanya maka perlu membuat dapur yang baru.

Sehingga dalam jangka panjang, dapur ini juga menjadi faktor produksi variabel.

Artinya dalam jangka panjang seluruh faktor produksi itu bersifat variabel.

Jadi pembagian faktor produksi variabel dan faktor produksi tetap adalah pembagian dalam proses produksi jangka pendek.

Just For Your Information :

Oiya, sekedar informasi karena kebetulan diatas tadi membahas mengenai makanan, untuk industri makanan, umumnya mereka menerapkan standar tertentu untuk menjaga kualitas produknya, salah satunya adalah HACCP yang menjadi pondasi dalam menerapkan Sistem Manajemen Keamanan Pangan ISO 22000. Terkait dengan HACCP itu sendiri sudah pernah kami bahas di artikel sebelumnya, silakan teman-teman jika tertarik dan mempunyai waktu luang bisa dibaca disini : Apa itu HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points)?

Baik kembali lagi ke pembahasan produksi…

Fungsi Produksi

fungsi produksi

Fungsi produksi adalah fungsi yang menggambarkan hubungan antara faktor produksi yang dipergunakan untuk menghasilkan output tertentu.

Secara matematis fungsi produksi dapat dirumuskan sebagai berikut :

Q = f(R,C,L,T)

Dimana :

Q = Jumlah produk atau output yang dihasilkan, dimana output yang dihasilkan ini dipengaruhi oleh

R = Raw material atau bahan baku atau sumber daya alam

C = Capital

L = Labor atau tenaga kerja

T = Teknologi

Catatan :

Untuk menyederhanakan pembahasan nanti dalam fungsi produksi maka input yang digunakan itu disederhanakan hanya menjadi dua input variabel misalnya hanya input modal dan tenaga kerja sehingga fungsi produksi secara matematis dituliskan sebagai :

Q = f(C,L)

Ada dua macam fungsi produksi, yaitu :

  • Fungsi produksi jangka pendek

Yaitu fungsi produksi dimana paling tidak ada satu faktor produksi yang bersifat tetap.

Jadi jika dilihat formula diatas, dimana terdapat 4 faktor produksi, maka dikatakan fungsi produksi jangka pendek jika paling tidak salah satu faktor tersebut (R, C, L, atau T) bersifat tetap.

  • Fungsi produksi jangka panjang

Yaitu fungsi produksi dimana semua faktor produksi itu bersifat variabel. Jadi seluruh input (R, C, L, atau T) sifatnya variabel atau berubah-rubah.

Pada pembahasan sebelumnya dicontohkan Ketika perusahaan nanti dalam jangka panjang ingin mengembangkan usaha makanannya maka yang di butuhkan tidak hanya jumlah sayur-mayur yang bertambah namun juga jumlah tenaga kerja juga bertambah, faktor produksi modal atau dapurnya juga akan bertambah.

Maka sekali lagi dalam jangka panjang seluruh faktor produksi itu bersifat variabel

Perluasan Produksi

perluasan produksi

Bagaimana sih cara kita nanti menambah hasil produksi?

Penambahan hasil produksi dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu :

  • Ekstensifikasi yaitu menambah faktor produksi

Kembali ke rumus diatas,

Q = f(R,C,L,T)

Ketika kita ingin menambah jumlah kuantitas (Q) maka bisa dilakukan dengan jalan menambah faktor produksi yang kita pergunakan.

  • Intensifikasi yaitu dengan cara meningkatkan produktivitas dari faktor produksi yang ada.

Kita tidak menambah faktor produksinya tetapi kualitas dari faktor produksinya yang kita tingkatkan atau produktivitasnya yang akan kita tingkatkan agar nanti jumlah produk makin meningkat.

Dari fungsi produksi, kita dapat melihat bahwa untuk meningkatkan kuantitas produk itu tidak harus dengan menambah seluruh input tetapi bisa saja dengan menambah salah satu input saja.

Di dalam penambahan faktor produksi perlu diperhatikan hal-hal berikut :

  • Keterbatasan dari faktor produksi

Misalnya : Untuk meningkatkan panen padi di pulau jawa maka kita perlu melihat keterbatasan tanah, sangatlah sulit dengan jalan memperluas atau menambah tanah pertanian karena lahan di pulau jawa sudah sangat terbatas.

Jadi kita perlu memperhitungkan keterbatasan faktor produksi.

  • Perlu memperhitungkan pengaruh penambahan input terhadap output yang dihasilkan

Artinya dalam menambah input kita harus memperhitungkan antara ongkos dan manfaatnya.

Jika kita tambahkan inputnya (misal : jumlah tenaga kerja) kita harus memperhitungkan, apa sih manfaat yang saya dapatkan sebagai pengusaha? Adakah kenaikan produksi?

Teori Perilaku Produsen

Teori perilaku produsen adalah teori yang mempelajari bagaimana perilaku produsen dalam memaksimalkan keuntungan dengan keterbatasan sumberdaya atau faktor produksi yang dimilikinya.

Secara umum dalam ilmu ekonomi ada 3 teori yang akan membahas tentang teori perilaku produsen, yaitu :

  1. Kurva kemungkinan produksi
  2. Hukum pertambahan hasil yang semakin berkurang
  3. Teori biaya produksi

Nah ketiga teori tersebut harus dipahami oleh produsen agar bisa mendapatkan keuntungan dan terhindar dari kerugian.

Sekilas Tengan Kurva Kemungkinan Produksi

Kurva Kemungkinan Produksi atau Production Possibility Frontier atau Kurva PPF

kurva ppf

Didalam kurva tersebut ada 2 sumbu dimana sumbu vertikal menunjukkan misalnya makanan dan sumbu horizontalnya menunjukkan misalnya pakaian.

Penjelasannya :

Produsen atau perusahaan harus memanfaatkan sumberdaya produksi atau faktor produksi yang terbatas untuk menghasilkan output (barang dan jasa) yang optimal.

Dengan adanya keterbatasan faktor produksi maka tidak semua barang atau jasa dapat kita produksi.

Ketika kita ingin menambah suatu jenis barang yang produksi lebih banyak maka jenis barang lainnya harus kita kurangi.

Misalnya pada kurva PPF, diatas ada dua pilihan yaitu apakah memproduksi makanan atau memproduksi pakaian.

  • Kalau misalnya (dalam kurva tersebut) kita akan memproduksi 15 makanan, maka kita tidak bisa memproduksi pakaian atau pakainya nol.
  • Ketika kita ingin memproduksi 1 unit pakaian maka produksi makanan harus kita kurangi, yang semula 15 unit menjadi 14 unit.
  • Ketika ingin menambah jumlah pakaian yang kita produksi menjadi 2, maka produksi makanan juga harus kita kurangi yang semula 14 menjadi 12,
  • dst

Ini menunjukkan adanya keterbatasan faktor produksi yang kita miliki.

Lalu bagaimana dengan titik H dan titik G pada kurva diatas?

Titik H dibawa kurva PPF, artinya titik H tersebut masih dibawah kapasitas produksi perusahaan dalam arti perusahaan tidak memanfaatkan sumberdaya yang dimiliki semaksimal mungkin.

Bagaimana dengan titik G?

Titik G ini ada di atas kurva PPF dan tidak bisa dijangkau oleh perusahaan karena sumber daya yang dimiliki oleh perusahaan tidak memungkinkan untuk memproduksi di titik G.

Jadi titik-titik produksi yang bisa dimungkinkan oleh perusahaan ada di titik A, B, C, D, E, F atau dengan kata lain sepanjang kurva PPF tersebut adalah kurva kemungkinan produksi yang bisa dilakukan oleh perusahaan.

Teori Produksi

hukum tambahan hasil yang makin berkurang atau The Law of Diminshing Returns

Teori produksi adalah teori yang menggambarkan hubungan antara tingkat produksi dengan input produksi.

Hubungan antara output atau jumlah yang dihasilkan dengan input produksi atau dengan faktor produksi nya.

Untuk memudahkan dalam analisa teori produksi kita akan sederhanakan dimana nanti kita hanya akan mempelajari teori produksi dengan satu input variabel dan teori produksi dengan dua input variabel.

  • Teori Produksi Dengan Satu Input Variabel

Ini adalah teori produksi yang paling sederhana yang menggambarkan tentang hubungan antara tingkat produksi suatu barang dengan jumlah tenaga kerja yang digunakan untuk menghasilkan barang tersebut.

Artinya dalam teori produksi ini, input yang digunakan adalah tenaga kerja dan input yang lain itu dianggap tetap.

Nah salah satu teori produksi tersebut adalah teori yang dikemukakan oleh David Ricardo (1772 – 1823) yang dikenal dengan “hukum tambahan hasil yang makin berkurang atau The Law of Diminshing Returns” yang bunyinya itu sebagai berikut :

Apabila satu unit faktor produksi atau tenaga kerja terus-menerus ditambah, maka pada mulanya total hasil produksi itu akan meningkat tetapi sesudah mencapai titik tertentu tambahan produksi ini akan semakin berkurang dan pada akhirnya akan mencapai nilai negatif.

Nah sifat pertambahan total hasil produksi yang seperti ini menyebabkan pertambahan total produksi yang lambat, dan pertambahannya akan mencapai tingkat maksimum, setelah itu akan menurun.

tabel The Law of Diminshing Returns

Pada tabel diatas menggambarkan teori produksi dengan satu input variabel.

Dimana pada tabel tersebut ada kolom :

  1. Jumlah tenaga kerja / labor (L)
  2. Total produksi (TP)
  3. Produk rata-rata (AP)
  4. Produksi marginal atau Marginal product (MP)
  5. Tahapan produksi

Bagaimana membaca kolom-kolom diatas? Berikut ini adalah penjelasannya.

Pada kolom jumlah tenaga kerja, dapat dilihat bahwa semula tenaga kerja jumlahnya 1, kemudian ditambah menjadi 2 ; 3 ; dst sampai berjumlah 10 tenaga kerja.

  • Nah kita lihat pada kolom Total Produksi atau TP, pada saat jumlah :
  • Tenaga kerja 1 >> Total produksi 100
  • Tenaga kerja 2 >> Total produksi mengalami peningkatan menjadi 300
  • Tenaga kerja menjadi 3 >> Total produksi meningkat lagi menjadi 600
  • Jumlah tenaga kerja ditambah lagi menjadi 4 >> Total produksi juga masih meningkat menjadi 880
  • dst

product rata-rata dan marjinal produk

Nah yang perlu dicermati pada kolom total produksi adalah ketika jumlah tenaga kerja terus-menerus ditambah maka total produksi mula-mula meningkat secara tajam tetapi kemudian pada batasan tertentu peningkatannya mulai melambat bahkan sampai pada titik tertentu total produksi tidak lagi mengalami kenaikan.

Dan ketika jumlah tenaga kerja ini masih juga di tambah misalnya menjadi 8 kemudian 9 maka total produksi justru mengalami penurunan, dan jika tenaga kerja ditambah lagi menjadi 10 maka total produksi makin menurun menjadi 700 (tanda kotak warna biru)

Itulah yang perlu kita cermati jika jumlah input tenaga kerja terus menerus ditambah.

Kemudian kita lihat pada kolom produk rata-rata dan kolom produk marginal.

Apa sih produk rata-rata atau average produk (AP)?

Produk rata-rata adalah hasil bagi antara produk total dengan jumlah faktor produksi variabel yang digunakan, dalam hal ini adalah tenaga kerja.

Maka :

AP (average product) = TP / L

TP : Total produksi

L : Jumlah tenaga kerja

Apa itu produksi marginal atau Marginal product?

Produksi marginal adalah pertambahan output yang dihasilkan akibat dari pertambahan satu unit faktor produksi variabel, dalam hal ini adalah tenaga kerja.

Maka :

MPL = ΔTP / ΔL

MPL : Marginal product dari tenaga kerja

ΔTP : Pertambahan jumlah total produk

ΔL : Pertambahan jumlah tenaga kerja

Kembali ke tabel lagi dimana

Pada jumlah tenaga kerja 1 >> produk rata-rata adalah 100, Dimana produk rata-rata (100) didapatkan dari 100 (TP) : 1 (L)

Sekarang kita lihat di kolom Marginal product

Pada jumlah tenaga kerja 1 >> Marginal product juga 100

Dimana Marginal product (100) didapatkan dari ΔTP yang semula nol menjadi 100 maka ΔTP = 100, dibagi dengan

ΔL (yang semula tidak ada tenaga kerja kemudian menjadi 1 tenaga kerja) maka ΔL nya juga 1.

Sehingga marginal product = 100 / 1 = 100

Nah ketika ditambah tenaga kerja dari 1 menjadi 2, dengan menggunakan rumus yang sama seperti diatas, maka :

Produk rata-rata (APL2) = 300/2 = 150

Marginal product = 200, yang didapat dari ΔTP = 300 – 100 yaitu 200 dibagi dengan Δ L yaitu l

Maka MPL2 = 200 / 1 = 200

dst (tanda kotak warna orange)

Sekarang kita cermati ini kolom tahapan produksi dimana ada 3 tahapan produksi yang warna hijau, warna kuning dan warna merah.

tabel tahapan produksi

Pada tahapan produksi ke-1 yang warna hijau

Baik AP dan MP meningkat

  • AP dari 100 ke 150 ke 200
  • MP dari 100 ke 200 ke 300

Ada kenaikan yang sangat signifikan dimana disini pada tahap ke-1, hasil produksi yang didapat masih lebih tinggi dibandingkan dengan upah yang harus dibayar kepada pekerja. Dengan asumsi tadi tidak ada perubahan upah.

Tahap kesatu dimana tahap ketika hasil produksi mengalami peningkatan, AP dan MP meningkat

Nah kita lihat di tahapan produksi ke-2 yang warna kuning

Pada tahapan produksi ke-2 ini mulai berlaku “hukum tambahan hasil yang semakin menurun atau  hukum LDR (Law of Dimishing Returns).

Dimana jika kita cermati pada kolom AP dan MP mulai menurun.

  • Pada kolom AP dari 220 menurun menjadi 210 kemudian mengalami penurunan lagi menjadi 190 kemudian mengalami penurunan lagi menjadi 170.
  • Pada kolom MP juga mulai mengalami penurunan dari 280 menjadi 170, kemudian turun lagi menjadi 90, kemudian turun lagi menjadi 50.

Jadi pada tahapan produksi ke-2 ini masih ada tambahan hasil, namun tambahan hasilnya mulai menurun sampai dengan TP pada tahapan produksi ke-2 tidak mengalami kenaikan atau MP sama dengan 0.

Pada tahapan produksi ke-3 yang warna merah

Total Produksi (TP) mulai mengalami penurunan dari 1190 menjadi 1100.

Perusahaan akan rugi jika meneruskan produksi atau meneruskan menambah tenaga kerja karena menambah tenaga kerja justru menurunkan produksi.

Jadi dengan melihat tabel dapat kita simpulkan

Pada jumlah tenaga kerja 7 itulah dicapai titik maksimumnya. Kita tidak bisa lagi menambah jumlah tenaga kerja untuk menaikkan output produksi.

Jika tabel diatas dibuat kurva maka hasilnya seperti pada gambar dibawah.

kurva total produksi

Dapat dilihat ada kurva TP (total produk)

  • Kurva MP yang warna biru
  • Kurva AP yang warna orange.

Pada gambar kurva tersebut dibagi menjadi tiga tahapan yaitu tahap 1, tahap 2, dan tahap 3.

Pada tahap ke-1 pada kurva TP menunjukkan hubungan antara jumlah produk dengan jumlah tenaga kerja.

Dimana pada tahap ke-1 bentuk kurvanya pada mulanya cekung ke atas, dimana jumlah tenaga kerja masih sedikit dan penambahan tenaga kerja akan menaikkan TP (Total Produk) secara cepat.

Nah sifat serupa juga dapat kita lihat pada kurva MP yang berwarna biru.

Kurva MP naik atas.

Tahap ke-1 disebut sebagai tahap increase return.

Pada tahap ke-2 setelah menggunakan tenaga kerja 3, penambahan tenaga kerja tidak menambah total produk (TP) secepat seperti sebelumnya (di tahap 1) dan keadaan ini digambarkan oleh kurva MP yang terus-menerus turun dan kurva TP-nya mulai berbentuk cembung keatas.

Pada tahap ini disebut sebagai tahap produksi dimana mulai terjadi Diminishing Return atau tambah hasil yang semakin menurun.

Pada tahap ke-3 dimulai pada saat tenaga kerja berjumlah 8, dimana kurva MP ini memotong sumbu horizontal (nol) yang menunjukkan adanya inefisiensi atau negatif return dimana perusahaan ini tidak bisa lagi meneruskan produksi atau menambah tenaga kerja.

Kesimpulan dari kurva TP, AP, dan MP titik maksimum penggunaan tenaga kerja terjadi ketika slope dari kurva TP sejajar dengan sumbu horisontal yakni saat tenaga kerja itu berjumlah 7

Perusahaan dapat beroperasi di tahap 1 dan 2.

Nah yang menjadi pertanyaan itu adalah dimana titik berhenti menambah tenaga kerja?

Dengan gambar kurva TP tadi kita sudah menyimpulkan yaitu ketika slope kurva TP sejajar dengan garis horizontal, disitulah letak titik dimana perusahaan ini harus berhenti menambah tenaga kerja.

Nah secara matematis perusahaan ini akan berhenti menambah tenaga kerja yaitu pada saat tambahan biaya atau marginal cost (MC) yang harus dibayar adalah sama dengan tambahan pendapatan atau Marginal revenue (MR) yang diterima.

