Kimia
KIMIA INDUSTRI
Industri
Suparni Setyowati Rahayu
Sari Purnavita
untuk SMK
untuk
Sekolah Menengah Kejuruan
Suparni S. R. | Sari P.
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional

Suparni Setyowati Rahayu
Sari Purnavita
KIMIA INDUSTRI
Untuk SMK
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Departemen Pendidikan Nasional

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang
KIMIA INDUSTRI
Untuk SMK
Penulis : Suparni Setyowati Rahayu
Sari Purnavita
Ilustrasi, Tata Letak :
Perancang Kulit :
Ukuran Buku :
Diterbitkan oleh Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Departemen Pendidikan Nasional
Tahun 2008

Kata Sambutan
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia Nya,
Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen
Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah melaksanakan penulisan
pembelian hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis untuk disebarluaskan
kepada masyarakat melalui website bagi siswa SMK.
Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar
Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK yang memenuhi
syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan
Menteri Pendidikan Nasional Nomor 12 tahun 2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh
penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para
pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia.
Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen
Pendidikan Nasional tersebut, dapat diunduh (download), digandakan, dicetak,
dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaan
yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang
ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan ditayangkannya soft copy ini akan lebih
memudahkan bagi masyarakat untuk mengaksesnya sehingga peserta didik dan
pendidik di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar
negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Selanjutnya,
kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat
memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih
perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami
harapkan.
Jakarta,
Direktur Pembinaan SMK
i

KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur ke hadlirat Tuhan Yang Maha Esa, atas limpahan
rahmat, taufik dan hidayahNya, maka tersusunlah buku ini dengan judul “KIMIA
INDUSTRI”
Tujuan disusunnya buku ini adalah untuk memenuhi kebutuhan program pendidikan dan
pengajaran Kimia Industri yang disesuikan dengan perkembangan teknologi dan
industri.
Dalam kaitannya dengan upaya untuk hal tersebut di atas, maka penulis berpedoman
pada kurikulum tahun 2004 dan disesuaikan dengan kaidah-kaidah ilmu pengetahuan
dan teknologi yang diperlukan dalam dunia industri, sehingga isi dan materi bersifat
tekstual dan kontekstual. Materi yang disajikan menyangkut juga indikator-indikator yang
mampu mendorong siswa dalam aspek-aspek kognitif, afektif dan psikomotorik yang
terdiri atas Pengenalan Kimia Industri, Bahan Baku Untuk produk Industri, Teknologi
Proses, Instrumentasi dan Pengukuran, Utilitas Pabrik, Keselamatan dan Kesehatan
Kerja (K3) serta limbah.
.
Keseluruhan materi diharapkan mampu mendukung kompetensi lulusan SMK Kimia
Industri sesuai dengan kebutuhan pasar kerja industri dan jika dimungkinkan mampu
kerja mandiri.
Manfaat yang dapat diperoleh dari buku ini dalam proses pembelajaran adalah bahwa
guru akan bertambah sumber belajarnya yang lebih aplikatif terutama ilmu terapan,
sehingga guru akan bertambah wawasannya terutama dalam bidang kimia industri.
Sedangkan bagi siswa akan bertambah buku pegangannya untuk lebih mudah belajar
kimia industri, karena buku ini penyusunnannya baik dalam sistematika dan materinya
disesuaikan dengan tingkat kemampuan siswa dalam proses pembelajaran.
Penulis dalam menyusun buku ini sudah berupaya secara maksimal dan berupaya
memberikan yang terbaik, namun masih disadari adanya kekurangan-kekurangan,
sehingga diharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak guna
menyempurnakan keberadaan buku ini.
Akhirnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan buku ini
kami sangat berterima kasih, dan semoga menjadi amal jariyah. Mudah-mudahan buku
ini dapat mendorong generasi muda Indonesia labih maju dalam berkarya dalam era
globalisasi dan teknologi.
Semarang, November 2007
Penulis
ii

DAFTAR ISI
KATA SAMBUTAN ......................................................................... i
KATA PENGANTAR ...................................................................... ii
DAFTAR ISI ................................................................................... iii
DAFTAR ISTILAH / GLOSARI ....................................................... vi
SINOPSIS ...................................................................................... vii
DESKRIPSI KONSEP PENULISAN ............................................... ix
PETA KOMPETENSI ..................................................................... xv
BAB I PENGENALAN KIMIA INDUSTRI..................... 1
1.1. PENDAHULUAN ........................................................ 1
1.2. DEFINISI KIMIA INDUSTRI ...................................... 1
1.3. SISTEM MANAJEMEN DALAM SUATU INDUSTRI ...... 7
1.4. PENGELOLAAN LINGKUNGAN KERJA ................. 15
RANGKUMAN ................................................................. 18
CONTOH SOAL .............................................................. 20
LATIHAN SOAL............................................................... 21
BAB II BAHAN BAKU DAN PRODUK INDUSTRI ...... 23
2.1. PENANGANAN BAHAN BAKU DAN
PENUNJANG ......................................................... 24
2.2. PENYIMPANAN BAHAN BAKU DAN
PENUNJANG ......................................................... 25
2.3. PENYIMPANAN BAHAN BAKU DAN
PENUNJANG YANG TERSISA ............................ 26
2.4. MENEMUKAN PERMASALAHAN DAN
PELUANG PENYIMPANAN BAHAN BAKU
DAN BAHAN PENUNJANG ................................... 26
2.5. LOGAM ................................................................... 31
2.6. BAHAN NON METAL ............................................. 100
RANGKUMAN ................................................................ 138
CONTOH SOAL ............................................................. 139
LATIHAN SOAL .............................................................. 140
BAB III INSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN .......... 141
3.1. DEFINISI .................................................................. 141
3.2. STANDARD DAN SATUAN .................................... 142
3.3. ANGKA PENTING DAN GALAT ............................. 144
3.4. KLASIFIKASI ALAT UKUR...................................... 146
3.5. PENCATATAN SKALA UKUR ............................... 157
iii

3.6. KELAINAN SKALA UKUR ........................................ 158
3.7. KLASIFIKASI ALAT UKUR....................................... 160
3.8. KLASIFIKASI INSTRUMENTASI ............................ 182
3.9. ALAT KENDALI KETINGGIAN ................................ 183
RANGKUMAN ................................................................. 185
CONTOH SOAL .............................................................. 186
LATIHAN SOAL............................................................... 194
BAB IV TEKNOLOGI PROSES...................................... 196
4.1. DIAGRAM ALIR PROSES...................................... 197
4.2. IDENTIFIKASI SATUAN PROSES DAN OPERASI
PADA KIMIA INDUSTRI ........................................ 223
4.3. PROSES MENGUBAH UKURAN BAHAN PADAT 224
4.4. PROSES PENCAMPURAN BAHAN ..................... 226
4.5. PENYULINGAN (Distillation) ................................. 231
4.6. ADSORPSI ............................................................ 252
4.7. ABSORBSI ............................................................. 254
4.8 EKSTRAKSI ........................................................... 260
4.9. FILTRASI ............................................................... 277
4.10. SUBLIMASI ............................................................ 282
4.11. EVAPORASI .......................................................... 285
4.12. PENUKAR PANAS ................................................ 286
4.13. SATUAN PROSES KIMIA (REAKSI KIMIA
DAN KATALIS) ..................................................... 299
RANGKUMAN ................................................................. 310
CONTOH SOAL .............................................................. 311
LATIHAN SOAL............................................................... 322
BAB V UTILITAS PABRIK ............................................ 325
5.1. UNIT PENYEDIAAN LISTRIK ................................. 325
5.2. UNIT PENYEDIAAN AIR ........................................ 326
5.3. UNIT PENGADAAN UAP ........................................ 339
5.4. SISTEM UTILITAS UDARA TEKAN........................ 344
5.5. BAHAN BAKAR ....................................................... 351
5.6. OPERASI PEMBAKARAN ...................................... 362
5.7. PETUNJUK UNTUK OPERATOR .......................... 363
5.8. LABORATORIUM PENUNJANG INDUSTRI KIMIA 365
RANGKUMAN ................................................................ 384
CONTOH SOAL .............................................................. 388
LATIHAN SOAL............................................................... 393
BAB VI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA . 395
iv