Atau secara matematis dirumuskan bahwa perusahaan itu akan berhenti menambah tenaga kerja jika atau pada saat MR = MC.

Tambahan biaya dalam hal ini adalah upah atau wages (W) sedangkan tambahan pendapatan adalah Marginal product x harga (P). Maka alokasi tenaga kerja itu masih dianggap efisien jika :

W (tingkat upah) = Marginal product (MP) x harga (P)

  • Teori Produksi Dengan Input 2 Variabel

Dalam analisa model dua variabel ini diasumsikan ada dua faktor produksi yang berubah-rubah yakni tenaga kerja dan modal.

Pendekatan yang akan digunakan adalah analisa grafis dengan menggunakan kurva isokuant dan kurva isocost.

Kurva Isokuant

kurva isokuant adalah kurva yang menggambarkan berbagai kombinasi penggunaan dua macam faktor produksi variabel secara efisien dengan tingkat teknologi tertentu yang menghasilkan tingkat produksi atau jumlah produksi yang sama.

Kurva isocost atau kurva anggaran produksi adalah kurva yang menggambarkan berbagai kombinasi penggunaan dua macam faktor produksi yang memerlukan biaya yang sama.

Berikut ini gambaran tabel yang menunjukkan kurva isokuant.

tabel isokuant

Ada berbagai kombinasi yaitu kombinasi tenaga kerja dan modal untuk menghasilkan kuantitas yang sama.

  • Pada kombinasi A digunakan 4 Tenaga Kerja dan 20 modal dan kuantitas yang dihasilkan 110.
  • Pada kombinasi B digunakan 6 Tenaga Kerja dan 14 modal dan kuantitas yang dihasilkan 110.
  • Pada kombinasi C digunakan 8 tenaga kerja dan 10 modal dan kuantitas yang dihasilkan 110.
  • dst

Ada berbagai kombinasi antara tenaga Kerja dan modal menghasilkan kuantitas yang sama yaitu 110.

Kemudian pada kolom paling kanan terdapat kolom MRTS (Marginal Rate Technical Substitution) yaitu tingkatan dimana tenaga kerja atau labor dapat disubstitusikan dengan modal atau capital sementara outputnya tetap konstan disepanjang isokuant.

Secara matematis MRTS bisa dicari dengan rumus :

MRTS = Δ K / Δ L

Δ K : Perubahan kapital

Δ L : Perubahan labor

Contoh

Pada kombinasi A, MRTS nya masih 0, karena belum ada subsitusi antara tenaga Kerja dan modal.

Ketika kombinasi B tenaga kerja di sini mengalami peningkatan dari 4 menjadi 6 artinya ada perubahan 2, modalnya mengalami penurunan dari 20 menjadi 14.

Maka

MRPS = (20 – 14) / (6 – 4) = 3

dst

Dari tabel tersebut kemudian kita pindahkan dalam bentuk kurva isoquant seperti dibawah dimana sumbu yang vertikal adalah modal dan sumbu yang horizontal untuk tenaga kerja.

kurva isokuant

Dapat dilihat pada kurva, garis dimulai dari kiri atas turun ke kanan bawah.

  • Ketika jumlah modal 20 maka jumlah tenaga kerjanya adalah 4
  • Ketika jumlah modal 14 maka jumlah tenaga kerjanya adalah 6
  • Ketika jumlah modal 10 maka jumlah tenaga kerjanya adalah 8
  • dst

Ciri-Ciri Kurva Isokuant :

  • Memiliki lereng negatif dari kiri atas kekanan bawah yang menunjukkan disini adanya “trade off” antara faktor produksi tenaga kerja dan modal yaitu ketika kita ingin menambah jumlah tenaga kerja konsekuensinya ada modal yang harus dikurangi.
  • Marginal Rate Tehcnical Subtitution atau tingkat substitusi teknik dari faktor produksi akan semakin kecil atau semakin menurun yang menunjukkan ketika kita memiliki faktor produksi banyak maka kita siap menukarkannya dengan faktor produksi lain dengan jumlah yang lebih sedikit, tetapi ketika faktor produksi yang kita miliki sudah semakin sedikit maka akan semakin sedikit pula kita mau melepaskan untuk mendapatkan faktor produksi yang lain.
  • Berlakunya Law of Diminishing Returns. Oleh karena itu perusahaan harus menentukan kombinasi yang tepat antara modal dan tenaga kerja agar mencapai hasil yang maksimal.

Kurva Isocost

Yaitu kurva yang menggambarkan berbagai kombinasi dua faktor produksi pada tingkat biaya yang sama.

Nah misalkan seorang produsen ingin memproduksi produk sebanyak X unit dengan biaya 800.000.

Jika upah tenaga adalah 20.000 dan biaya modal per unit Rp 20.000 maka dari total biaya 800.000 ini dapat diperoleh berbagai kombinasi faktor produksi sebagai berikut :

tabel isocost

Dapat dilihat pada tabel diatas dimana ada beberapa kombinasi yaitu kombinasi A-B-C-D-E

  • Pada kombinasi A digunakan 40 mesin tenaga kerjanya 0 total biaya 800.000.
  • Pada kombinasi B tenaga kerja 10, mesinnya 30
  • Pada kombinasi C tenaga kerja 20, mesinnya 20
  • dst

Disini ada berbagai kombinasi pada tingkat biaya yang sama.

Jadi ada beberapa kombinasi tenaga kerja dan mesin pada tingkat biaya 800.000.

Nah selanjutnya dari tabel ini kita buatkan menjadi kurva isocost, sumbu vertikal nya adalah mesin dan sumbu horizontalnya adalah tenaga kerja.

kurva isocost

Garis pada kurva menunjukkan titik-titik kombinasi antara mesin dan tenaga kerja pada biaya atau pada anggaran yang sama. Jadi kurva isocost bisa juga disebut sebagai kurva garis anggaran.

Nah selanjutnya kita akan mencari dimanakah letak keseimbangan produsen atau titik dimana output mencapai titik maksimal?

Keseimbangan produsen atau titik optimal terjadi ketika kurva isokuant bersinggungan dengan kurva isocost. Artinya disini kita menggabungkan dua kurva.

titik keseimbangan produsen dengan input 2 variabel

Nah titik persinggungan tersebut, kombinasi penggunaan kedua faktor produksi akan menghasilkan output yang maksimal.

Kita lihat kurva isocost yang warna kuning kemudian kurva isoquant yang warna biru.

Keseimbangan produsen terjadi atau ada di titik C, ketika kurva isokuant yang menunjukkan target produksi yang ingin dicapai.

Jadi kurva isokuant itu menggambarkan target produksi atau kuantitas produksi yang ingin dicapai oleh perusahaan.

Nah bersinggungan dengan kurva isocost yang menunjukkan anggaran yang dimiliki oleh perusahaan.

Jadi Keseimbangan produsen itu tercapai ketika target produksi yang akan dicapai ada pada anggaran yang dimiliki oleh perusahaan.

Nah dalam mencapai keseimbangannya, produsen selalu berdasar prinsip efisiensi yaitu maksimalisasi output atau minimalisasi biaya.

Prinsip maksimalisasi output menyatakan bahwa dengan anggaran yang sudah ditentukan harus mencapai output yang maksimal.

Prinsip minimalisasi biaya menyatakan bahwa target output yang sudah ditetapkan harus bisa di capai dengan biaya yang seminimal mungkin

kurva maksimalisasi output

Gambar diatas adalah kurva yang menunjukkan keseimbangan produsen dengan berdasarkan prinsip maksimalisasi output yang menyatakan bahwa dengan anggaran yang sudah ditentukan harus mencapai output yang maksimum.

Kita lihat pada kurva isocost yang warna kuning yang menunjukkan anggaran yang sudah ditentukan dan ada beberapa kurva isokuant ada isokuant 1, isokuant 2, dan isokuant 3 yang berwarna biru.

Dimanakah letak titik maksimum yang menunjukkan keseimbangan produsen?

Yaitu ada di titik C ketika kurva isokuant menyentuh garis anggaran atau menyentuh garis kurva isocost.

Bagaimana dengan titik F?

Titik F ada di isokuant 1 yang letaknya itu lebih rendah dibanding isokuant 2, yang menunjukkan titik F ini jumlahnya lebih sedikit sehingga tidak efisien atau dalam arti anggarannya sama dimana sudah ditentukan namun dicapai output yang lebih sedikit.

Bagaimana dengan titik G?

Titik G ini ada di isokuant yang ke 3 dimana jumlah output yang lebih tinggi, tetapi tidak bisa dicapai karena sudah berada di luar garis anggaran.

Nah demikianlah prinsip keseimbangan konsumen dengan menggunakan prinsip maksimalisasi output.

Sedangkan kurva dibawah ini adalah prinsip minimalisasi biaya yang menyatakan bahwa target output yang sudah ditetapkan harus dicapai dengan biaya yang minimal.

kurva minimalisasi biaya

Target output yang akan dicapai atau yang sudah ditetapkan digambarkan dalam kurva isokuant yang berwarna biru dan harus bisa dicapai dengan biaya yang minimum.

Kondisi tersebut dapat terjadi yaitu pada kurva isocost yang ke 2 disini dimana kurva isokuant ini menyinggung kurva isocost.

Untuk titik H Ada kurva isokuant, namun titik H itu menunjukkan isocost yang lebih tinggi atau biaya yang lebih besar karen ada di garis kurva isocost 3.

Maka titik yang optimal itu ada di titik C ketika disini isokuant menyinggung isocost yang posisinya lebih bawah atau anggaran yang lebih minimal.

Nah hal diatas menggambarkan prinsip minimalisasi biaya.

Kesimpulan

Baik kita sudah belajar mengenai Pengertian, jenis, fungsi, teori, dan contoh kegiatan produksi lengkap dengan faktor-faktor produksi berikut dengan perilaku produsen.

Mudah-mudahan bisa menambah ilmu bagi penulis maupun teman-teman semua yang sedang belajar mengenai teori produksi meskipun dalam artikel ini belum membahas mengenai unsur keuntungan dan unsur biaya dalam produksi.

Oiya, terkait dengan produksi tentunya akan berkaitan erat dengan PPIC (Production Planning and Inventory Control). Terkait PPIC tersebut sudah pernah kami ulas di dalam artikel ini : [Ibaratnya] PPIC adalah Seorang Playmaker di Perusahaan.

Referensi :

Teori Produksi Oleh NatagamaTV

Pengertian Polimer dan Polimerisasi Berikut dengan Contohnya

Pengertian Polimer dan Polimerisasi Berikut dengan Contohnya

Perkembangan teknologi sangatlah pesat, pengembangan berbagai macam produk untuk mempermudah kehidupan manusia terus dilakukan. Namun tentunya dalam pengembangan tersebut diperrlukan pemahaman mengenai material atau bahan yang digunakan, salah satunya adalah polimer sebagai material yang banyak digunakan dalam berbagai macam produk.

Di dalam artikel ini kita akan belajar bersama terkait dengan pengertian polimer, jenis dan sifatnya, serta contoh polimer dalam kehidupan sehari-hari.

Yuk kita mulai..

Pengertian Polimer

 

ikatan yang membentuk polimer

Polimer adalah material dengan bentuk rantai molekul panjang dan berulang yang dihasilkan dari proses polimerisasi.

Material ini memiliki banyak macam dan setiap jenisnya memiliki karakteristik yang berbeda tergantung pada tipe molekul yang membentuk dan bagaimana proses pembuatannya.

Beberapa polimer memiliki sifat lentur seperti karet dan polyester, sedangkan beberapa lainnya mempunyai sifat keras dan kuat seperti kaca dan epoxy.

Polimer sebenarnya tidak asing dalam kehidupan kita sehari-hari, karena dengan mudah kita temukan, contohnya antara lain : plastik pembungkus, botol plastik, sterofoam, nilon, dan pipa, pralon pvc, dll.

Nah nanti kita akan coba bahas sedikit struktur serta sifat dari polimer-polimer diatas.

Pengertian Polimerisasi

pengertian polimerisasi adalah

Polimerisasi adalah metode dalam pembuatan polimer sintetis dengan mengkombinasikan molekul-molekul kecil yang bernama monomer. Jadi polimer terdiri dari molekul-molekul kecil yang bernama monomer yang menjadi satu rangkaian molekul yang memiliki ikatan kovalen.

Reaksi kimia yang muncul dari proses ini seperti pemanasan dan tekanan dapat mengubah ikatan kimiawi yang menatukan monomer-monomer tersebut dan kemudian proses tersebut menghasilkan polimer dengan struktur ikatan yang beragam tergantung pada proses dan molekul dasarnya.

Polimer terbentuk dari kata poli dan meros.

Polimer merupakan molekul raksasa yang terdiri dari molekul-molekul kecil yang bernama monomer

Contohnya : polietilena (kantong plastik), polivinil klorida (PVC) yang biasa dipakai pada pipa pipa pralon, politetra fluoro etilena atau teflon yang biasa dipakai pada panci anti lengket.

Contoh Ikatan Polimer

Ikatan pada polypropylene adalah polimer yang tersusun dari monomer propena.

susunan polimer polipropena

 

Dapat dilihat pada gambar diatas bentuk monomernya berikut dengan polimernya. Jika kita lihat gambar polimer diatas, terdapat 3 monomer yang terikat yang menjadi polypropylene.

gambar polimer polypropylene

Dalam satu bahan terdiri dari ribuan bahkan jutaan monomer.

Sekali lagi, polimer terdiri dari monomer-monomer yang menjadi satu, dimana bisa dalam satu jenis maupun beda jenis

Jenis-Jenis Polimer

Polimer dapat dibedakan dari beberapa jenis, antara lain :

Berdasarkan Sumbernya

Berdasarkan sumbernya polimer ada yang berasal dari alam dan sintetis,

Polimer Alam

  • Karet alam

Yaitu polimer yang terdiri dari monomer isoprena dan sumbernya dari getah pohon karet.

  • Protein

Yaitu polimer yang terbentuk dari monomer asam amino dan sumbernya dari rambut, sutra, wol / bulu domba.

  • Amilum

Yaitu polimer terbentuk dari glukosa dan sumbernya dari beras, gandum, dan sagu.

  • Selulosa

Biasanya pada bahan-bahan yang berserat, polimer ini terbentuk dari glukosa dan sumbernya dari kapas dan kayu.

  • Asam nukleat

Yaitu polimer yang terbentuk dari nukleotida dan sumbernya dari DNA atau RNA dari bagian tubuh manusia.

Polimer Sintetis

Polimer ini tidak terdapat di alam, kecuali setelah diolah. Contohnya :

  • Polimer polietilena yang terdiri dari etena dan sumbernya dari bungkus plastik. Jadi bungkus plastik ketika diolah akan menjadi polimer polietilena yang terdiri dari monomer etena.
  • Polypropylene yang terdiri dari monomer propena dan sumbernya dari botol plastik atau tali plastik.
  • Polistirena yang terdiri dari monomer stirena dan sumbernya dari styrofoam.
  • PVC atau pipa :PVC yang terdiri dari momoner vinil klorida dan sumbernya dari pelapis lantai atau pipa paralon.
  • PTFE atau tefflon yang terdiri dari monomertetrafluoroetena yang sumbernya dari gasket, panci anti lengket. Jadi ketika kita mau melapisi baja supaya tahan lama, tahan lengket, tahan terhadap korosi maka baja tersebut bisa dilapisi dengan menggunakan polimer meskipun yang umum kita ketahui adalah dilapisi dengan krom.

Berdasarkan Monomernya

perbedaan homopolimer dan kopolimer

Homopolimer

Yaitu polimer yang tersusun dari satu jenis monomer. Contohnya :

  1. Polietilena (etena)
  2. Polipropilena (propena)
  3. Politirena (stirena)
  4. PVC (vinil klorida)
  5. PVA (vinil asetat)
  6. Polisoprena (isoprena)
  7. PAN (akrilonitril)
  8. dll

polimer pvc

Gambar diatas merupakan contoh ikatan hari monomer vinil klorida yang membentuk PVC.

Kopolimer

Yaitu polimer yang tersusun dari dua jenis atau lebih monomer. Jadi di dalam satu polimer terdapat lebih dari satu jenis monomer, bisa 2 atau 3, dll, contohnya :

  • Nilon 6,6 yang terdiri dari heksametilendiamina + asam adipat
  • Dakron yang terdiri dari asam tereftalat + etilena glikol
  • SBR yang terdiri dari stirena + butadiena
  • ABS yang terdiri dari akrilonitril + butaiena + stirena

polimer nilon 6.6

Gambar diatas merupakan contoh kopolimer Nilon 6,6

Berdasarkan Sifatnya

Termoplas

sifat polimer termostat

Yaitu polimer yang melunak jika dipanaskan dan dapat dicetak kembali menjadi bentuk lainnya. Sifat ini disebabkan oleh struktur termoplas yang terdiri dari rantai-rantai panjang dengan gaya interaksi antar molekul yang lemah.

Sifat-sifat lain dari termoplas adalah ringan, kuat, dan transparan.

Contoh thermoplas ini adalah polietilena, polipropilena, PET, dan PVC.

Sehingga ketika bahan yang terbuat dari PVC dipanaskan maka bisa dibentuk menjadi produk yang lainnya. Itu sebabnya bahan tersebut bisa didaur ulang.

Termoset

bakelit tidak dapat didaur ulang

Yaitu polimer yang memiliki bentuk permanen dan tidak menjadi lunak jika dipanaskan. Sifat ini disebabkan oleh ada banyaknya ikatan kovalen yang kuat antara rantai rantai molekul. Pemanasan termoset pada suhu yang terlalu tinggi dapat memutuskan ikatan-ikatan tersebut dan bahkan membuat termostat menjadi terbakar.

Contoh termoset ini adalah bakelit dan melamin.

Ketika melamin dipanaskan maka tidak bisa dibentuk atau didaur ulang, malahan akan menjadi terbakar karena banyaknya ikatan kovalen yang kuat yang tidak bisa dipisahkan.

Elastomer

karet sbr

Yaitu polimer yang elastis, bentuknya dapat diregangkan, namun dapat kembali ke bentuk semula setelah gaya tariknya dihilangkan.

Elastisitas ini disebabkan oleh struktur elastomer yang terdiri dari rantai-rantai yang saling tumpang tindih dengan adanya ikatan silang atau cross link yang akan menarik kembali rantai-rantai tersebut kembali ke susunan tumpang tindihnya.

Contohnya adalah karet alam (polisoprena) dan karet sintetis SBR. Contoh produk yang termasuk dalam jenis polimer ini adalah karet gelang, ban, dll

Info :

Oiya, terkait dengan gaya tarik dan gaya lainnya sebelumnya juga pernah kita bahas dalam artikel berikut : Pengertian Gaya Gravitasi Berikut dengan Contoh Soalnya. Silakan teman-teman baca jika berkenan dan mempunyai waktu luang.

Sifat-Sifat Polimer

Polimer memiliki 4 sifat, yaitu :

  • Sifat termal : polimer sebagai isolator mempunyai sifat termal yang baik bisa menahan listrik.
  • Sifat kelenturan : karena sifatnya lentur polimer mudah diolah menjadi produk yang diinginkan. Contoh seperti yang diuraikan diatas, yaitu : karet ban atau karet sintetis.
  • Sifat ketahanan terhadap mikroorganisme : dimana sifat ini biasanya dimiliki oleh polimer sintetis
  • Sifat lainnya : ringan yang dibandingkan dengan material teknik seperti unsur-unsur logam (ferro, dll), tahan korosi, dimensinya stabil dan tidak berubah-ubah. Tidak seperti kayu yang jika terkena sinar matahari terkadang memuai, contohnya : kayu pada pintu dan jendela jika memuai maka susah ditutup, dll.

Beberapa Contoh Polimer dan Kegunaannya

Meskipun diatas sudah disinggung mengenai beberapa contoh polimer, kali ini kita akan lebih fokus jenis polimer tersebut sifatnya seperti apa dan seringkali digunakan untuk membuat apa.

  • Polietilena atau Polietena dan Turunannya

Seperti asal katanya polietilena, berarti monomer atau unit penyusunnya etena.

polietena

Sifat dari polietilena adalah tidak berbau, tidak berwarna, lentur, dan tidak beracun.

Sifat khas dan kegunaan beberapa turunan polietilena.

    • Low Density Polyethylene (LDPE)

Polietilena dengan kerapatan atau massa jenis dan titik leleh yang rendah. Biasanya digunakan untuk pembungkus makanan, kantong plastik, jas hujan, dan beberapa peralatan laboratorium seperti botol semprot laboratorium kimia. Polietilena bisa digunakan sebagai bungkus makanan dan minuman karena sifatnya yang tidak beracun.

    • High Density Polyethylene (HDPE)

Polietilena yang kerapatan dan titik lelehnya tinggi. Sifatnya lebih keras dan lebih kaku, biasanya digunakan untuk botol plastik, mainan, ember, wadah makanan, pelapis kawat kabel, dan beberapa jenis botol laboratorium.

    • PEX atau XLPE (Crosslink polietilena)

Polietilena jenis ini didalamnya terdapat sambungan silang atau cross link. Banyak digunakan untuk pembungkus kabel tegangan menengah 10 – 50 KV AC, kabel Tegangan Tinggi hingga 380 kVAC, dan beberapa ratus kV DC.

Baca Juga : Pengertian Hambatan dan Tengangan Listrik Berikut Rumusnya

    • MDPE (Medium Density Polyethylene)

Digunakan untuk pipa gas, pegangan pada perkakas rumah tangga, karung, penggulung film, kemasan film, tas, dll.

    • LLDPE (Linear Low Density Polyethylene)

Digunakan untuk kantong plastik, lembaran plastik, pelapis kertas, dan karton, sedotan dll.

    • UHMWPE (Ultra High Molekular Weight Polietilena)

Digunakan untuk baju pelindung anti peluru, tali pancing, senar raket tenis, busur panah, peralatan mendaki, dan peralatan olahraga lain yang membutuhkan kelenturan yang tinggi.

  • Polipropilena atau Polipropena
    Polipropilena

Sesuai dengan namanya, monomernya adalah propena. Polimer ini mempunyai sifatnya lebih keras dibandingkan polietilena atau polietilena. Kegunaannya untuk membuat karung, tali plastik, dan botol minuman.

  • Politetrafluoroetilena (PTFE)

Politetrafluoroetilena

Monomernya adalah tetrafluoroetilena atau tetrafluoroetena, sifatnya kuat, keras, kaku, sangat tahan terhadap bahan kimia dan panas yaitu titik lelehnya mencapai 320 °C, licin tidak reaktif, dan tidak dapat terbakar.

Karena sifat-sifat tersebut maka kegunaannya sebagai pelapis barang yang tahan panas (karena titik lelehnya yang sangat tinggi) seperti tangki di pabrik kimia, pelapis panci, dan penggorengan yang anti lengket (karena sifatnya yang licin dan tidak reaktif), serta pelapis dasar setrika.

  • Polivinil Klorida atau PVC

Polivinil Klorida atau PVC

Monomernya adalah vinil klorida, Sifat dari PVC ini lebih keras dibandingkan dengan polietilena, kaku, keras, tahan panas, dan tidak mudah terbakar. Kegunaannya untuk membuat pipa paralon, selang yang keras, lapisan lantai, dan piringan hitam.

  • Polivinil Alkohol atau PVA

Polivinil Alkohol atau PVA

Monomernya adalah vinil alkohol, Merupakan polimerisasi adisi dari 1- hidroksi etena. Sifatnya plastik yang kuat dan tahan tekanan.

Kegunaannya banyak digunakan untuk membuat bak air.

  • Poliisoprena atau Karet Alam

Poliisoprena atau Karet Alam

Monomernya isoprena atau 2 metil 1,3 butadiena. Sifat dari karet alam ini elastis, lunak, dan lengket pada suhu tinggi.

Karet dapat dikeraskan melalui proses vulkanisasi yaitu karet alam dimasak dengan belerang sehingga terbentuk ikatan silang disulfida antar rantai yang membuat karet menjadi semakin keras.

Ikatan silang adalah ikatan yang menghubungkan beberapa rantai utama.

Jadi pada karet alam ada beberapa rantai utama dihubungkan dengan ikatan disulfida (dua atom sulfur atau belerang) yang menjadi jembatan atau menghubungkan antara rantai utama poliisoprena satu dengan yang lainnya.

  • Karet Sintetis (Polibutadiena dan Polikloroprena)

Polibutadiena

Polibutadiena

Sifat polibutadiena kurang kuat dan tidak tahan terhadap bensin atau minyak sehingga tidak baik digunakan untuk ban.

Polikloroprena atau Neoprena

Polikloroprena atau Neoprena

Neoprena memiliki daya tahan terhadap bensin atau minyak yang lebih baik sehingga digunakan untuk membuat selang oli.

Styrene butadiene Rubber atau SBR

Styrene butadiene Rubber

Monomernya 2 jenis yaitu stirena atau vinil benzena dan 1,3 butadiena.

SBR ini masih mengandung ikatan rangkap sehingga masih dapat divulkanisasi atau dimasak dengan belerang sehingga akan memecah ikatan rangkap dari polimer, membentuk jembatan antara rantai satu dengan rantai yang lainnya membentuk ikatan disulfida sehingga polimer akan semakin kuat dan semakin tahan panas.

Memiliki daya tahan yang baik terhadap oksidasi dan abrasi sehingga banyak digunakan sebagai ban kendaraan bermotor.

  • Polistirena atau polifenil Ethena

Polistirena atau polifenil Ethena

Sifatnya tahan terhadap tekanan tinggi. Kegunaannya sebagai bahan pembuat kendaraan dan pesawat terbang, genting, cangkir, mangkok, sterofom, dan bahan kemasan makanan.

  • Polimer Akrilat (PMMA dan ORLON)

PMMA (Polimetilmetakrilat)

PMMA Polimetilmetakrilat

Sifatnya plastik bening, keras, dan kuat tetapi ringan dan fleksibel. Kegunaannya digunakan untuk membuat lampu belakang mobil dan jendela pesawat terbang

Orlon

Orlon

Sifat dari orlon ini keras kaku serta tahan terhadap bahan kimia dan panas titik lelehnya sangat tinggi 320 °C. Banyak digunakan sebagai bahan tekstil yang halus misalnya pakaian dalam.

  • Bakelit

bakelit polimer

Merupakan kopolimer yang tersusun atas dua jenis monomer yang berbeda yaitu fenol dan formaldehida atau metanal.

Kegunaannya sebagai bahan pembuat peralatan listrik, kotak isolator, tolilet, radio, pembuatan lembaran laminasi, perekat plywood.

Baca Juga : Pengertian Listrik Statis Berikut dengan Contohnya

  • Terilena

Terilena merupakan kopolimer yang merupakan polimer kondensasi dari dialkohol dan dikarboksilat.

struktur polimer dakron

Ikatannya merupakan ikatan ester sehingga disebut juga dengan polyester, contohnya : Dakron yang merupakan kopolimer dari asam tereftalat dan etilen glikol. Gambar diatas merupakan struktur polimer dari dakron.

Kegunaan dakron sebagai serat tekstil dan pita perekam magnetik

  • Nylon

Nylon

Merupakan kopolimer yang merupakan polimer kondensasi yang melibatkan gugus Amina atau -NH2 dan gugus karboksilat atau -COOH.

Ikatannya merupakan ikatan amida sehingga disebut juga dengan poliamida, contohnya nilon 6.6 yang merupakan kopolimer dari asam adipat dan heksaetilendiamida.

Sifat nilon ini kuat dan ringan sehingga banyak digunakan untuk bahan pembuat tali, jala, parasut, jas hujan, dan tenda .

  • Kevlar

Kevlar

Merupakan poliamida aromatik yang merupakan kopolimer dari asam tereftalat dan para diaminobenzena.

Sifatnya sangat kuat dan tahan terhadap suhu tinggi. Kegunaannya untuk penguat bagian tertentu mobil dan pesawat terbang, membuat tali yang kekuatannya 20 kali tali baja dengan ukuran yang sama, serta membuat rompi antipeluru.

Kesimpulan

penerapan ilmu pengetahuan polimer

Demikian artikel mengenai pengertian polimer berikut dengan jenis dan sifat-sifatnya, harapannya tentunya dapat memberikan pengetahuan tambahan baik bagi penulis atau teman-teman semua khususnya yang masih di bangku kuliah jurusan teknis, karena polimer ini merupakan salah satu bahasan dalam mata kuliah material teknik.

Dan untuk teman-teman yang bekerja di industri, dengan mengetahui sifat dari jenis-jenis polimer tersebut tentunya dapat melakukan pengembangan terkait dengan produk yang teman-teman hasilkan, misalnya :

  • Untuk melakukan pengembangan pada material bahan kemasan primer sehingga menghasilkan kemasan yang tidak mudah retak, tidak mudah bocor, dll
  • Untuk membuat botol atau kemasan makanan atau minuman yang lebih tahan panas sehingga tidak mudah rusak, dll

Semoga Bermanfaat.

Beberapa Penyebab Kesalahan Pada Hasil Pengujian

Beberapa Penyebab Kesalahan Pada Hasil Pengujian

Hasil pengujian yang tertuang di dalam sertifikat pengujian merupakan produk akhir dari laboratorium. Tentunya hasil yang absah dan valid merupakan keinginan semua pihak, baik itu dari sisi laboratorium maupun konsumen. Namun terkadang terjadi beberapa kesalahan yang menyebebabkan hasil pengujian tersebut tidak absah dan valiid.

Nah pada kesempatan kali ini akan dibahas cara menginvestigasi sumber-sumber kesalahan pengujian di laboratorium. Kesalahan pada pengujian di laboratorium dapat berasal dari :

  1. Sampel
  2. Sub Sammpel
  3. Sarana dan lingkungan laboratorium
  4. Metode uji
  5. Peralatan atau instrumen yang digunakan
  6. Bahan kimia yang digunakan

Yuk kita belajar bersama terkait dengan hal-hal diatas :

Sumber Kesalahan Dari sampel

hal yang menyebabkan kesalahan analisa

Kesalahan dari sampel dapat disebabkan karena sampling yang dilakukan tidak representative atau tidak mewakili.

Pengambilan contoh untuk analisis laboratorium memang tidak mudah, misalnya : dalam suatu aktivitas pengambilan sampel tanah, maka setiap jengkal tanah dalam ruasan tertentu pasti memiliki sifat yang berbeda, padahal contoh tanah yang diambil di lapangan harus mewakili area atau luasan tertentu tadi.

Contoh yang tidak representative selalu berakibat merugikan karena hasil uji yang diterbitkan laboratorium menjadi tidak andal atau absah.

Oleh karena itu laboratorium harus melaksanakan teknik sampling secara benar. Desain atau rancangan sampling yang dibuat laboratorium akan menentukan besar kecilnya ketidakpastian asal sampling.

Sumber kesalahan yang berasal dari sampel juga dapat disebabkan karena kesalahan dalam mengambil contoh. Misalnya : Pada pengujian kandungan Pb (timbal) dalam limbah elektroplating, yang dilakukan laboratorium adalah menyaring limbah tersebut tanpa mengikutsertakan endapan yang ada padahal mungkin sebagian besar Pb (timbal) justru berada dalam bagian yang berupa padatan.

Baca Juga : Metode Pengambilan Sampel Bahan Baku Pada Industri Farmasi

Sumber kesalahan lain yang juga berasal dari sampel adalah disebabkan karena masalah homogenitas dari sampel. Dengan kata lain sampelnya sendiri sulit dibuat homogen.

Misalnya : kita mengambil cuplikan sampel air dari satu botol yang berisikan sampel air yang kurang homogen karena pada bagian atas permukaan air ada lapisan tipis minyak, sedangkan pada bagian bawah ada endapan yang mengendap, dan pada bagian tengah terlihat ada endapan yang berterbangan sepanjang botol tersebut.

Bagaimana cara mengambil sampel yang representative apabila laboratorium dihadapkan pada jenis sampel seperti diatas?

Cara yang paling ideal mungkin adalah cari suatu wadah yang cukup besar kemudian tuangkan semua yang ada dalam botol ke dalam wadah tersebut, dan putar perlahan sampel air tersebut dengan magnetic stirrer laboratorium sehingga lapisan minyak yang ada diatas, endapan yang ada di bawah serta juga endapan ringan dapat bercampur dengan baik sambil perlahan-lahan terus diaduk, pipet sejumlah tertentu cuplikan untuk keperluan analisis.

Sumber kesalahan lain yang berasal dari sampel adalah penyimpanan dan pengawetan sampel yang tidak benar.

Seperti kita ketahui bahwa sampel air harus diawetkan dengan asam. Kesalahan dapat juga terjadi apabila sampel tidak disimpan dalam lemari es ataupun cold room (jika memang jumlah sampelnya cukup banyak) dan misalnya : sampel untuk analisa vitamin dapat menimbulkan kesalahan apabila disimpan dalam wadah tembus cahaya karena vitamin mudah terurai oleh cahaya.

Oleh karena itu sebaiknya sampel untuk analisa vitamin ditempatkan dalam botol laboratorium yang berwarna coklat atau amber.

Sumber kesalahan dari sampel juga dapat berasal dari gangguan matriks sampel terhadap pengujian. Dan untuk menghilangkan gangguan dari matriks sampel terhadap pengujian, pada pengujian harus dilakukan koreksi terhadap blanko contoh atau blanko sampel

Blanko contoh adalah matriks contoh tanpa analit

Jadi apabila kita melakukan pengujian terhadap blanko contoh, kita akan melihat apakah ada respon yang dihasilkan yang bukan berasal dari analit. Apabila ternyata ada, maka harus dijadikan koreksi terhadap respon yang dihasilkan oleh sampel.

Sumber Kesalahan Dari Sub Sampel

perbedaan sampel dan sub sampel

Berikut ini adalah perbedaan antara sampel dan sub sampel.

  • Sampel berasal dari proses sampling di lapangan, misalnya sampel air sungai adalah satu jerigen air sungai yang diambil dari sungainya.
  • Sub sampel adalah bagian dari sampel yang diambil untuk keperluan pengujian yang sering disebut sebagai cuplikan.

Contoh : proses sub sampling adalah mengambil 25 mili liter air sungai untuk keperluan pengujian sebagaimana yang tercantum dalam Instruksi Kerjanya.

Sumber Kesalahan dari Sub Sampel Dapat Disebabkan karena :

  • Sampel yang diterima laboratorium belum memenuhi syarat sebagai sampel analitik atau sampel untuk dapat segera di analisis karena belum memiliki homogenitas yang memadai sehingga belum dapat langsung ditimbang atau dipipet.

Untuk keperluan pengujian terkadang harus terlebih dahulu dilakukan, misalnya di “grinding” atau dijadikan butir-butir partikel yang cukup kecil sehingga pada saat mencuplik dapat diperoleh cuplikan yang mewakili sampel sebenarnya.

  • Teknik yang tepat dalam mencuplik sample akan menentukan keterwakilan cuplikan yang di uji terhadap sampelnya.
  • Laboratorium seyogyanya mempunyai teknik sampling yang tepat untuk sampel tidak hanya yang berupa padatan tapi juga berupa cairan atau gas.