6.1. PENDAHULUAN ..................................................... 395
6.2. MANAJEMEN RESIKO ........................................... 451
6.3. BAHAYA BAHAN KIMIA .......................................... 477
6.4. LIMBAH INDUSTRI ................................................. 496
6.5. PEMBUATAN LAPORAN INFENTARISASI BAHAN
KIMIA ....................................................................... 515
6.6. PEDOMAN KESELAMATAN KERJA YANG
BERHUBUNGAN DENGAN PERALATAN .............. 518
6.7. PEMERIKSAAN KEAMANAN SEBELUM
MENGHIDUPKAN PERALATAN ............................. 519
RANGKUMAN ................................................................. 522
CONTOH SOAL .............................................................. 524
LATIHAN SOAL............................................................... 524
BAB VII LIMBAH INDUSTRI ....................................................... 525
7.1. PENCEMARAN DAN LINGKUNGAN...................... 526
7.2. JENIS LIMBAH INDUSTRI ...................................... 538
7.3. LIMBAH GAS DAN PARTIKEL ............................... 550
7.4. LIMBAH PADAT ...................................................... 557
7.5. NILAI AMBANG BATAS .......................................... 569
RANGKUMAN ................................................................. 706
CONTOH SOAL .............................................................. 706
LATIHAN SOAL............................................................... 708
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... 709
v

DAFTAR ISTILAH
Batch : Tumpak, Lompok
Bubble Point : Titik gelembung
Boiling point : Titik Didih
Ball Mill : Penggiling Bola
BAPEDALS : Badan Pengendali Dampak Lingkungan
Continuous : Sinambung
Change of phase : Perubah fase
Crushing : Penghancuran
Dew Point : Titik Embun
Double pipe HE : Alat penukar panas tipe pipa ganda
DoT : Departemen of Transportastion
B3 : Bahan Berbahaya dan Beracun
Equipment : Peralatan
EP : Effisiensi Pembakaran
EPA : Environmental Policy Act
Furnace : Tungku
Grinding : Penggerusan
Generator : Penimbul Limbah
Handling : Penanganan
: Penukar Kalor, Penukar Panas
Heat Exhanger
Penukar Bahang
LD50 : Lethal Dose Fifty
Piping system : Sistem pemipaan
Reboiler : Pendidih ulang
Rotary Drum Filter : Filter drum berputar
RCRA : Resource Conservation and Recovery Act
Separation : Pemisahan
: Alat penukar panas tipe tabung
Shell – Tube HE
selongsong
Size reduction : Pengecilan ukuran
Steady state : Keadaan tunak
Treatment : Perlakuan
TCLP : Toxicity Characteristic Leaching Procedur
Unit Operation : Satuan Operasi
Unit Process : Satuan Proses
USDOT : US Department of Transportation Act
vi

SINOPSIS
Buku merupakan salah satu masukkan (input) dalam proses pembelajaran
dengan demikian akan mempunyai pengaruh terhadap keluaran (output). Buku sebagai
bagian dari proses pada dasarnya merupakan suatu kumpulan dari teori-teori yang
masih berlaku dan dalam bidang kejuruan teknik teori tersebut dapat diaplikasikan
dalam bentuk nyata untuk mempermudah kehidupan manusia. Buku dengan judul
“Kimia-Industri” merupakan buku yang diperuntukkan bagi siswa maupun pengajar
dalam bidang kejuruan teknik khususnya kimia.
Buku ini diawali (dalam bab I) dengan membahas mengenai pengenalan Kimia
Industri, yaitu aplikasi (bagian utama dalam bidang kejuruan teknik) dari ilmu kimia
maupun ilmu penunjang yang lain seperti fisika untuk meningkatkan kesejahteraan
manusia dalam skala industri. Pengenalan ini cukup penting, karena aplikasi kimia
dalam skala industri diperlukan ilmu-ilmu penunjang tersebut. Membahas skala industri,
tentunya akan mempunyai interpretasi produk dalam skala yang besar (baik kuantitas
maupun kualitas). Oleh karenanya akan diperlukan bahan baku dan juga manusia
sebagai salah satu bagian dari “sumber daya”, telah dibahas pada bab I. Sedangkan
bab-bab selanjutnya merupakan pembahasan lebih lanjut dari bab I.
Bab II membahas bahan baik awal (sebagai bahan baku) maupun akhir (sebagai
bagian dari produk) yang merupakan tujuan utama dari seseorang yang bergerak
dibidang kejuruan teknik khususnya kimia. Sedangkan bagaimana mengubah dari
bahan baku menjadi suatu produk akan dibahas pada bab IV mengenai teknologi
proses.
Dalam memproduksi suatu bahan dalam skala industri, tentunya selain
mempertimbangkan kuantitas juga perlu mempertimbangkan kualitas. Untuk menjaga
kualitas dari suatu produk, maka diperlukan instrumen untuk mengendalikannya sistem
proses yang dibahas pada bab III. Sedangkan satuan (unit) penunjang dalam suatu
industri berupa pembangkit tenaga listrik, pembangkit uap, pengolahan air proses
maupun pengolahan air limbah dibahas pada bab VII.
Kesan industri sebagai bagian sistem yang mengeksplorasi dari “sumber daya”
perlu mendapat perhatian khusus agar tidak merusakkan sumber daya tersebut
sehingga kelestariannya dapat dipertahankan. Permasalahan ini dibahas pada bab VI.
Dua hal yang perlu diperhatikan keterkaitannya dengan sumber daya, yaitu sumber
daya alam dan sumber daya manusia. Sumber daya alam menyangkut permasalahan
penggunaan bahan baku khususnya yang langsung diambil dari alam dan juga bahan
yang dibuang ke alam. Bahan hasil produksi yang dibuang ke alam baik berupa bahan
padat, cair maupun gas dibahas dalam sub-bab mengenai masalah limbah. Sedangkan
untuk melestarikan sumber daya manusia sebagai bagian dari pada kehidupan, dibahas
lebih mendalam pada sub bab K3 (Keselamatan dan Kesehatan Kerja).
vii