Jika sub sampel tidak mewakili sampel aslinya maka data hasil uji menjadi bias atau tidak akurat

Sumber kesalahan Dari Sarana dan Lingkungan Laboratorium

 

Hal ini dapat terjadi karena berbagai sebab, antara lain :

  • Pengaruh Suhu

pengaruh suhu pada hasil uji

Misalnya : pada analisis dengan kromatografi cair kinerja tinggi, suhu dapat mempengaruhi waktu retensi komponen dan suhu juga berpengaruh terhadap garis dasar atau baseline dari HPLC.

Jika dalam suatu pengujian diperlukan kurva kalibrasi maka suhu juga berpengaruh terhadap validitas kurva kalibrasi apabila pengukuran larutan baku atau deret standar dilakukan pada suhu yang berbeda dengan pengukuran larutan sampel.

Contoh : kurva kalibrasi disiapkan dalam waktu yang berbeda dengan waktu pengukuran sampel.

Suhu juga bisa mempengaruhi pengukuran volume larutan terutama untuk pelarut organik, karena koefisien muai volume dari pelarut organik dua kali lebih besar dari koefisien muai volume air maka suhu sangat berpengaruh pada pengukuran volume pelarut organik.

Baca Juga : Beberapa Alat Ukur Suhu Yang Sering Digunakan Dalam Industri

  • Pengaruh Kelembaban Udara

pengaruh kelembabab tinggi

Selain pengaruh suhu, lingkungan laboratorium juga dapat menyebabkan kesalahan karena adanya pengaruh kelembaban dimana kelembaban berpengaruh terhadap larutan karena larutan dapat kehilangan air atau kelembaban berpengaruh terhadap bahan kimia yang higroskopis yang mudah menyerap air.

  • Pengaruh Tegangan Listrik

tegangan listrik tidak stabil

Sumber kesalahan lain yang berasal dari sarana dan lingkungan laboratorium dapat terjadi karena pengaruh tegangan listrik, contohnya : tegangan listrik akan berpengaruh pada suhu oven, inkubator, ataupun peralatan furnace laboratorium.

Apabila tegangan turun suhu akan turun, akibatnya hasil analisis kadar air yang dilakukan dalam oven atau hasil pengukuran viskositas karena terpengaruh banyak oleh suhu maka hasil analisa akan menjadi kurang tepat.

  • Ruangan Tidak Kompatibel

ruangan laboratorium berantakan

Sumber kesalahan pada hasil pengujian juga dapat disebabkan karena pengujian dilakukan dalam ruangan yang tidak kompatibel.

Dapat dilihat seperti pada gambar diatas dimana ruangan laboratorium sangat berantakan, sarung tangan (safety gloove, botol reagen, botol semprot kimia tidak tertata dengan rapi.

Ruangan untuk pengujian yang tidak kompatibel sebaiknya dibuat terpisah, sebagai contoh : jika kita sedang menganalisis residu pestisida dalam pangan, maka ruangan untuk menguji residu pestisida harus dibuat terpisah dari ruang analisis komponen lainnya misalnya : komponen proksimat, kadar air, kadar abu, kadar lemak, dll.

Bahkan peralatan gelas kimia untuk keperluan analisis residu pestisida harus disediakan tersendiri jangan sampai digunakan untuk keperluan analisis lainnya.

Apabila hal ini tidak diperhatikan kemungkinan akan muncul ghost peak atau puncak hantu, puncak yang sangat besar pada kromatogram yang bukan disebabkan oleh analit dari residu pestisidanya tapi puncak itu berasal dari kontaminan dari peralatan gelas tadi.

Ruang untuk analisa unsur renik, misalnya : kontaminan logam dalam air harus terpisah dari ruang untuk analisis major komponen (misalnya : analisa logam dalam mineral) dimana kandungan logam dalam mineral tentunya sangat tinggi sedangkan kontaminan logam dalam air punya konsentrasi yang sangat rendah

Ruangan yang tidak kompatibel dapat diilustrasikan dengan instrumen dari kromatografi cair kinerja kinerja tinggi yang diletakkan berdampingan dengan instrumen GC yang memancarkan panas karena pada GC ada penggunaan oven kolom.

Adanya panas yang memancar dari instrumen GC dapat menyebabkan komposisi pelarut yang digunakan sebagai eluen pada HPLC menjadi terpengaruh, misalnya : kita sedang menggunakan lwn kandungan metanol air 80 : 10. Apabila di dekat instrument tadi ada panas maka komposisi metanol dan air bisa menjadi mungkin mula-mula 75 : 25 kemudian 70 : 30 dst.

Hal ini menyebabkan kondisi operasi kromatografi menjadi tidak stabil

Sumber kesalahan Dari Metode Uji

graphite furnace aas

Kesalahan pengujian dapat bersumber dari kesalahan dalam memilih metode. Metode yang dipilih seharusnya “Fit For Purpose” sesuai dengan maksud pengujiannya.

Misalnya : Pengujian kandungan logam yang kecil dalam air seyogyanya dilakukan dengan instrumen spektrofotometer serapan atom (AAS) dan bukan dengan metode gravimetri atau titrasi.

Penentuan kandungan logam yang seharusnya menggunakan graphite furnace AAS atau ICP karena kandungannya rendah akan menimbulkan kesalahan apabila dilakukannya menggunakan AAS nyala atau flame AAS.

Jangan sampai laboratorium mempunyai metode sapujagat dimana satu metode digunakan untuk pengujian Fe (besi) tidak peduli matriks yang ada sebagai sampel.

Metode pengujian Fe dalam mineral besi harus dibedakan dari metode pengujian Fe dalam tepung terigu.

Metode pengujian besi dalam mineral dapat dilakukan dengan metode gravimetri atau titrasi namu metode pengujian Fe dalam tepung terigu harus dilakukan menggunakan spektrofotometer serapan atom, bahkan apabila kandungan Fe dalam tepung terigu tadi berasal bulir-bulir gandumnya mungkin tidak dapat dilakukan dengan AAS biasa, namun harus digunakan kalau tidak graphite furnace AAS atau ICP.

Selain itu instruksi kerja metode harus diikuti dengan benar. Kesalahan dapat terjadi karena instruksi kerja metode tidak dilakukan secara konsisten.

Sumber kesalahan dari metode uji bisa juga terjadi karena kesalahan dalam menerapkan metode ujinya. Dalam hal ini bisa terjadi kehilangan analit pada pengujian, sebagian analit menguap atau mengurai karena terdapat kesalahan dalam menangani pengujian tersebut.

Sumber Kesalahan Dari Peralatan atau Instrumen

pembebanan lebih pada neracca

Sumber kesalahan ini bisa disebabkan karena kalibrasi peralatan dan instrumen yang tidak dilakukan sebagaimana mestinya.

  • Laboratorium harus mengkalibrasikan peralatannya ke layanan laboratorium kalibrasi terakreditasi.
  • Jadwal re kalibrasi perlu ditentukan disesuaikan dengan beban kerja alat atau instrumen tadi. Hal tersebut dapat diketahui melalui apa yang disebut pemeriksaan antara, misalnya : pengecekan antara neraca.
  • Pada penggunaan neraca juga harus diperhatikan kondisi keseimbangan antara suhu dan kelembaban dari sampel yang ditimbang dengan neraca yang digunakan.
  • Pemanasan instrumen sebelum instrumen tersebut dipakai juga perlu dilakukan sampai mencapai stabilitas yang memadai.
  • Jangan melakukan pengukuran diluar daerah kerja alat atau instrumen.
  • Jangan melakukan pengukuran apabila baseline belum stabil.
  • Pengukuran yang dilakukan antara standar dan sampel hendaknya tidak terlalu jauh jarak waktunya.
  • Jangan memberi beban kerja berlebihan pada peralatan atau instrumen.
  • Sesudah selesai digunakan perlakukan peralatan dan instrument sebagaimana mestinya.
  • Pemeliharaan dan pengecekan instrumen harus dilakukan secara berkala sebagai upaya untuk mencegah kerusakan dan menjaga agar instrumen tetap baik kinerja.

Sumber kesalahan Dari Bahan Kimia Yang Digunakan

sumber kesalahan dari bahan kimia

Personil laboratorium harus memilih penggunaan bahan kimia dengan tepat, yang perlu diketahui adalah bahan kimia tersedia dengan berbagai tingkat kualitas atau grade berbeda, mulai dari tingkat kualitas paling tinggi hingga yang terendah, antara lain :

  • Primary standar atau standar primer yang mempunyai nilai purity atau kemurnian yang sangat tinggi. Hal ini dinyatakan dalam sertifikat analisis, misalnya : puritynya lebih besar dari 99,9% atau 99,999 %.
  • SRM (Standard Reference Material), CRM (Certified Reference Material), RM (Reference Material), bahan acuan primer, dan bahan acuan sekunder.
  • Pereaksi PA atau Pro analysis yang mempunyai kadar impurity atau pengotor yang diketahui dari analisis yang dinyatakan dalam satuan % atau ppm.
  • USP (US Pharmacopeia), reference standar yang umumnya berupa bahan obat-obatan yang memiliki nilai kemurniaan tertentu.
  • Pure standar atau sering disebut disingkat dengan chemically pure yang mempunyai kemurniannya tinggi tapi pernyataan mutunya hanya dinyatakan secara kualitatif.
  • Purified standar (Practical Grade) yang biasanya digunakan untuk keperluan sintesa dan kadang-kadang perlu dimurnikan lebih lanjut.
  • Technical grade yang kemurniannya sangat bervariasi.

Untuk keperluan pengujian yang biasanya dipakai kalau tidak standart primer SRM, CRM, atau RM, bahan acuan primer, dan bahan acuan sekunder pereaksinya pro analisis dan juga pada laboratorium uji di bidang obat-obatan digunakan USP Reference standar.

Bahan-bahan tersebut diatas biasanya dapat dipakai langsung tanpa dicek terlebih dahulu

Dalam hal-hal tertentu perlu dicek, misalnya dengan cara membandingkannya dengan yang sebelumnya sudah pernah dipakai di laboratorium atau melakukan treatment khusus misalnya :

  • Apakah bahan itu dikeringkan dulu pada 105 °C untuk menghilangkan airnya?
  • Apakah dilakukan pengukuran blanko ataupun dilakukan pengukuran atau analisis khususnya untuk pelarut yang digunakan pada kromatografi ataupun spektroskopi dan pelarut yang digunakan pada analisis unsur renik (untuk trace dan ultratrace analysis)
  • Treatment khusus bisa juga berupa melakukan destilasi terlebih dahulu terhadap pelarut yang akan dipakai.

Misalanya : pada saat melakukan penetapan lemak total dari bahan pangan, untuk menghemat biaya analisis biasanya laboratorium menggunakan bukan pelarut murni tapi ingin menggunakan pelarut technical grade.

Contohnya : Heksan atau petrolium eter teknis mempunyai data didalam spesifikasinya berapa residu “after evaporation” dari pelarutan. Misalnya residu “after evaporation” tertulis didalam spesifikasinya X % maka artinya dari setiap 100 mili pelarut yang dipakai akan terdapat X gram residu.

Padahal kita tahu bahwa pada penetapan kadar lemak, maka lemak diekstraksi oleh pelarut tersebut. Lemaknya akan larut didalam pelarut dan tahap selanjutnya adalah pelarutnya diuapkan sehingga yang tertinggal hanya lemaknya saja.

Nah apabila digunakan technical grade dengan residu “after evaporation” dalam jumlah tertentu, maka dari berapa banyaknya pelarut yang digunakan akan dapat dihitung berapa gram residu akan tertimbang bersama lemak yang diperoleh dari bahan pangan yang diuji tadi.

Setelah itu baru kita perbandingkan apakah sekian gram residu “after evaporation” berpengaruh besar atau tidak terhadap lemak yang terkumpul dari proses ekstraksi.

Kalau dianggap bahwa banyaknya residu “after evaporation” berpengaruh terhadap berat lemak yang akan diperoleh maka sebaiknya pelarut technical grade yang akan dipakai didestilasi dulu sebelum digunakan untuk mengekstraksi lemak. Dengan demikian destilat pelarut tidak lagi mengandung residu “after evaporation”

larutan standar baku

Sumber kesalahan tadi memang tidak dapat dihindarkan akan tetapi untuk mencegah kesalahan yang berasal dari bahan kimia dapat diperhatikan tips berikut ini :

  • Catat tanggal pertama kali botol dibuka
  • Catat waktu kadaluarsa atau expired date dari bahan tersebut
  • Tutup rapat-rapat untuk mencegah pengaruh dari luar selama bahan kimia disimpan
  • Bahan yang sudah dikeluarkan jangan dimasukkan kembali kedalam botol, karena kalau memasukkan kembali sisa dari bahan akan memberikan kontaminasi pada sisa bahan dalam botol.
  • Ingat selalu status kestabilan bahan kimia karena pengaruh suhu, Sinar, kelembaban, bakteri, maupun lama penyimpanan. Lamanya penyimpanan memungkinkan terjadinya hidrolisa atau dekomposisi dari bahan kimia.

Selain dari bahan kimia, sumber kesalahan dapat pula berasal dari larutan baku yang dibuat atau digunakan pada pengujian.

Untuk membuat larutan baku gunakanlah bahan standar yang sesuai. Gunakan kualitas atau grade tertinggi yang dapat laboratorium peroleh.

Dalam proses standarisasi larutan perlu diperhatikan kemungkinan terjadinya kesalahan hitung atau kemungkinan terjadinya kesalahan analisis, misal : pada titrasi terjadi kesalahan dalam penentuan titik akhir titrasi apabila digunakan indikator.

Jangan sampai titik akhir titrasi terlewati terlalu jauh sehingga diperlukan keterampilan khusus untuk menetapkan titik akhir titrasi secara tepat.

Selain itu suhu yang berbeda antara waktu standarisasi dengan waktu larutan standar digunakan untuk keperluan titrasi contoh juga bisa dapat merupakan sumber kesalahan. Jadi suhu hendaknya dijaga kurang lebih sama di antara waktu standarisasi dengan waktu pada saat larutan hasil standarisasi tadi dipakai untuk keperluan pengujian contoh.

Kemungkinan juga terjadi perubahan larutan baku terhadap waktu, Apakah akibat penguapan pelarutnya atau pengaruh udara CO2 atau O2. CO2 dapat berpengaruh pada pelarut hasil standarisasi NaOH. Jadi pelarutan NaOH yang sudah distandarisasi apabila terkena CO2 bisa membentuk Na2CO3.

Juga pengaruh bakteri dan jamur untuk misalnya standar dari amonium nitrat dan natrium tiosulfat.

Untuk hal ini perlu sewaktu-waktu dilakukan standarisasi ulang.

Dalam upaya mencegah terjadinya kesalahan pada pembuatan larutan baku sebaiknya tugaskan pembuatan larutan standar kepada personel khusus yang diberi tugas hendaknya menyimpan rekaman atau catatan pembuatan larutan standar agar traceable, mudah tertelusur.

Rekaman terdiri dari cara pembuatan bahan yang dipakai tanggal dibuat dan proses standarisasinya.

Periksa kembali standarisasi yang dilakukan orang pertama oleh orang kedua.

Untuk itu perlu dilakukan standarisasi ulang apabila hasilnya telah memadai bubuhkan label dan juga pada standarisasi gunakan neraca dan peralatan volumetri yang sudah terkalibrasi atau minimal terverifikasi dan jangan menggunakan suhu yang berbeda antara waktu standarisasi dengan waktu larutan standar digunakan untuk keperluan penetapan contoh.

Semoga Bermanfaat.

Referensi :

Pojok Laboratorium Channel

Pengertian Tegangan dan Hambatan Listrik Berikut Rumusnya

Pengertian Tegangan dan Hambatan Listrik Berikut Rumusnya

Sudah ada beberapa artikel yang mengulas mengenai elektronika, antara lain mengenai resistor, kapasitor, dll. Namun justru pengertian dasar kelistrikan belum pernah kita bahas.

Baik, kali ini kita akan belajar mengenai dasar kelistrikan yaitu mengenai pengertian tegangan listrik dan hambatan listrik. Dengan memahami kedua hal ini, harapannya kita akan lebih mudah mempelajari komponen-komponen elektronikan yang lainnya.

Yuk kita mulai…

Pengertian Tegangan Listrik

pengertian tegangan listrik adalah

Tegangan listrik atau elektrik voltage adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik. Satuan tegangan listrik adalah Volt dengan simbol huruf V.

Tegangan listrik dapat juga dianggap sebagai gaya yang mendorong perpindahan arus listrik melalui konduktor. Semakin tinggi tegangannya semakin besar pula kemampuannya untuk mendorong arus listrik melalui rangkaian yang diberikan.

Jadi jika tegangan tidak ada atau tidak ada perbedaan potensial maka arus listrik tidak akan mengalir ke rangkaian listrik.

Jenis Tegangan Listrik Berdasarkan Besaran Tegangannya :

  • ELV (Extra Low Voltage), yaitu tegangan sangat rendah. Besaran tegangannya antara 0 s/d 50 volt.
  • LV (low voltage), yaitu tegangan rendah. Besaran tegangannya antara 50 volt s/d 1000 Volt atau 1 kV
  • MV (Medium voltase), yaitu tegangan menengah. Besaran tegangannya adalah antara 1 kilo volt s/d 36 kilo volt.
  • HV (High Voltage), yaitu tegangan Tinggi. Besaran tegangannya antara 36 kilo s/d 150 Kilo Volt.
  • HEV (High Extra Voltage), yaitu tegangan ekstra tinggi. Besaran tegangannya antara 150 kilo volt s/d 750 kilo volt.
  • HUV (High Ultra Voltage), yaitu tegangan ultra-tinggi. Besaran tegangannya lebih dari 750 kilo volt.

Kenapa Perlu Tegangan Listrik Tinggi?

Padahal semakin tinggi tegangan listrik semakin berbahaya.

Untuk menjawab pertanyaan tersebut kita perlu mengetahui dahulu proses listrik dari mulai dibangkitkan sampai didistribusikan. Berikut adalah gambar alur proses listrik dari mulai dibangkitkan sampai di disebutkan dari website PLN.


distribusi listrik

Listrik dibangkitkan atau dihasilkan dari generator yang bekerja berdasarkan proses elektromagnetisme. Selanjutnya energi listrik ditingkatkan tegangannya melalui trafo di gardu induk tegangan ekstra tinggi atau gitet. Tegangan listrik di gitet tersebut antara 275 kilo volt hingga 800 kilo volt.

Selanjutnya energi listrik disalurkan melalui saluran udara tegangan ekstra tinggi atau Sutet untuk distribusi jarak jauh. Ketika sudah mendekati konsumen, tegangan listrik diturunkan bertahap melalui trafo di gardu induk.

Dari gardu induk listrik distribusikan melalui saluran udara tegangan menengah atau SUTM atau saluran kabel tegangan menengah (SKTM). 

SUTM menggunakan jaringan kabel di atas tanah sedangkan SKTM menggunakan jaringan kabel di bawah tanah.

Tegangan SUTM dan SKTM antara 1 kilo volt dan 69 kilo volt.

Sebelum digunakan, tegangan diturunkan kembali di gardu distribusi (gadis) lalu energi listrik didistribusikan ke konsumen seperti gedung-gedung, pabrik, dan perumahan.

Setelah mengetahui proses distribusi Listrik kita perlu mengetahui rumus untuk menghitung daya listrik.

Rumus untuk menghitung daya listrik adalah tegangan dikalikan dengan arus.

W = V x A

Dapat dilihat dari rumus dimana tegangan dan arus berbanding terbalik atau dengan kata lain semakin tinggi tegangan, semakin kecil arus yang dibutuhkan agar bisa menghasilkan daya yang sama.

Jadi untuk mendistribusikan daya listrik yang besar, misalnya dalam satuan 1 mega watt dimana 1 mega watt ini diperkirakan bisa digunakan untuk 2000-3000 rumah tangga dan tegangan yang digunakan adalah 220 volt maka dibutuhkan arus sebesar 4,5 kilo ampere.

Untuk menghantarkan arus listrik 4,5 kilo ampere ini dibutuhkan diameter kabel yang sangat besar dan ini tidak efisien. Maka solusinya adalah tegangan yang dinaikkan agar arus tetap kecil.

Kesimpulannya adalah tegangan listrik tinggi dibutuhkan pada saat proses distribusi listrik agar biaya distribusinya lebih efisien atau lebih murah.

Oiya, terkait dengan alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan dan arus bisa menggunakan multimeter yang sebelumnya telah dibahas disini : Prinsip Kerja dan Cara Menggunakan Multimeter Analog (Avometer)

Mengapa kita kesetrum ?

mengapa kita kesetrum

Manusia kita bisa kesetrum?

Karena tubuh kita terdiri dari air yang bisa menjadi konduktor arus listrik.

Besarnya tegangan listrik mempengaruhi rasa kesetrum, semakin tinggi tegangan listrik semakin membahayakan keselamatan manusia karena semakin tinggi tegangan akan menyebabkan semakin banyaknya elektron yang melalui tubuh kita.

Banyak Orang beranggapan bahwa arus AC yang bisa menyebabkan manusia kesetrum. Anggapan ini salah karena baik arus AC dan DC bisa menyebabkan manusia kesetrum.

Memang jarang kita mendengar manusia meninggal karena kesetrum tegangan arus DC, hal ini disebabkan karena tegangan arus DC yang biasa digunakan sangat kecil yaitu dibawah 50 volt. Selain itu untuk bisa kesetrum kita harus terhubung dengan kutub positif dan negatif.

Untuk arus AC kutub negatif atau netral bisa digantikan oleh tanah atau bumi. Untuk lebih jelasnya kita bisa lihat gambar seperti ini :

aliran arus listrik

Arus mengalir dari kutub positif menuju ke negatif. Jika manusia ada diantara ini maka akan menyebabkan manusia dialiri oleh arus listrik. Nah inilah yang kita namakan kesetrum atau tubuh kita dilalui listrik sehingga bergetar.

Namun jika kita tidak terhubung dengan kutub negatif atau kutub netralnya maka kita tidak akan dialiri arus listrik karena tidak ada beda potensial sehingga tidak ada arus listrik yang akan mengalir.

Misalnya kalau kita memegang listrik AC di rumah dan kita menggunakan sandal karet dan tidak terhubung langsung dengan bumi sehingga arus listriknya tidak akan mengalir ke bumi maka kita juga tidak akan dilalui oleh arus listriknya.

Salah satu cara untuk melihat apakah ada arus listrik atau tegangan listrik adalah dengan menggunakan alat yang namanya tespen dimana alat ini menggunakan lampu sebagai indikatornya.

tespen

Karena tubuh manusia bisa dijadikan sebagai konduktor jika terhubung dengan kutub negatif atau kutub netralnya maka kita harus berhati-hatilah terhadap tegangan listrik. Semakin tinggi tegangan listrik maka semakin membahayakan keselamatan manusia karena semakin tinggi tegangan akan menyebabkan semakin banyaknya elektron yang melalui tubuh kita.

Baca Juga : Pengertian Listrik Statis Berikut dengan Contohnya

Nah kita sudah memahami hal terkait dengan tegangan listrik, lalu bagaimana dengan hambatan listrik. Apa artinya?

Pengertian Hambatan Listrik atau Resistansi Listrik

ilustrasi mengenai hambatan listrik

Hambatan listrik atau electrical Resistance adalah kemampuan suatu benda untuk menghambat atau mencegah aliran arus listrik.

Satuan hambatan listrik adalah Ohm dengan simbol Omega (Ω)

Sedangkan dalam rumus menggunakan simbol huruf R

Konduktor vs Isolator

pengertian konduktor dan isolator

Konduktor adalah benda-benda yang bisa menghantarkan arus listrik, contohnya adalah benda-benda yang terbuat dari logam seperti tembaga, besi, baja, aluminium, seng, dll.

Isolator adalah benda-benda yang tidak bisa menghantarkan arus listrik, contohnya adalah benda-benda yang terbuat dari plastik, kayu, batu, dll.

Ada benda-benda yang bisa menjadi konduktor dan isolator dalam keadaan tertentu, contohnya adalah air dan udara.

  • Air bisa menjadi konduktor jika jarak antara sumber listriknya dekat.
  • Air juga bisa menjadi isolator jika jarak dengan sumber listriknya jauh.
  • Udara bisa menjadi konduktor jika ada tegangan yang sangat tinggi, misalnya pada petir.

Setiap bahan penghantar atau konduktor memiliki sifat yang menghambat arus listrik. Besaran hambatan listrik pada konduktor dipengaruhi oleh :

  1. Jenis bahan, misalnya : tembaga memiliki nilai resistansi yang lebih rendah dibandingkan dengan besi.
  2. Panjang penghantar, semakin panjang suatu penghantar semakin tinggi nilai resistansinya.
  3. Suhu, semakin tinggi suhu semakin tinggi nilai resistansinya.
  4. Luas penampang, semakin kecil diameter suatu penghantar semakin tinggi nilai resistansinya

Karena suhu bisa mempengaruhi nilai hambatan maka bisa diimplementasikan menjadi alat sensor suhu, misalnya : sensor suhu akan perubahan nilai hambatan sesuai dengan suhu yang diterima oleh sensor tersebut.

Rangkaian Seri dan Pararel

perbedaan rangkaian seri dan pararel

Rangkaian seri adalah suatu rangkaian yang menghubungkan hambatan secara seri dimana output dari hambatan akan menjadi input bagi hambatan yang lainnya. Sedangkan rangkaian paralel adalah rangkaian yang input dan outputnya sama.

Rangkaian hambatan seri bertujuan untuk memperbesar nilai hambatan listrik. Rangkaian seri juga berfungsi sebagai pembagi tegangan. Tegangan di setiap hambatan akan berbeda tetapi jika dijumlahkan akan sama dengan tegangan di sumber listrik.

Berikut Rumus yang Berlaku di Rangkaian Seri

Vtotal = V1 + V2 + V3

Itotal = I1 = I2 = I3

Rtotal = R1 + R2 + R3

Rangkaian hambatan seri mempunyai kelebihan dan kekurangan.

Kelebihannya yaitu dapat menghemat biaya karena hanya menggunakan sedikit kabel. Contohnya adalah lampu hiasan di pohon. Sedangkan kelemahannya yaitu apabila salah satu lampu tidak berfungsi atau rusak maka komponen yang lainnya tidak dapat berfungsi.

rangkaian seri lampu taman

Sedangkan rangkaian hambatan pararel berfungsi sebagai pembagi arus dimana arus di setiap hambatan akan berbeda tetapi jika dijumlahkan akan sama dengan arus di sumber listrik.

Berikut Rumus yang Berlaku di Rangkaian Pararel

V total = V1 = V2 = V3

I total = I1 + I2 + I3

1/R total = (1/R1) + (1/R2) + (1/R3)

Oiya, sebelumnya kita pernah memberikan contoh pengaruh terhadap tegangan dan arus jika beberapa baterai di rangkai secara seri dan pararel. Jika teman-teman berkenan, boleh dibaca di artikel berikut : Mengenal Jenis-Jenis Baterai yang Sering Ada di Pasaran

Referensi :

PLN

Perbedaan Unsur Logam dan Non Logam Serta Contohnya

Perbedaan Unsur Logam dan Non Logam Serta Contohnya

Unsur Logam, metaloid, serta non logam merupakan salah satu mata kuliah di jurusan teknik. Ilmu ini juga sangat penting kita pelajari jika pekerjaan kita terkait dengan penelitian atau pengembangan suatu produk yang terkait dengan material, misalnya : pengembangan ketahanan blok mesin motor karena sifat-sifat material tersebut akan menjadi dasar bagi kita dalam pengembangan produk tersebut.

Baik, tanpa panjang lebar, yuk kita pelajari mengenai ketiga material tersebut yaitu material logam, non logam, serta material yang berada diantara keduanya yaitu metaloid dimana material ini memiliki dua sifat, yaitu sifat seperti logam dan sifat seperti non logam atau biasa disebut dengan material semikonduktor

Unsur logam atau Ferro

contoh unsur logam

Unsur logam atau ferro adalah suatu unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat yang kuat, liat, keras yang memiliki penghantar listrik, bisa menghantarkan panas, mengkilap, dan umumnya mempunyai titik cair yang tinggi.

Beberapa contoh unsur logam yang kita kenal dalam kehidupan sehari hari misalnya :

  • Besi
  • Timah putih atau timbal
  • Tembaga
  • Emas
  • Nikel
  • dll

Jenis logam sendiri ini digolongkan menjadi 5 bagian :

  • Logam Berat, contohnya : ferro / besi, nikel, krom, tembaga, timah putih, timah hitam, dan seng.
  • Logam Ringan, contohnya : aluminium, magnesium, kalium, kalsium, dan natrium.

Perbedaan antara logam berat dan logam ringan adalah tentunya jika dibuat suatu produk maka logam ringan juga akan terasa lebih ringan dibandingkan dengan logam berat.

Contohnya adalah titanium yang sering digunakan untuk membuat raket badminton ataupun sebagai konstruksi pesawat karena memiliki bahan yang lebih ringan.

  • Logam Refraktori atau logam yang tahan panas atau tahan api, contohnya : Wolfram yang banyak digunakan sebagai bahan lampu di instrumen spektrofotometer UV Visible, molybdin, titanium, zirconium.

Loh kok ada  titanium lagi? Padahal material ini juga disebut dalam logam ringan?

Jadi titanium merupakan logam yang kuat, ringan, dan tahan api atau tahan panas sehingga seperti yang sudah diuraikan diatas, titanium biasa digunakan di konstruksi pesawat terbang, baik itu pesawat komersil, jet, sampai ke pesawat-pesawat antariksa.

Karena titanium mempunyai sifat selain ringan kuat, dan tahan api maka maka pesawat dapat melaju dengan kecepatan tinggi (terlebih pesawat antariksa) dan dapat melesat lebih kencang tanpa perlu khawatir dengan kekuatan dari logam titanium tersebut

  • Logam Radioaktif, contohnya : uranium dan radium.

Uranium merupakan salah satu bahan dasar untuk membuat nuklir dan banyak digunakan keperluan pembangkit listrik tenaga nuklir sehingga dapat dimanfaatkan oleh semua orang.

Di negara-negara adidaya, uranium banyak digunakan sebagai bahan peledak sehingga untuk penggunaan uranium ini sangat dibatasi oleh PBB.

  • Penggunaan Material Logam

Dalam penggunaan serta pemakaiannya di industri, logam pada umumnya bukan merupakan logam murni tetapi kebanyakan logam yang dijual di pasaran merupakan logam paduan yaitu paduan senyawa logam dengan senyawa lain.

Contohnya : Logam dengan nonlogam atau senyawa logam dengan metaloid.

Bahan logam yang sering dipakai pada industri adalah :

    1. Baja
    2. Aluminium dan paduannya
    3. Tembaga dan paduannya
    4. Nikel dan paduannya
    5. Timah putih dan paduan
    6. dll

Unsur logam mempunyai sifat yang berbeda-beda antara satu dengan yang lainnya, contohnya : antara alumunium,  tembaga, besi, dll. Sifat tersebut antara lain adalah titik cairnya, sehingga dalam penerapannya di dalam industri harus disesuaikan.

Misalnya : Alumunium ingin kita cetak menjadi produk panci atau wajan, dimana titik cair alumunium tersebut adalah 660 °C. Maka pemanasan cukup kita lakukan pada kisaran suhu tersebut. Hal ini tentunya berbeda jika bahan yang kita gunakan misalnya besi dimana mempunyai titik cair 1535 °C.

  • Baja

material baja

Baja merupakan logam paduan antara besi (Fe) dengan senyawa lain.

Dengan kata lain baja itu bukanlah hanya besi murni namun dipadukan dengan senyawa lain untuk memperoleh baja dengan sifat-sifat yang kita inginkan.

Baja merupakan jenis logam yang paling banyak digunakan dalam dunia teknik, khususnya dalam bidang pengelasan dan permesinan atau bidang manufaktur.

Baja yang paling banyak yang digunakan atau umum digunakan adalah baja jenis karbon.

Untuk memperoleh baja yang mempunyai sifat yang diinginkan maka unsur-unsur lain harus dipadukan kedalam besi sebagai unsur dasarnya

Hal tersebut akan memberikan sifat-sifat yang lebih baik pada baja yang dihasilkan.

  • Pengaruh Unsur Paduan

Unsur paduan ini memiliki fungsi yang berbeda-beda, misalnya :

    • Karbon (C), apabila dipadukan dengan besi atau unsur-unsur lain umumnya membentuk karbid, kecuali apabila dipadukan dengan nikel (Ni) atau Mangan (Mn).

Karbid-karbid tersebut menimbulkan sifat baja yang keras tetapi getas, tahan goresan, dan tahan suhu.

Contoh paduan ini banyak digunakan di blok mesin dimana pada blok mesin tersebut tentunya diperlukan material yang tahan panas serta tahan goresan karena adanya piston yang selalu bergesekan dengan blok mesin.

Namun kelemahanannya, ketika blok mesin tersebut terkena hentakan atau benturan maka dapat mudah retak karena bersifat getas.

campuran logam besi dan karbon

    • Chrome (Cr), bila ditambahkan kedalam besi akan menghasilkan baja yang memiliki sifat bertambah kekuatan tarik, keplastisan, menambah mampu keras, meningkatkan ketahanan terhadap korosi, dan tahap terhadap suhu tinggi. Misalnya pada otomotif digunakan di bagian velg.

perpaduan besi dan chrome

    • Wolframe (W), apabila dipadukan dengan unsur besi akan membetuk karbid yang kerasnya yang lebih keras dari perpaduan besi dengan karbon dan tahan suhu tinggi. Banyak digunakan pada mesin-mesin perkakas contohnya adalah pahat bubut.

campuran logam besi dan wolfram

    • Tembaga atau Mangan,  Ketika dipadukan dengan besi maka akan menambah kekuatan, kekerasan, dan keuletan. Hal ini tentunya kebalikan dengan yang baja karbon tadi dimana jika baja karbon keras dan getas maka untuk perpaduan dengan tembaga ini keras namun ulet dan tidak mudah retak apabila kena hentakan atau benturan.

Contohnya Besi beton yang biasa digunakan untuk cakar ayam atau beton.

contoh perpaduan unsur logam dengan tembaga

Bacac juga : Uji Kuat Tekan Beton Sesuai Standar SNI 1974 Tahun 2011

    • Silikon, Apabila ditambahkan kedalam besi akan menambah kekuatan dan elastisitas, menambah ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan memperbaiki tahanan listrik supaya bahan tersebut tidak mudah dialiri listrik.
    • Nikel, apabila dicampur dengan besi meningkatkan sifat mekanis, liat, dan mampu keras. mengurangi sifat magnet, tahan asam, dan menurunkan yang koefisien muai. Jadi supaya bajanya tidak mudah terpengaruh medan magnet maka ditambah dengan nikel.