Garis Besar Isi Buku
7
4
3
viii

DESKRIPSI KONSEP PENULISAN
Era globalisasi sedang berlangsung baik dalam bidang perdagangan maupun bidang
lainnya, seperti informatika dan pendidikan. Globalisasi ini membawa dampak positif,
antara lain kebebasan pertukaran informasi, perdagangan dan perindustrian, yang pada
akhirnya dapat memajukan masyarakat karena terjadinya peningkatan ilmu
pengetahuan.
Menyikapi kondisi tersebut, penulis menyusun buku Kimia Industri sebagai buku
pegangan siswa agar mempunyai wawasan, jika nantinya bekerja di dunia industri.
Adapun konsep penulisan sebagai berikut :
Manusia – Organisasi
K 3 dan Limbah
Area kerja
Bab 6 dan 7
Bab 1
Proses
Bahan Baku Produk
Bab 2 Bab 2
Bab 1 & 4
Instrumentasi Utilitas Pabrik
Bab 3 Bab 5
Bab 1 : Pengenalan Kimia Industri
Kimia Industri mencakup hal yang cukup luas. Pada bagian ini akan diperkenalkan
mengenai Kimia Industri, yang akan dimulai berdasarkan akar katanya, yaitu Kimia dan
Industri. Selanjutnya pada sub bab selanjutnya akan dibahas mengenai sistem
manajemen dalam suatu industri dan area kerja, khususnya industri besar dimana pada
bagian ini akan terlihat pembagian pelaksanaan tugas mulai dari tingkat pelaksana yang
dalam hal ini diduduki oleh seseorang dengan klasifikasi pendidikan minimal Sekolah
Menengah Kejuruan Teknik / STM sampai dengan tingkat manajer puncak dengan
kalsifikasi pendidikan minimal sarjana. Dengan demikian diharapkan dapat sebagai
gambaran kompetensi yang diperlukan apabila seseorang bekerja pada bidang industri
kimia.
Bab II : Bahan Baku untuk Produk Industri
ix

Menjelaskan persiapan bahan baku dan bahan penunjang serta persiapan bahan kimia
untuk menghasilkan suatu produk. Selain itu juga pengelolaan bahan-bahan cadangan.
Bab III : Instrumentasi dan Pengukuran
Setiap alat yang digunakan dan dioperasikan dalam sebuah pabrik dilengkapi
dengan instrumen untuk mengukur parameter-parameter tertentu sesuai kondisi operasi
yang harus selalu dipantau setiap saat. Instrumen yang dimaksud terdiri dari dua macam
yaitu instrumen lokal dan instrumen panel. Skala ukur yang terbaca dalam instrumen
lokal merupakan kontrol terhadap skala ukur instrumen panel.
Untuk mendasari pengetahuan yang diperlukan dalam kegiatan mengukur maka
di bawah ini dibahas tentang satuan dan standardnya, konsep angka penting dan galat
serta kelainan skala ukur. Alat-alat ukur yang banyak digunakan dalam industri dapat
diklasifikasikan terdiri dari alat pengukur suhu, alat pengukur tekanan, alat pengukur
aliran, dan alat pengukur sifat kimiawi: pH atau keasaman, COD, BOD.
Bab IV : Teknologi Proses
Kata teknologi mempunyai arti aplikasi dari ilmu pengetahuan (scientific) yang
digunakan dalam rangka untuk memepermudah kehidupan manusia. Dengan teknologi,
maka manusia akan dapat melakukan sesuatu menjadi lebih mudah. Sedangkan proses
secara umum merupakan perubahan dari masukkan (input) dalam hal ini bahan baku
setelah melalui proses maka akan menjadi keluaran (output) dalam bentuk produk. Ada
tiga kata kunci dalam mengartikan proses, yaitu input, perubahan dan output.
Dengan demikian “teknologi proses” merupakan aplikasi dari ilmu pengetahuan
untuk merubah bahan baku menjadi produk atau bahan yang mempunyai nilai lebih
(added value), dimana perubahan dapat berupa perubahan yang bersifat fisik maupun
perubahan yang bersifat kimia dalam skala besar atau disebut dengan skala industri.
Perubahan yang bersifat fisik disebut dengan satuan operasi (unit operation),
sedangkan yang bersifat perubahan kimia disebut dengan satuan proses (unit process).
Untuk bisa memahami suatu proses yang terjadi di industri kimia maka terlebih
dahulu harus bisa membaca diagram alir proses serta mengenal simbol dan jenis-jenis
peralatan yang digunakan pada industri kimia.
Untuk bisa mengoperasikan peralatan industri kimia maka perlu memahami
beberapa satuan operasi, mulai dari (1) Proses mengubah ukuran bahan padat dengan
menggunakan mesin pemecah (crusher), mesin giling (grinder), dan mesin potong
(cutting machine), (2) Pencampuran bahan yang merupakan peristiwa menyebarnya
bahan-bahan secara acak, dimana bahan yang satu menyebar ke dalam bahan yang
lain demikian pula sebaliknya, sedang bahan-bahan itu sebelumnya terpisah dalam
keadaan dua fase atau lebih yang akhirnya membentuk hasil yang lebih seragam
(homogen), (3) Distilasi (penyulingan) adalah proses pemisahan komponen dari suatu
campuran yang berupa larutan cair-cair dimana karakteristik dari campuran tersebut
adalah mampu-campur dan mudah menguap, selain itu komponen-komponen tersebut
mempunyai perbedaan tekanan uap dan hasil dari pemisahannya menjadi komponen-
komponennya atau kelompok-kelompok komponen. Karena adanya perbedaan tekanan
uap, maka dapat dikatakan pula proses penyulingan merupakan proses pemisahan
komponen-komponennya berdasarkan perbedaan titik didihnya. Baik distilasi dengan
peralatan skala laboratorium maupun skala industri, (4) Adsorpsi atau penjerapan
adalah proses pemisahan bahan dari campuran gas atau cair, bahan yang akan
x

dipisahkan ditarik oleh permukaan zat padat yang menyerap (adsorben). Misalnya,
limbah industri pencuciankain batik diadsorpsi zat warnanya dengan menggunakan
arang tempurung kelapa yang sudah diaktifkan. Limbah elektroplating yang
mengandung nikel, logam berat nikel diadsorpsi dengan zeolit yang diaktifkan, (5)
Absorpsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas dengan cara
pengikatan bahan tersebut pada permukaan absorben cair yang diikuti dengan
pelarutan. Tujuan nya untuk meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara
merubah fasenya, (6) Ekstraksi adalah pemisahan suatu zat dari campurannya dengan
pembagian sebuah zat terlarut antara dua pelarut yang tidak dapta tercampur untuk
mengambil zat terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut yang lain, (7) Filtrasi adalah
pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium
penyaringan, atau septum, dimana zat padat itu tertahan. Pada industri, filtrasi ini
meliputi ragam operasi mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang
kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari
saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Filtrasi dengan peralatan skala
laboratorium sampai slaka pilot plant/industri baik batch maupun kontinyu, (8) Operasi
evaporasi atau penguapan pada dasarnya merupakan operasi pendidihan khusus,
dimana terjadi peristiwa perpindahan panas dalam cairan mendidih. Tujuan operasi
evaporasi adalah untuk memperoleh larutan pekat dari larutan encer dengan jalan
pendidihan dan penguapan, (9) Penukar panas atau dalam industri kimia populer
dengan istilah bahasa Inggrisnya, heat exchanger (HE), adalah suatu alat yang
memungkinkan perpindahan panas dan bisa berfungsi sebagai pemanas maupun
sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas dipakai uap lewat panas (super heated
steam) dan air biasa sebagai air pendingin (cooling water). Penukar panas dirancang
sebisa mungkin agar perpindahan panas antar fluida dapat berlangsung secara efisien.
Satuan Proses Kimia merupakan proses yang melibatkan reaksi Kimia dan
katalis. Reaksi kimia merupakan suatu proses dimana bahan sebelum diproses disebut
dengan reaktan dan hasilnya produk. Lambang dari reaksi kimia sebelum dan sesudah
proses menggunakan tanda panah. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi
adalah ukuran partikel/zat, suhu dan katalis. Jenis-jenis reaksi kimia yang banyak
digunakan diindustri adalah reaksi katalitik (reaksi dengan katalis) dan reaksi netralisasi.
Contoh Proses Kimia dengan Reaksi Katalitik pada Industri Kecil – Menengah : Industri
pembuatan biodiesel dari bahan alami yang terbarukan (minyak nabati) dan katalis kimia
atau biologis. Sedangkan industri minyak jagung adalah contoh untuk proses kimia yang
melibatkan reaksi netralisasi.
Bab V : Utilitas Pabrik
Sebuah pabrik mempunyai dua sistem proses utama, yaitu sistem pereaksian
dan sistem proses pemisahan & pemurnian. Kedua sistem tersebut membutuhkan
kondisi operasi pada suhu dan tekanan tertentu. Dalam pabrik, panas biasanya
‘disimpan’ dalam fluida yang dijaga pada suhu dan tekanan tertentu. Fluida yang paling
umum digunakan adalah air panas dan uap air karena alasan murah dan memiliki
kapasitas panas tinggi. Fluida lain biasanya digunakan untuk kondisi pertukaran panas
pada suhu di atas 100 oC pada tekanan atmosfer. Air atau uap air bertekanan
(dinamakan kukus atau steam) mendapatkan panas dari ketel uap (boiler).
Sistem pemindahan panas bertugas memberikan panas dan menyerap panas.
xi