Oiya, dalam skala penelitian laboratorium, sejumlah kecil kandungan unsur logam tersebut dapat dianalisa dengan menggunakan instrumen spektrofotometer serapan atom atau AAS.

Bahan Non Logam atau Non Ferro

contoh unsur non logam

Bahan non logam adalah unsur kimia yang sebagaian besar tidak memiliki karakteristik logam. Secara fisik bahan non logam cenderung memiliki titik leleh, titik didih, dan massa jenis yang relatif lebih rendah daripada bahan logam.

Bahan non logam biasanya rapuh bila berbentuk padat dan juga memiliki konduktivitas termal dan konduktivitas listrik yang lebih buruk daripada logam sehingga bahan non logam berisfat isolator atau tidak bersifat sebagai penghantar listrik, berbeda dengan bahan logam yang memiliki konduktivitas listrik yang baik sehingga disebut dengan konduktor.

Baca Juga : Pengertian Listrik Statis Berikut dengan Contohnya

Secara kimiawi bahan non logam cenderung memiliki energi ionisasi, afinitas elektron, dan elektronegativitas yang relatif tinggi.

  • Contoh Unsur Non Logam

contoh unsur non logam dari tabel periodik

Jenis unsur non logam ada 17 yang dibagi menjadi 3 jenis, yaitu :

    • Berbentuk Gas
    1. Hidrogen
    2. Helium
    3. Nitrogen
    4. Oksigen
    5. Fluor
    6. Neon
    7. Klor
    8. Argon
    9. Kripton
    10. Xenon
    11. Radon
    • Berbentuk cairan
    1. Brom
    • Berbentuk padat
    1. Carbon
    2. Fosfor
    3. Belerang
    4. Selenium
    5. Yodium

gambar sulfur unsur non logam

Gambar diatas merupakan contoh dari belerang atau sulfur yang biasa dicari oleh penambang belerang.

contoh gambar iodium

Gambar diatas adalah iodium yang merupakan bahan garam pada masakan dan juga untuk mengobati penyakit gondok.

  • Kegunaan Unsur Non Logam

Berikut ini adalah beberapa manfaat dari unsur non logam, antara lain :

    • Oksigen yang kita gunakan untuk bernafas
    • Nitrogen yang kita gunakan sebagai bahan baku pupuk buatan, yang biasanya digunakan untuk campuran pada urea.

Selain sebagai bahan baku pupuk, nitrogen juga bisa kita gunakan sebagai bahan pengisi ban motor atau mobil.

  • Neon yangg sering digunakan sebagai pengisi untuk lampu pijar. Umumnya kita juga sudah mengenal lampu neon yang berbentuk panjang dan berwarna putih. Lampu tersebut disebut sebagai lampu neon karena memang bahan bakunya dari neon.

lampu neon sebagai unsur non logam

    • Helium yang digunakan sebagai pengisi gas balon udara untuk mainan anak-anak supaya balonnya bisa terangkat ke atas.

Karena jika balon tersebut kita isi dengan udara biasa (kita tiup) maka balonnya tidak terangkat keatas karena massa jenisnya sama dengan udara. Dengan menggunakan helium yang mempunyai massa jenis lebih rendah daripada udara maka balon tersebut akan terangkat ke atas.

    • Hidrogen yang kita gunakan sebagai bahan bakar untuk api.

Bahan Metaloid

contoh unsur metaloid

Metaloid adalah kelompok unsur kimia yang memiliki sifat antara logam dan nonlogam. Jadi metaloid bisa menjadi seperti logam dan juga bisa menjadi seperti non logam. Metaloid itu sulit dibedakan dengan logam

“Perbedaan utamanya adalah umumnya metaloid merupakan semikonduktor sedangkan logam adalah konduktor”

unsur silica

Pada gambar diatas merupakan contoh gambar silika dimana material ini banyak digunakan sebagai silica gel yang berbentuk butiran-butiran yang terkadang kita temukan di sepatu atau dompet baru yang berfungsi untuk menyerap kadar air sehingga tidak mudah timbul jamur.

Selain itu dalam aplikasi laboratorium, silica gel juga digunakan di dalam desikator laboratorium yang berfungsi sebagai pengikat kadar air dalam sampel yang dianalisa.

  • Jenis Bahan Metaloid

Pada tabel periodik unsur, ada 7 unsur yang dikelompokkan sebagai metaloid yaitu :

    1. Boron
    2. Silikon
    3. Germanium
    4. Arsen
    5. Antimon
    6. Telurium
    7. Polonium

contoh gambar unsur arsen

Gambar diatas merupakan contoh gambar metaloid yaitu arsen.

  • Sifat-Sifat Metaloid

    1. Bahan metaloid memiliki sifat baik bagi logam maupun non logam. Jadi ketika digunakan sebagai logam maka bahan ini bisa menjadi seperti konduktor, namun juga bisa ketika dipakai dalam beberapa penggunaan non logam.
    2. Lebih rapuh daripada logam karena memang bukan logam murni atau semikonduktor namun lebih kuat dibandingkan dengan nonlogam.
    3. Jadi berada diantara tengah-tengah antara logam maupun nonlogam.
    4. Umumnya bersifat semikonduktor terhadap listrik.
    5. Beberapa metaloid berkilauan seperti logam.

Semoga Bermanfaat

Mengenal Jenis-Jenis Baterai yang Sering Ada di Pasaran

Mengenal Jenis-Jenis Baterai yang Sering Ada di Pasaran

Jika membahas mengenai perangkat elektronik tentunya sangatlah banyak, dari yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya : baterai jam dinding, baterai HP / laptop sampai dengan peralatan yang memang memerlukan pembelajaran khusus seperti resistor, kapasitor yang telah kita bahas sebelumnya.

Nah kali ini kita akan fokus belajar mengenai jenis-jenis baterai lengkap dengan dimensi ukurannya, serta bagaimana cara menghitung arus dan tegangan baterai tersebut jika dirangkai secara seri atau pararel.

Yuk kita mulai….

Pengertian Baterai

macam macam baterai

Baterai adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat elektronik.

Hal ini dikenal sebagai reaksi elektrokimia yang ditemukan oleh Fisikawan Italia yaitu Count Alexandro Volta.

Volta pertama kali menemukan proses ini pada tahun 1799 ketika dia menciptakan baterai sederhana dari plat logam dengan kardus atau kertas yang direndam dengan air.

Berdasarkan desain asli dari Volta tersebut, hingga sekarang riset dari para ilmuwan pada baterai belum berhenti untuk melakukan inovasi pada sistem baterai ini.

Saat ini hampir semua perangkat elektronik portable menggunakan baterai sebagai sumber listriknya, contoh : handphone, laptop, lampu senter, jam, ataupun remote kontrol. Bahkan banyak dari alat ukur di industri yang bekerjanya menggunakan daya dari baterai, sebut saja : thermohigrometer, temperatur recorder / alat ukur suhu yang digunakan untuk kalibrasi oven atau inkubator, dll.

Dengan adanya baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa ke mana-mana.

Arus yang keluar dari baterai adalah arus searah atau dirrect current disingkat dengan DC sehingga kutub positif dan kutub negatif baterai tidak boleh terpasang terbalik.

Satuan Kapasitas Baterai

satuan kapasitas baterai mili ampere hour

Kapasitas baterai dalam mensuplai arus listrik menggunakan satuan mAH atau mili ampere hour. Misalnya : baterai dengan informasi 3000 mAH maka artinya baterai tersebut dapat digunakan untuk memasok arus listrik sebesar :

  • 3000 mili ampere atau 3 ampere selama 1 jam atau
  • 6 ampere selama setengah jam atau
  • 300 mili ampere selama 10 jam

Rangkaian Elektronik dengan Baterai

Bagaimana menghubungkan baterai dengan rangkaian elektronik?

rangkaian elektronik dengan baterai

Seperti pada gambar diatas dimana lampu dirangkai dengan menggunakan baterai.

Seperti kita ketahui, baterai ada kutub positif dan kutub negatifnya. Kutub positif tersebut akan dihubungkan ke kutub positif rangkaian elektroniknya. Sedangkan kutub negatifnya akan dihubungkan ke kutub negatif dari rangkaian elektronika.

Bagaimana Jika terbalik?

Jika terbalik maka lampunya tidak akan menyala.

Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katoda dan terminal negatifnya adalah anoda.

Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif.

Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah dan perbedaan energi bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik.

Secara historis istilah baterai secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.

Baterai terdiri dari beberapa bagian, ada dua zat penghantar listrik yang berbeda yang disebut dengan elektroda dan cairan penghantar listrik yang disebut elektrolit. Baterai yang biasa kita pakai terdiri dari bahan seng dan batang karbon. Kedua penghantar ini memiliki sifat yang berbeda dalam melepas dan menerima elektron.

Pada gambar diatas, yang ditengah adalah terminal positifnya yaitu batang karbon, sedangkan bodinya atau pembungkusnya adalah seng sebagai anodanya dimana di dalamnya ada pemisah antara kutub positif dan negatif. Selain itu juga terdapat pasta elektrolit dan campuran karbon dan NO2.

Seng adalah zat yang lebih mudah melepas elektron daripada batang karbon sehingga saat baterai terhubung dengan rangkaian listrik, elektron dari karbon akan mengalir ke rangkaian melalui kabel atau kawat hingga akhirnya kembali ke baterai dan mencapai batang karbon.

Batang karbon sangat sulit bereaksi, elektron yang berada di permukaan batang karbon akan digunakan oleh elektrolit untuk menjalankan reaksi kimia.

Jenis-Jenis Baterai

Secara umum ada 2 jenis baterai, yaitu :

  1. Baterai primer atau baterai sekali pakai atau Single use
  2. Baterai sekunder atau baterai isi ulang atau Rechargeable

Yuk kita bahas satu per satu..

  • Baterai Primer

perbedaan ukuran baterai berbagai macam tipe

Baterai primer adalah baterai yang paling umum digunakan. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 volt DC dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti :

    1. AAA dengan ukuran sangat kecil
    2. AA dengan ukuran yang kecil
    3. C dengan ukuran medium
    4. D dengan ukuran besar
    5. Selain itu terdapat juga baterai primer yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 volt ataupun 9 volt.

 

terminal negatif berbagai macam baterai

Terminal negatif berbagai macam baterai

Setiap baterai memiliki 2 terminal yaitu satu terminal bertanda positif sedangkan yang lainnya bertanda negatif. Untuk jenis baterai AAA, AA, C, dan D itu terminal positifnya ada di ujung paling atas biasanya ada tonjolan dan yang negatifnya ada di bawah.

baterai 9 v

Terminal positif dan negatif baterai kotak

Untuk baterai yang kotak terminal positif dan negatifnya ada di atas. Terminal Positif adalah kutub yang lebih kecil dan terminal negatif adalah kutub yang lebih besar.

Berikut adalah tabel ukuran baterai yang umum ada di pasaran beserta kapasitasnya :

tabel ukuran baterai dan kapasitasnya

Misalnya :

    • Untuk baterai AAA yang mempunyai ukuran yang paling kecil pada gambar diatas mempunyai kapasitasnya 540, 1200, dan ada juga yang 800 – 1000 mAH dengan dimensi diameter 10,5 mm dan tinggi 44,5 mm.

baterai aaa

    • Untuk baterai AA mempunyai kapasitas yang lebih besar dibandingkan yang AAA yaitu dari yang 1100, 2700, 3000, 1700 – 2900, dan 600 – 1000 mAH dengan ukuran dimensi diameter 14,5 mm dan tinggi 50.5 mm

baterai a2

    • Untuk baterai C atau yang mempunyai ukuran medium, kapasitasnya dari 3800, 8000, dan ada juga yang antara 4500 s/d 6.000 mAH dengan dimensi diameter 26,5 mm dan tinggi 50 mm.

baterai tipe c

    • Untuk yang D atau ukuran paling besar pada gambar diatas kapasitasnya adalah 8000, 12000, ada yang 2200 s/d 12000 mAH dengan dimensi deameter 34.2 mm dengan tinggi 61.5 mm.

tipe baterai jenis d

    • Untuk baterai yang kotak kapasitasnya ada yang 400, 565, 120, ada yang 175 s/d 300 mAH dengan dimensi panjangnya 26.5 mm, lebar 17.5 mm, dan tinggi 48.5 mm.

Berdasarkan jenis material yang digunakan baterai primer ada beberapa jenis :

Baterai Zink Carbon atau Seng Karbon

baterai zink carbon

Baterai ini sering disebut dengan baterai heavy-duty. Baterai ini terdiri dari bahan zinc yang berfungsi sebagai terminal negatif dan juga sebagai pembungkus baterainya sedangkan kriminal positifnya adalah terbuat dari karbon yang berbentuk batang. Baterai jenis zinc carbon merupakan jenis baterai yang relatif murah dibandingkan dengan jenis lainnya.

Baterai alkalin

jenis baterai alkaline

Baterai Alkaline memiliki daya tahan yang lebih lama dengan harga yang relatif lebih mahal dibandingkan dengan baterai zinc karbon. Elektrolit yang digunakan pada baterai ini adalah potasium hydroxide yang merupakan zat alkali atau alkaline sehingga namanya juga sering disebut dengan baterai alkaline.

Saat ini banyak baterai yang menggunakan alkali sebagai elektrolit tetapi mereka menggunakan bahan aktif lainnya sebagai elektrodanya.

Baterai lithium

baterai lithium

baterai lithium bentuk kancing

Baterai lithium menawarkan kinerja yang lebih baik dibandingkan jenis baterai primer lainnya. Baterai lithium dapat disimpan lebih dari 10 tahun dan dapat bekerja pada suhu yang sangat rendah.

Karena keunggulannya tersebut baterai jenis lithium ini sering digunakan untuk aplikasi memori backup pada mikro komputer ataupun jam tangan.

Baterai ini juga biasanya dalam bentuk seperti uang logam atau disebut juga baterai koin. Ada juga yang mengenalnya dengan botton cell atau baterai kancing.

Baterai silver oxide

silver oxide baterai

Baterai ini tergolong mahal karena tingginya harga perak. Baterai silver oxid dapat menghasilkan energi yang tinggi meskipun dengan bentuk yang relatif lebih kecil dan ringan.

Baterai jenis silver oxid ini sering dibuat dalam bentuk baterai koin atau baterai kancing. Baterai jenis ini sering dipergunakan pada jam tangan dan kalkulator.

  • Baterai Sekunder

Baterai sekunder adalah jenis baterai yang dapat diisi ulang atau rachargeable baterai. Pada prinsipnya cara kerja baterai sekunder menghasilkan arus listrik sama dengan baterai primer. Hanya saja reaksi kimia pada baterai sekunder ini dapat berbalik atau reversible.

Pada saat baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal baterai atau disebut proses discharge, elektron akan mengalir dari negatif ke positif. Sedangkan pada saat sumber energi luar dihubungkan dengan baterai sekunder atau disebut dengan proses charger elektron akan mengalir dari positif ke negatif hingga terjadi pengisian muatan pada baterai.

Baca Juga : Tang Ampere Alat Ukur Arus Listrik

Baterai sekunder juga ada jenisnya tergantung material pembuatnya.

Baterai Ni-Cd (Nickel Cadmium)

NI CD Bateray

Baterai yang terbuat dari nikel kadmium. Baterai Ni-Cd adalah jenis baterai yang menggunakan Nickel Oxide Hydroxide dan Metalic Cadmium sebagai bahan elektrolitnya. Baterai Ni-Cd ini memiliki kemampuan beroperasi dalam jangkauan suhu yang luas dan siklus daya tahan yang lama.

Baterai Ni Cd akan melakukan “discharge” sendiri sekitar 30 % per bulan saat tidak digunakan. Jadi kalau tidak digunakan akan habis dengan sendirinya.

Baterai ini mengandung racun sekitar 15 % yaitu bahan karsinogenik kadmium yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan lingkungan hidup.

Baterai Ni-MH

NI MH Baterai

Baterai ini terbuat dari nickel metal hydride, Baterai ini keunggulan yang hampir sama dengan baterai Ni-Cd tetapi baterai Ni MH memiliki kapasitas 30 % lebih tinggi dibandingkan dengan baterai Ni-CD serta tidak memiliki zat berbahaya kadmium yang dapat merusak lingkungan dan kesehatan manusia.

Baterai Ni-MH dapat diisi ulang hingga ratusan kali sehingga dapat menghemat biaya dalam pembelian baterai. Baterai Ni-MH memiliki self discharge sekitar 40 % setiap bulannya jika tidak digunakan.

Saat ini baterai Ni-MH banyak digunakan dalam kamera dan radio komunikasi. Meskipun tidak memiliki zat berbahaya kadmium, baterai Ni MH tetap mengandung sedikit zat berbahaya.

Baterai Lithium-Ion

lithium ion baterai

Baterai lithium-ion memakai senyawa lithium interkalasi sebagai bahan elektrodanya. Hal ini berbeda dengan lithium metalik yang dipakai di baterai lithium-ion non isi ulang.

Dalam baterai ini, lithium-ion bergerak dari elektroda negatif ke elektroda positif saat baterai sedang digunakan dan kembali saat diisi ulang.

Baterai lithium-ion umumnya dijumpai pada barang-barang elektronik. Baterai ini merupakan jenis baterai isi ulang yang paling populer dalam peralatan elektronik portable karena memiliki salah satu kepadatan energi yang terbaik tanpa efek memori dan mengalami kehilangan isi yang lambat saat tidak digunakan dimana Rasio self dischargenya adalah sekitar 20 % per bulan.