Misalnya, menyerap panas dari sistem proses yang menghasilkan energi seperti sistem
proses yang melibatkan reaksi eksotermik atau menyerap panas agar kondisi sistem di
bawah suhu ruang atau suhu sekitar. Sistem pemroses yang melakukan ini adalah
cooling tower.
Cooling tower, boiler dan tungku pembakaran merupakan sistem-sistem
pemroses untuk sistem penyedia panas dan sistem pembuang panas. Kedua sistem
proses ini bersama-sama dengan sistem penyedia udara bertekanan, sistem penyedia
listrik dan air bersih untuk kebutuhan produksi merupakan sistem penunjang
berlangsungnya sistem proses utama yang dinamakan sistem utilitas. Kebutuhan
sistem utilitas dan kinerjanya tergantung pada seberapa baik sistem utilitas tersebut
mampu ‘melayani’ kebutuhan sistem proses utama dan tergantung pada efisiensi
penggunaan bahan baku dan bahan bakar.
Proses kimia sangat membutuhkan kelengkapan laboratorium kimia untuk
pengontrolan kualitas bahan baku dan produk.
Bab VI : Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3)
Seirama dengan derap langkah pembangunan negara dewasa ini, kita akan
memajukan industri yang maju dan mandiri dalam rangka mewujudkan Era
industrialisasi. Proses industrialisasi maju ditandai antara lain dengan mekanisme,
elektrifikasi dan modernisasi.
Dalam keadaan yang demikian maka penggunaan mesin-mesin, pesawat-
pesawat, instalasi-instalasi modern serta bahan berbahaya semakin meningkat. Hal
tersebut disamping memberi kemudahan proses produksi dapat pula menambah jumlah
dan ragam sumber bahaya di tempat kerja. Didalam hal lain akan terjadi pula lingkungan
kerja yang kurang memenuhi syarat, proses dan sifat pekerjaa,i yang berbahaya, serta
peningkatan intensitas kerja operasional tenaga kerja. Masalah tersebut diatas akan
sangat memepengaruhi dan mendorong peningkatan jumlah maupun tingkat keseriusan
kecelakaan kerja, penyakit akibat kerja dan pencemaran lingkungan.
Untuk itu semua pihak yang terlibat dalam usaha berproduksi khususnya para
pengusaha dan tenaga kerja diharapkan dapat mengerti, memahami dan menerapkan
keselamatan dan kesehatan kerja di tempat kerja masing-masing. Agar terdapat
keseragaman dalam pengertian, pamahaman dan persepsi K3, maka perlu adanya
suatu pola yang baku tenting keselamatan dan kesehatan kerja itu sendiri. Buku ini
disusun sebagai materi pengantar K3 agar lebih memudahkan untuk mempelajari Iebih
jauh tentang keselamatan dan kesehatan kerja.
Bab VII : Limbah Industri
Adalah konsekuensi logis dari setiap pendidian pabrik meskipun tidak semua
pabrik memporduk limbah. Limbah yang mengandung senyawa kimia berbahaya dan
beracun dengan konsentrasi tertentu lepas ke dalam lingkungan menciptakan
pencemaran dalam wadah penerima baik sungai, tanah maupun udara.
Pemahaman akan pencemaran sangat penting artinya bagi masyarakat maupun
pengusaha. Seringkali pencemaran itu diinterpretasikan secara sempit sehingga
jangkauan pemahaman pun terbatas pada hal-hal yang sifatnya insidentil pula. Padahal
xii

pencemaran dan akibat yang ditimbulkan dapat diketahui setelah puluhan tahun
berlangsung.
Banyak industri berdiri tanpa program pencegahan dan pengendalian
pencemaran. Ketika menyadari bahwa program itu merupakan prioritas pengembangan
usaha, ditemui berbagai rintangan seperti lahan yang terbatas, perlu investasi
tambahan, perlu tenaga ahli dan sejumlah kekurangan lain yang perlu segera
ditangulangi.
xiii

PETA KOMPETENSI KIMIA INDUSTRI TINGKAT PELAKSANA (1)
KELOMPOK DASAR KELOMPOK UTAMA
KIN.UP.12.020.01
KIN.BP.11.005.01
KIN.BP.11.006.01
KIN.BP.11.007.01
KIN.BP.11.008.01
KIN.BP.11.012.01
KIN.TP.11.009.01
KIN.TP.12.018.01
KIN.TP.12.019.01
KIN.TP.12.021.01
KIN.KL.11.001.01
KIN.KL.11.003.01
KIN.KL.11.004.01
KIN.KL.11.010.01
KIN.KL.12.014.01
KIM.IP.11.002.01
KIN.IP.11.011.01
KIN.IP.12.013.01
KIN.IP.12.015.01
KIN.IP.12.016.01
KIN.IP.12.017.01
MATERI
B.1 Pengenalan Kimia Industri
1.1
1.2
1.3
1.4
B.2 Bahan dan Produk
2.1
2.2
B.3 Instrumentasi dan Pengukuran
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
B.4 Teknologi Proses
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
B.5 Utilitas Pabrik
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
B.6 K3 (Kesehatan & Keselamatan Kerja)
6.1
6.2
6.3
6.4
B.7 Limbah
7.1
7.2
7.3
xiv

PETA KOMPETENSI KIMIA INDUSTRI TINGKAT PELAKSANA (2)
KELOMPOK DASAR KELOMPOK UTAMA
KIN.UP.12.020.01
KIN.BP.11.005.01
KIN.BP.11.006.01
KIN.BP.11.007.01
KIN.BP.11.008.01
KIN.BP.11.012.01
KIN.TP.11.009.01
KIN.TP.12.018.01
KIN.TP.12.019.01
KIN.TP.12.021.01
KIN.KL.11.001.01
KIN.KL.11.003.01
KIN.KL.11.004.01
KIN.KL.11.010.01
KIN.KL.12.014.01
KIM.IP.11.002.01
KIN.IP.11.011.01
KIN.IP.12.013.01
KIN.IP.12.015.01
KIN.IP.12.016.01
KIN.IP.12.017.01
MATERI
B.1 Pengenalan Kimia Industri
1.1
1.2
1.3
1.4
B.2 Bahan dan Produk
2.1
2.2
B.3 Instrumentasi dan Pengukuran
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
B.4 Teknologi Proses
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
B.5 Utilitas Pabrik
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
B.6 K3 (Kesehatan & Keselamatan Kerja)
6.1
6.2
6.3
6.4
B.7 Limbah
7.1
7.2
7.3
xv