Baterai lithium-ion lebih ramah lingkungan karena tidak mengandung zat berbahaya kadmium tapi sama seperti baterai Ni-MH meskipun tidak memiliki zat berbahaya kadmium, baterai lithium-ion tetap mengandung sedikit zat berbahaya yang dapat merusak kesehatan manusia dan lingkungan hidup sehingga perlu dilakukan daur ulang atau proses recycle dan tidak boleh dibuang disembarang.

Cara Menghitung Arus dan Tegangan Baterai

Pada rangkaian seri dan paralel, baterai adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat elektronik.

Hampir semua perangkat elektronik yang portable menggunakan baterai sebagai sumber listriknya dan seringkali juga kita melihat perangkat elektronik yang menggunakan satu atau lebih baterai. Hal ini disebabkan karena setiap perangkat elektronik menggunakan tegangan DC yang berbeda-beda sedangkan tegangan baterai yang ada di pasaran hanya mempunyai nilai tegangan tertentu seperti 1,5 VDC, 9 VDC, dll.

Maka untuk mendapatkan tegangan tertentu tersebut kita bisa merangkai baterai tersebut. Baterai dapat dirangkai secara seri ataupun paralel namun output dari kedua rangkaian tersebut akan berbeda.

Rangkaian seri baterai akan meningkatkan tegangan output baterai sedangkan arus listriknya akan tetap sama. Sedangkan rangkaian paralel baterai akan meningkatkan arus listrik tetapi tegangan outputnya akan tetap sama.

Baca Juga : Multitester / AVO meter untuk mengukur tegangan listrik

Rangkaian Seri Baterai

rangkaian seri baterai

Untuk bisa merangkai rangkaian seri baterai, kita menghubungkan kutub positif dari baterai satu ke kutub negatif baterai yang lainnya.

Rumus tegangan dan arus pada rangkaian seri adalah :

Rumus Tegangan

Vtotal = Vbat1 + Vbat2 + Vbat3 + ….. + VbatN

Rumus Arus

Itotal = Ibat1 = Ibat2 = Ibat3 = ….. = IbatN

Untuk Tegangan adalah Penjumlahannya Sedangkan Untuk Arusnya Sama Semua

Contoh :

Jika suatu perangkat elektronik membutuhkan tegangan 3 volt, maka kita bisa merangkai 2 buah baterai 1,5 volt DC secara seri.

Sehingga untuk tegangannya tinggal dijumlahkan saja.

Vtotal = Vbat1 + Vbat2

3V = 1.5 V + 1.5 V

Rangkaian Pararel Baterai

rangkaian pararel baterai

Untuk rangkaian paralel maka kutub positif baterai satu kita hubungkan dengan kutub positif baterai yang lainnya sedangkan kutub negatifnya kita hubungkan dengan kutub negatif baterai yang lain seperti tampilan gambar diatas.

Rumus Tegangan dan Arus pada Rangkaian Paralel

Rumus Tegangan :

Vtotal = Vbat1 = Vbat2 = Vbat3 = ….. = VbatN

Rumus Arus :

Itotal = Ibat1 + Ibat2 + Ibat3 + ….. + IbatN

Untuk tegangannya sama semua sedangkan arusnya adalah penjumlahan

Contoh :

Jika 2 buah baterai 1,5 volt dan arusnya 1000 mAH dirangkai secara paralel maka berapa tegangan total dan arus total?

Maka jika menggunakan rumus diatas :

Vtotal = 1.5 = 1.5 Volt

Sedangkan untuk

Itotal = 1000 mAH + 1000 mAH = 2000 mAH

Kesimpulan

  • Nilai tegangan baterai akan bertambah jika menggunakan rangkaian seri sedangkan nilai arusnya akan tetap.
  • Nilai arus baterai akan bertambah jika menggunakan rangkaian paralel sedangkan nilai tegangannya akan tetap.

Kita juga dapat menggunakan rangkaian gabungan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel baterai untuk mendapatkan tegangan dan arus yang diinginkan.

Demikian pembahasan mengenai jenis-jenis baterai berikut dengan ukurannya, serta rangkaian seri dan pararel pada baterai.

Oya, terkait dengan komponen elektronika, kami juga telah menulis mengenai resistor, salah satu komponen elektronika yang sangat penting. Jika teman-teman tertarik silakan dibaca di artikel berikut : Kode Warna Resistor dan Cara Membaca Nilainya.

Semoga Bermanfaat.

Simbol dan Fungsi Kapasitor dalam Rangkaian Elektronika

Simbol dan Fungsi Kapasitor dalam Rangkaian Elektronika

Jika sebelumnya kita belajar tentang tentang kode warna resistor lengkap dengan cara menghitung nilainya kali ini kita akan membahas mengenai alat elektronik lainnya yaitu kapasitor mulai dari fungsi kapasitor, satuan kapasitansi, macam atau jenis, serta kode-kode yang digunakan dalam kapasitor berikut dengan cara membaca nilai kapasitor polar dan non polar.

Apa Itu Kapasitor dan Bagaimana Prinsip Kerjanya?

apa itu kapasitor

Apa itu Kapasitor?

Kapasitor atau yang biasa disebut dengan kondensator adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi menyimpan energi dan melepaskannya dengan cepat.

Komponen ini hampir selalu kita jumpai pada semua peralatan elektronik mulai dari radio, televisi, kipas angin, dll.

Prinsip Kerja Kapasitor

jenis jenis kapasitor

Sebuah kapasitor yang sederhana pada dasarnya terdiri dari 2 keping pelat paralel yang dipisahkan oleh daerah non-conductive.

Daerah non konduktor ini biasanya menggunakan bahan yang umumnya disebut dengan bahan dielektrik yaitu sejenis bahan isolator listrik yang dapat dipolarisasikan atau dikutubkan dengan cara ditempatkannya ke dalam medan listrik.

Bila bahan dielektrik ditempatkan di medan listrik, muatan listrik tidak mengalir melalui bahan tersebut seperti pada bahan konduktor, namun hanya sedikit bergeser dari rata-rata posisi setimbangnya sehingga menyebabkan polarisasi yang disebut dengan polarisasi dielektrik.

Bila kedua plat dihubungkan ke sumber tegangan DC atau tegangan searah misalnya baterai, elektron “didorong” ke satu pelat oleh terminal negatif baterai, sementara elektron “ditarik” dari pelat lainnya oleh terminal positif baterai.

Jika perbedaan muatan antara kedua pelat tersebut terlalu besar maka akan terjadi percikan atau “spark” yang melompati celah diantara kedua pelat tersebut dan membuang muatan yang tersimpan (discharge).

Untuk meningkatkan jumlah muatan pada pelat bahan dielektrik yang berupa non-conductive atau isolator ditempatkan diantara kedua plat tersebut.

Fungsi dielektrik tersebut dalam kapasitor adalah sebagai pemblokir percikan atau “spark blocker” yang bermanfaat untuk dapat meningkatkan kapasitas muatan kapasitor.

Nilai kapasitansi atau kapasitas muatan kapasitor ini juga tergantung pada bahan dielektrik yang digunakannya.

Jika konstanta bahan dielektrik atau permitivitas bahan yang bernilai besar maka nilai kapasitasnya juga akan menjadi besar.

Berikut ini adalah contoh nilai permivitas dari beberapa bahan :

  • Udara nilai permivitasnya adalah 1
  • Kertas nilai permivitasnya antara 2,5 s/d 3,5
  • Kaca nilai permivitasnya antara 3 s/d 10
  • Mika nilai permivitasnya antara 5 s/d 7

Faktor-faktor lain yang dapat mempengaruhi tingkat kapasitansi kapasitor adalah luas daerah permukaan kepingan pelat dan jarak antara pelat paralel tersebut.

Semakin luas kepingan pelat-pelat maka semakin besar pula nilai kapasitansinya.

Namun nilai kapasitansi ini berbanding terbalik dengan jarak antara kepingan pelat-pelatnya. Semakin dekat jarak antara kedua pelatnya, semakin besar pula nilai kapasitansinya.

Rumus Kapasitor

rumus kapasitor

Dimana :

C : Kapasitansi kapasitor

ε0 : Permitivitas hampa

εr : Permitivitas relatif

A : Luas pelat atau keping

d : jarak antara pelat atau tebal dielektrik

Fungsi Kapasitor dalam Rangkaian Listrik

Berikut ini adalah bebeberapa Fungsi kapasitor :

  • Penstabil Arus Listrik

Kapasitor memegang bagian penting dalam sebuah sirkuit logika switching berkecepatan tinggi.

Dengan level tegangan sirkuit berkecepatan tinggi seperti yang disebutkan diatas, maka arus yang seharusnya stabil dapat berfluktuatif sehingga menimbulkan sinyal gangguan.

Nah kapasitor decoupling yang diletakkan dalam sirkuit tersebut berfungsi untuk menstabilkan arus dan meminimalkan sinyal kebisingan yang diakibatkan oleh arus listrik yang tidak stabil.

Baca Juga : Tang Ampere Alat Ukur Arus Listrik

  • Impededansi / Penghemat Daya Listrik

Kapasitor mampu menghemat daya listrik pada rangkaian yang mengubah energi menjadi cahaya seperti lampu neon.

  • Sebagai filter atau penyaring

    fungsi kapasitor sebagai filter

    Biasanya dipakai pada sistem radio, TV, amplifier, dan lainnya.

    Filter pada radio dipakai untuk menyaring atau penghambatan / gangguan dari luar.

  • Kapasitor sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik sementarafungsi kapasitor sebagai penyimpan arusContoh pada angkaian seperti gambar diatas dimana ada sumber tegangannya 12 volt kemudian ada saklar, kapasitor, dan lampu.

    Pada saat kondisi saklar menempel di A maka arus akan mengalir ke kapasitor sehingga kapasitor ini akan menyimpan arus atau tegangan listriknya sesuai dengan tegangan yang diberikan.

    Pada saat saklar ini dipindahkan ke B maka perlahan-lahan kapasitor ini akan mengeluarkan muatan listriknya sehingga lampu akan menyala tetapi hanya sementara sampai muatan listrik yang ada di kapasitor tersebut habis.

Baca Juga : Multimeter Analog atau Avometer Untuk Mengukur Tegangan Listrik

  • Sebagai kopling

    fungsi kapasitor sebagai kopling

    Kapasitor sebagai kopling atau penghubung amplifier tingkat rendah ke tingkat yang lebih tinggi.

    Pada power supply sebagai kopling diantara rangkaian tertentu dengan rangkaian lainnya.

  • Sebagai isolator untuk memperlambat arus DC / searah

Dalam suatu rangkaian daya penyearah, filter kapasitor berfungsi untuk menghilangkan komponen AC dan menghasilkan keluaran DC lebih halus.

Untuk mengoperasikan efek dari filter kapasitor dalam rangkaian yang membutuhkan keakuratan, kombinasi rangkaian paralel kapasitor sering digunakan untuk hal ini.

  • Mencegah terjadinya lonjakan listrik

    Lonjakan listrik biasanya terjadi pada kumparan karena terjadi kejutan sehingga dengan adanya kapasitor dapat mencegah terjadinya hal tersebut

Beberapa fungsi kapasitor dalam rangkaian listrik lainnya antara lain adalah :

  • Pada pesawat penerima radio fungsinya buat memilih panjang frekuensi atau gelombangnya akan ditangkap.
  • Jika berbicara pada rangkaian sebuah antena, maka kapasitor berfungsi sebagai frekuensi.
  • Sebagai filter atau penyaring dalam rangkaian power supply
  • Sebagai konduktor yang bisa melewatkan arus AC
  • Sebagai isolator yang bisa menghambat arus DC
  • Ada juga kapasitor yang digabung dengan osilator dan spul yang berfungsi untuk pemilih gelombang frekuensi
  • sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian osilator
  • Sebagai penggeser

Jenis-Jenis Kapasitor

bahan dielektrik pada kapaitor

 

Seperti yang sudah diuraikan diatas, dimana pada kapasitor terdapat bahan dielektrik. Nah bahan dielektrik inilah yang menjadi nama dari kapasitor tersebut, misalnya bahan dielektriknya dari keramik maka disebutlah kapasitor keramik, atau bahan dielektriknya dari kertas maka disebut kapasitor kertas.

Karena bahan dielektrik yang digunakan dalam pembuatan kapasitor bermacam-macam maka muncullah berbagai macam jenis kapasitor.

Bentuk kapasitorpun juga bermacam-macam, namun pada dasarnya kapasitor terdiri dari 2 buah lempengan logam yang berdekatan dan disekat atau dipisahkan dengan bahan dielektrik bahan yang tidak bisa dialiri listrik.

Dipasaran kita dapat menemukan beberapa jenis kapasitor, berikut ini adalah beberapa jenis kapasitor yang mungkin sudah kita kenal :

  • Kapasitor Keramik

kapasitor keramik

Bentuknya seperti pada gambar diatas, setiap kita bongkar perangkat elektronik pasti selalu menemukan kapasitor keramik ini. Bahan dielektrik kapasitor ini terbuat dari bahan keramik.

Adapun kapasitansinya untuk kapasitor keramik ini berkisar dari beberapa piko farad s/d beberapa puluh nano farad saja.

Komponen ini sangat umum digunakan hampir pada semua rangkaian elektronika, terutama yang berhubungan dengan frekuensi tinggi.

  • Kapasitor Film Polyester

kapasitor film polyester

Kapasitor Film Polyester sering disebut kapasitor milar. Bentuknya seperti pada gambar diatas mirip permen.

Kapasitor ini juga sangat umum dan selalu kita jumpai hampir pada semua rangkaian elektronika dan kapasitasnya pun tidak terlalu besar namun biasanya lebih besar daripada kapasitor keramik. Berkisar dari beberapa ratus piko farad sampai bisa mencapai lebih daripada satu mikro farad.

Kapasitor ini sangat umum digunakan untuk sama pada perangkat angkat audio.

  • Kapasitor Mika

kapasitor mika

Dari namanya dapat diketahui bahwa bahan dielektriknya terbuat dari mika. Adapun kapasitansinya juga tidak terlalu besar berkisar dari beberapa piko farad sampai beberapa puluh nano farad saja.

Kapasitor ini sering kita jumpai di perangkat-perangkat frekuensi tinggi tetapi juga tidak jarang kita jumpai di rangkaian-rangkaian audio.

  • Kapasitor Kertas

kapasitor kertas

Sesuai namanya, bahan dielektrik kapasitor ini terbuat dari kertas dan bentuk juga bermacam-macam. Kapasitasnya bisa mencapai beberapa mikro farad. Dan jika teman-teman sering membongkar peralatan elektronik pastinya juga sering menjumpai kapasitor ini.

  • Kapasitor Polystyrene

Kapasitor Polystyrene

Bahan dielektriknya terbuar dari polystyrene. Kapasitansi dari kapasitor ini juga tidak terlalu besar mulai dari beberapa puluh Pico farad sampai beberapa ratus nano farad.

  • Kapasitor polypropylene

Kapasitor polypropylene

Kapasitor ini kapasitansinya mulai dari beberapa nano farad sampai beberapa micro farad dan mungkin harganya juga relatif agak lebih mahal.

  • Kapasitor Tantalum

Kapasitor Tantalum

Meskipun bentuknya relatif kecil namun kapasitansinya hampir sama dengan elco sehingga kapasitor ini sering digunakan pada perangkat kecil seperti komputer dan ponsel dimana biasanya sebagai ganti elco mereka menggunakan kapasitor tantalum ini.

Namun untuk di handphone itu yang jenis SMD dan kapasitor ini ada polaritasnya sehingga tidak boleh terbalik memasangnya karena ada kaki minus dan kaki plusnya.

Sehingga jika teman-teman ingin mengganti atau memasang kapasitor ini hendaknya benar-benar diperhatikan kaki minus dan kaki plusnya.

  • Kapasitor Elektrolit

elco

Electrolit Condensator atau elco, bahan dielektriknya terbuat dari kertas yang dibasahi cairan elektrolit dan kapasitor ini sangat besar kapasitansinya mulai dari di bawah 1 mikro farad sampai mencapai puluhan ribu mikro farad.

Kapasitor ini sering di pakai untuk filtering terutama pada power supply, adaptor, khususnya power supply atau adaptor untuk power amplifier yang besar.

Biasanya banyak sekali kita menjumpai Elco yang ukurannya besar yang kapasitansinya puluhan ribu mikro farad dan untuk elco ini tentunya juga ada polaritasnya sehingga jangan sampai terbalik.

Kita harus hati-hati pada saat memasang atau mengganti elco ini karena jika terbalik bisa membuat elco tersebut rusak bahkan jika tegangannya maksimal bisa meletus.

  • Solid kapasitor

solid kapasitor

Bentuk, kapasitas, dan fungsi kapasitor ini sama dengan elco, namun lebih bagus daripada elco karena lebih tahan lama, lebih tahan panas. Kapasitor jenis ini juga ada polaritasnya.

Kapasitor jenis ini sudah mulai banyak digunakan khususnya pada peralatan komputer untuk bagian motherboardnya.

  • Kapasitor Super

super kapasitor

Namanya “super” maka kapasitor ini tentunya diatas kapasitor yang lain karena selain kualitasnya lebih bagus, kapasitansinya juga jauh diatas kapasitor yang lain.

Jika elco biasanya mempunyai kapasitansi paling besar cuma puluhan ribu mikro farad, namun kapasitor super ini bisa mencapai ratusan farad.

  • Kapasitor Variabel

Kapasitor Variabel

Nilai di dalam kapasitor ini tidak tetap, jadi bisa berubah-rubah dan bisa diatur. Ketika kita memutar tuasnya maka kapasitansinya akan berubah.

Kapasitor ini ada 2 macam yaitu :

    1. Yang besar ini sering disebut dengan varko “variabel kondensator”
    2. Yang kecil dimana untuk memutar tuasnya harus menggunakan obeng

Fungsi kapasitor untuk kedua jenis tersebut sama yaitu ketika diputar maka kapasitansinya berubah. Kapasitor ini sering digunakan pada system tuning gelombang radio.

Simbol Kapasitor Non Polar dan Polar

Untuk jenis kapasitor keramik, polyester, milar, kertas, dan mika dimana merupakan kapasitor non polar mempunyai simbol kapasitor seperti dibawah ini :

simbol kapasitor non polar

Kapasitor non polar tidak mempunyai polaritas sehingga pemasangannya bisa dibolak balik atau dengan kata lain  jika mau dipasang terbalikpun tetap aman dan tidak korslet karena tidak ada polaritasnya.

Untuk yang kapasitor elektrolit (elco) dan kapasitor tantalum termasuk jenis kapasitor polar.

Simbol kapasitor polar dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

simbol kapasitor polar

Mungkin teman-teman jika melihat rangkaian listrik pernah melihat simbol baik kapasitor polar baik yang diatas, ditengah, ataupun dibawah pada gambar diatas.

Sesuai dengan namanya, kapasitor polar mempunyai polaritas sehingga pemasangannya tidak bisa terbalik atau harus benar-benar diperhatikan mana kaki plus dan mana kaki minus. Jika terbalik maka kapasitor tersebut bisa meletus.

Satuan Kapasitor

satuan kapasitor

Pemahaman satuan kapasitor ini tentunya penting, tidak lucu kan jika kita ingin mengganti komponen kapasitor ataupun membeli sebuah kapasitor namun nilai dan satuannya tidak kita pahami.

Satuannya kapasitor adalah farad, mili farad, mikro farad, nano farad, dan pico farad.

  • 1 farad = 1.000 mili farad
  • 1 farad = 1.000.0000 mikro farad
  • 1 farad = 1.000.0000.000 nano farad
  • 1 farad = 1.000.0000.000.000 Pico farad

Kode Pada Kapasitor

Untuk membaca nilai dari kapasitor, kita harus memahami kode-kode huruf yang ada di dalam body kapasitor tersebut. Supaya mudah dimengerti, yuk kita coba pelajari bersama.

  • Kapasitor Non-Polar

Berikut ini adalah tabel penjelasannya mengenai arti kode di dalam bodi kapasitor :

kode huruf tegangan dan toleransi kapasitor

Kode huruf A ; D ; E ; G ; H adalah kode huruf tegangan

Sedangkan

Kode huruf F ; G ; J ; K ; M adalah kode huruf toleransi

Misal :

Kalau huruf A  berarti tegangan,

Bagaimana jika kode huruf J ?

Huruf J tidak ada pada tabel kode huruf tegangan, karena huruf J disini berarti ini toleransi dengan nilai toleransi yaitu ± 5 % ,

Lalu bagaimana dengan nilai 250 V?

Angka tersebut tidak ada dalam tabel karena V disini adalah volt

Untuk lebih memahami berikut ini adalah contohnya :

Kapasitor milar dengan kode 104J250V seperti tampilan gambar dibawah ini :

contoh cara membaca nilai kapasitor

Bagaimana membaca nilainya ?

    • 1 = Nilai pertama
    • 0 = Nilai kedua
    • 4 = faktor pengali
    • J = Toleransi
    • 250 V

Sehingga jika ditulis hasilnya adalah 10000

tahapan membaca nilai kapasitor

Dalam kapasitor non-polar satuannya adalah pico farad.

Jadi nilai kapasitor ini adalah 100.000 Pico farads dengan toleransi ± 5%

Karena seperti yang dapat dilihat pada tabel diatas dimana kode huruf J adalah toleransi ± 5% dengan tegangan kerja = 250 volt. Nah jika jika dijadikan satuan nano farad maka menjadi 100 nF ± 5% dengan tegangan kerja 250 V

Mudah kan?

Baiklah kita berikan contoh yang lain lagi…

Berikut ini adalah contoh cara membaca kode kapasitor non polar dengan kode angka 2A222J seperti pada gambar dibawah ini :

cara membaca kapasitor non polar

Untuk mempermudah membaca nilai dari kapasitor diatas, berikut ini adalah tabel petunjuknya.

kode huruf kapasitor non polar

Bagaimana cara membacanya?

    • Kode Angka 2 (2A222J) pada angka pertama menunjukkan jumlah nol untuk tegangan.
    • Kode huruf A (2A222J) pada huruf pertama merupakan kode tegangan dengan nilai 1 seperti pada tabel yang telah ditampilkan pada contoh pertama diatas.
    • Kode angka 2 (2A222J) pada angka kedua adalah nilai pertama.
    • Kode angka 2 (2A222J) pada angka ketiga adalah nilai kedua.
    • Kode angka 2 (2A222J) pada angka keempat atau terakhir adalah faktor pengali.
    • Kode huruf J adalah Toleransi.

Jadi jika ditulis hasilnya adalah 2200 ± 5 % dan tegangan kerjanya 100 volt

Jadi nilai kapasitansi untuk kapasitor diatas adalah 2200 pico farad ± 5% tegangan kerja 100 volt.

Jika dijadikan nano farad maka hasilnya adalah 2.2 nano farad ± 5% tegangan kerja 100 volt

  • Kapasitor Polar

Nah sekarang, bagaimana  cara untuk membaca kapasitor polar?

Untuk membaca kapasitor polar relatif lebih mudah karena dalam bentuk fisik kapasitor polar tersebut sudah tertulis nilainya.

cara membaca elco

Contoh pada gambar diatas…

470 mikro farad 50 volt, tegangan kerjanya 50 volt.

Namun seperti yang telah diuraikan diatas, untuk kaki elco tidak boleh dibolak balik.

Lalu mana kaki yang plus dan mana kaki yang minus?

Pada bodi elco umumnya ada tanda negatif (pada gambar diatas ditandai dengan warna biru), dan kaki yang paling dekat dengan tanda tersebut adalah kaki negatif dan tentunya untuk kaki satunya adalah kaki positif.

Sekian pembahasan kami mengenai fungsi kapasitor, prinsip kerjanya, jenis-jenisnya berikut dengan contoh cara membaca kode kapasitor tersebut.

Semoga dapat bermanfaat bagi teman-teman semua.

Oya, terkait dengan komponen elektronika, kami juga mempunyai artikel yang mengulas mengenai resistor, jika teman-teman tertarik silakan baca di link berikut : Kode Warna Resistor dan Cara Membaca Nilainya

Fungsi Jas Laboratorium dan Bahan Kain yang Umum Digunakan

Fungsi Jas Laboratorium dan Bahan Kain yang Umum Digunakan

Bekerja di lab, faktor keselamatan merupakan hal yang penting karena kita akan bersinggungan dengan bermacam-macam bahan kimia dengan berbagai tingkat bahayanya.

Meskipun pengendalian risiko sudah dilakukan, namun ada kalanya risiko sisa (residual risk) tetap ada. Untuk itulah kita perlu menggunakan APD sebagai tindakan pengendaliannya. Salah satu APD yang paling umum dan wajib kita kenakan ketika bekerja di laboratorium baik itu lab kimia, pangan, farmasi, biologi, pertanian, perikanan, dll adalah jas laboratorium.

Kali ini kita akan membahas mengenai fungsi jas laboratorium tersebut.

Pengertian Jas Laboratorium

Seperti sudah dijelaskan diatas, jas laboratorium adalah salah satu APD (Alat Pelindung Diri) yang harus kita gunakan ketika berada di laboratorium dimana umumnya berwarna putih yang melambangkan warna harapan sebagai simbol kesembuhan.

Karena berfungsi sebagai APD, sehingga tentunya jas laboratorium ini tidak hanya berfungsi sebagai seragam saja. Bahkan dalam penggunaannya jas lab ini digunakan setelah pakaian kita sebagai pelapis.

Fungsi Jas Laboratorium dalam Bekerja

Lalu apa saja fungsi jas laboratorium ini?

Berikut ini adalah diantaranya :

  • Melindungi dari Paparan Cairan Kimia

jas lab melindungi paparan cairan kimia

Seperti kita ketahui, di dalam kegiatan analisa di laboratorium, tentunya kita dihadapkan dengan berbagai macam bahan kimia, baik itu yang berwujud cair, padat, atau gas.

Bahan-bahan tersebut tentunya mempunyai tingkat risiko bahaya yang berbeda-beda yang bisa kita lihat dalam MSDS (Material safety Data Sheet) bahan bersangkutan.

APD yang digunakan tentunya juga bisa berbeda-beda, namun tetap jas laboratorium wajib kita gunakan untuk melindungi khususnya kulit atau bagian tubuh kita yang lainnya dari paparan bahan kimia tersebut karena seperti kita ketahui dalam suatu analisa kimia terkadang timbul adanya percikan sebagai hasil reaksi kimia, penuangan, pemipetan, pemindahan larutan kimia yang berpotensi tumpahnya cairan, dll.

Dengan adanya jas laboratorium ini, maka analis / peneliti dapat merasa bekerja dengan lebih aman, karena jika hal diatas terjadi, mereka cukup melepas jas lab yang mereka kenakan.

  • Melindungi dari Bahaya Percikan Api

fungsi jas lab untuk perlindungan paparan api

Beberapa reaksi kimia memerlukan adanya proses pemanasan yang tentunya membutuhkan api dalam kegiatannya.

Jas laboratorium ini juga berfungsi untuk melindungi kita dari paparan percikan api yang mungkin timbul selama jalannya reaksi kimia.

Lebih lanjut lagi, tentunya untuk mengendalikan bahaya api di laboratorium ini kita juga memerlukan APAR (Alat Pemadam Api Ringan). Terkait dengan jenis APAR yang tepat untuk berbagai klasifikasi bahayanya dapat dibaca di dalam artikel : Jenis-jenis APAR berdasarkan klasifikasi kebakarannya.

  • Mencegah Adanya Kontaminasi Silang

kegunaan jas laboratorium untuk mencegah kontaminasi silang

Hal ini khususnya terjadi di laboratorium biologi dimana sering melibatkan aktivitas kultur bakteri yang tentunya kita ingin bakteri yang ditumbuhkan tersebut tidak terkontaminasi dengan bakteri lainnya.

Sebagaimana kita tahu bakteri hanya dapat dilihat dengan mikroskop dan tidak dapat dilihat secara langsung. Sehingga dengan penggunaan jas laboratorium ini diharapkan dapat mengurangi adanya kontaminasi silang.

Baca Juga : Bagian-Bagian Mikroskop dan Fungsinya

  • Melindungi Pakaian Kerja / Kemeja Personel Laboratorium

jas laboratorium pelindung pakaian kerja

Seperti yang sudah diuraikan diatas, dimana jas lab ini biasanya digunakan sebagai pelapis pakaian kerja atau Kemeja personel laboratorium yang terbuat bahan sintetis yang biasanya mudah panas dan terbakar.

Umumnya jas laboratorium di desain dari bahan yang tahan panas sehingga dapat melindungi pakaian kerja / kemeja personel laboratorium.

Selain itu juga dapat melindungi pakaian kerja dari noda-noda yang ditimbulkan dari bahan-bahan kimia yang digunakan pada saat analisa.

  • Melindungi dari Pecahan Kaca Peralatan Gelas

jas lab melindungi tergores dari alat gelas yang pecah

Alat-Alat laboratorium, khususnya yang terbuat dari gelas mempunyai potensi untuk pecah, dengan penggunaan jas laboratorium ini tentunya juga dapat melindungi kita dari bahaya pecahan kaca alat gelas laboratorium tersebut, misalnya : tergores, dll.

  • Memudahkan dalam Bekerja

Jas laboratorium biasanya di desain dengan sederhana, tidak seperti pakaian pada umumnya.

Kancing jas lab yang besar dan mudah dilepaskan tentunya akan memberikan kita perlindungan secara maksimal ketika terjadi hal yang tidak diinginkan sehingga mudah untuk dilepaskan.

  • Bagian dari Praktik Berlaboratorium dengan Baik

praktek glp

Bekerja di laboratorium tentunya ada prosedur tertentu yang harus kita ikuti, terlebih jika laboratorium tersebut merupakan laboratorium kalibrasi atau pengujian yang telah menerapkan standar ISO 17025.

Maka tentunya pemakain jas laboratorium tersebut merupakan salah satu bagian dari praktik berlaboratorium dengan baik.

  • Simbol Profesi

jas laboratorium untuk berbagai macam profesi

Tidak semua profesi mengenakan jas laboratorium, maka dengan adanya jas lab tersebut dalam suatu instansi atau perusahaan, maka dengan mudah kita mengenali personel yang mengenakan jas lab tersebut bekerja di area atau departemen apa.

Bahan Kain Jas Lab

Dengan mempertimbangkan fungsi jas laboratorium seperti yang telah diuraikan diatas, maka bahan kain jas lab pun harus terbuat dari bahan yang mampu mendukung perlindungan tersebut. Berikut ini adalah beberapa bahan yang umum digunakan dalam membuat jas laboratorium, antara lain :

  • Modacrylic

bahan jas lab Modacrylic

Merupakan bahan kain yang terbuat dari serat yang lembut serta nyaman digunakan dan tahan lama. Jas lab yang terbuat dari bahan ini tidak mudah kusut serta tahan sobek dan tahan terhadap sebagian besar pelarut maupun bahan kimia.

  • Katun

jas laboratorium dari bahan katun

Jenis kain yang paling umum digunakan untuk beberapa pakaian. Bahan ini mempunyai kelebihan yang ringan dan lembut sehingga nyaman ketika dikenakan namun mudah berkerut sehingga bekas-bekas lipatan pada jas lab tersebut mudah terlihat sehingga seringkali bahan katun ini dipadukan dengan bahan lain, misalnya : polyester yang mempunyai Sifat tahan terhadap tumpahan cairan membuat jas lab semakin nyaman ketika dikenakan.

Selain bahan polyester, bahan poplin juga terkadang digunakan sebagai perpaduan dengan bahan katun yang menghasilkan bahan yang mempunyai sifat tidak mudah kusut, lebih lembut, serta anti air sehingga tidak mudah bernoda ketika terkena percikan bahan kimia.

  • Rayon

bahan kain rayon untuk jas laboratorium

Bahan ini juga terkadang digunakan untuk membuat jas laboratorium karena bersifat tahan lama dan tidak mudah terurai oleh asam.

  • Nylon

bahan kain nylon untuk pakaian laboratorium

Bahan nylon mempunyai keunggulan yaitu ringan serta awet ketika digunakan. Keunggulan bahan kain ini adalah banyak sekali pilihan warnanya namun mempunyai kekurangan dimana tidak tahan air serta mudah meleleh ketika terpapar panas ketika bekerja di laboratorium.

Model Jas Lab yang Paling Umum

Meskipun secara fungsi sama yaitu memberikan perlindungan, namun model jas laboratorium dapat kita temukan beraneka ragam. apakah itu lengan pendek atau panjang, jumlah kancing dan kantongnya, dll.

Tentunya dalam pemilihannya harus dipertimbangkan faktor kenyamanan dan keamanan dalam bekerja. Berikut ini adalah beberapa model dari jas laboratorium tersebut :

  • Jas Lab Lengan Pendek

Model ini umumnya mempunyai 1 kantong di bagian dada serta 2 kantong di bagian bawah jas laboratorium dan terdapat assesories pada bagian pinggang belakang jas tersebut.

Untuk Ukuran jas laboratorium itu sendiri kurang lebih seperti gambar dibawah ini :

model jas lab lengan pendek

  • Jas Lab Lengan Panjang

Hampir sama dengan jas lab lengan pendek dimana juga terdapat 1 kantong di bagian dada serta 2 kantong di bagian bawah, pada jas lab lengan panjang ini umumnya di bagian ujung lengan disertai dengan karet sehingga ketika bekerja di laboratorium personel merasa aman karena jas mereka gunakan sudah rapat dan tidak mudah menyenggol peralatan laboratorium lainnya

Dibawah ini adalah dimensi dari jas laboratorium lengan panjang tersebut :

model jas lab lengan panjang

  • Jas Lab Farmasi

jas lab farmasi

Jas lab ini biasanya digunakan oleh para mahasiswa jurusan farmasi sehingga biasanya terdapat logo pada jas tersebut sesuai dengan jurusan dan universitas bersangkutan.

  • Jas Lab Dokter

jas lab dokter

Jas Lab dokter berfungsi untuk perlindungan terhadap paparan penyakit yang diderita oleh pasien misalnya dari cairan, dll. Jas dokter ini umumnya juga berwarna putih. Agak sedikit berbeda dengan jas yang digunakan di laboratorium, jas dokter bventuknya hampir mirip seperti blazer dan biasanya menggunakan bahan kain katun.

Harga Jas Lab

harga jas laboratorium murah

Harga jas lab tentunya akan berbeda berdasarkan dari bahan dan ukurannya, namun berdasarkan hasil pengumpulan data yang kami lakukan di beberapa toko baik yang online maupun offline harga jas lab ini cenderung murah yaitu di kisaran dibawah 100 ribuan.

Jika teman-teman membutuhkannya dalam jumlah banyak, misalnya dalam suatu perusahaan dimana jas laboratorium digunakan untuk personel QC lab, kemudian memerlukan jas farmasi untuk 1 jurusan di universitas, atau jas perawat untuk seluruh perawat yang ada di rumash sakit maka tentunya akan semakin murah dengan membuatnya melalui jasa konveksi yang ada.

Semoga Bermanfaat.