BAB I
PENGENALAN KIMIA INDUSTRI
1.1. PENDAHULUAN
Kimia Industri mencakup hal yang cukup luas. Pada bagian ini akan
diperkenalkan mengenai Kimia Industri, yang akan dimulai berdasarkan akar
katanya, yaitu Kimia dan Industri. Selanjutnya pada sub bab selanjutnya
akan dibahas mengenai sistem manajemen dalam suatu industri, khususnya
industri besar dimana pada bagian ini akan terlihat pembagian pelaksanaan
tugas mulai dari tingkat pelaksana yang dalam hal ini diduduki oleh
seseorang dengan klasifikasi pendidikan minimal Sekolah Menengah
Kejuruan Teknik / STM sampai dengan tingkat manajer puncak dengan
kalsifikasi pendidikan minimal sarjana. Dengan demikian diharapkan dapat
sebagai gambaran kompetensi yang diperlukan apabila seseorang bekerja
pada bidang industri kimia.
1.2. DEFINISI KIMIA INDUSTRI
Pengenalan tentang “Kimia-Industri” diawali dengan pembahasan
berdasarkan asal katanya, yang dimulai dari kata “Industri” dan dilanjutkan
dengan kata “Kimia”. Kata Industri merupakan suatu proses yang mengubah
bahan-baku menjadi produk yang berguna atau mempunyai nilai-tambah,
serta produk tersebut dapat digunakan secara langsung oleh konsumen
sebagai pengguna akhir dan produk tersebut disebut dengan “produk-akhir”,
selain itu produk dari industri tersebut dapat juga digunakan sebagai bahan
baku oleh industri lain, yang disebut juga sebagai “produk-antara”. Kata
produk dalam Kimia Industri tentunya melibatkan Industri yang
menghasilkan zat kimia. Sedangkan bahan baku yang diproses dalam
industri tersebut dapat diperoleh melalui proses penambangan, petrokimia,
pertanian atau sumber-sumber lain. Hubungan antara bahan-baku dengan
produk baik produk-akhir maupun produk-antara dapat dilihat pada gambar
1.1, dimana produk yang dihasilkan dari industri merupakan produk yang
diperlukan oleh manusia dalam hal ini produk tersebut mempunyai nilai
tambah.
1

Tambang Makanan
Kebutuhan Dasar
Hutan Kesehatan
Pertanian Pakaian
Manusia
INDUSTRI
Laut Perlindungan
KIMIA
Minyak Bumi Transportasi
Udara Komunikasi
Dll Dll.
BAHAN BAKU PRODUK
Gb.1.1: Ruang lingkup Kimia Industri
Sedangkan kata “kimia” dapat diartikan sebagai suatu proses dimana
sebelum dan sesudah proses terjadi perubahan “identitas kimia” yang
ditandai dengan perubahan unsur-unsur penyusunnya dan atau perubahan
massa molekulnya ataupun struktur molekulnya, dimana proses tersebut
pada umumnya disebut dengan “reaksi-kimia”. Bahan sebelum terjadinya
proses reaksi kimia disebut dengan “reaktan”, hasil dari reaksi kimia tersebut
disebut dengan “produk”, sedangkan proses reaksi-kimia yang memisahkan
sebelum dan sesudah proses menggunakan simbol panah, sebagai contoh
proses reaksi kimia pada persamaan [1.1] berikut:
CH(CH3)2
+ C3H6
[1.1]
Cumene Benzene Propylene
Pada persamaan [1.1], terjadi perubahan “identitas-kimia” dari reaktan
cumene menjadi produk benzene dan propylene. Perubahan identitas kimia
tersebut ditandai dengan berubahnya rumus molekul yang akan diikuti
dengan perubahan Berat Molekulnya. Reaksi-kimia atau perubahan identitas
kimia seperti pada reaksi [1.1] disebut dengan proses dekomposisi yaitu
perubahan reaktan menjadi produk yang rumus molekul lebih sederhana.
Kebalikan dari proses dekomposisi adalah kombinasi yaitu penggabungan
reaktan menjadi produk dengan berat molekul yang lebih besar, jadi dalam
hal ini, cumene sebagai produk, didapat dengan jalan mereaksikan Benzene
dan Propylene.
2

Akan tetapi ada juga perubahan identitas-kimia yang tidak diikuti
dengan perubahan Berat Molekul, sebagaimana yang terjadi pada
persamaan reaksi [1.2].
CH3 CH3
[1.2]
CH2 C CH2CH3 CH3C CHCH3
Pada reaksi persamaan [1.2] tidak terjadi perubahan berat molekul, akan
tetapi terjadi perubahan konfigurasi dari molekulnya.
Peristiwa perubahan identitas-kimia atau reaksi kimia dapat terjadi
pada kondisi fisis tertentu, misalnya suhu, tekanan ataupun pada fasa
tertentu. Sebagai contoh proses pembuatan asam nitrat secara komersial
dilaksanakan dari Oksida Nitrik (NO), sebagai bahan-baku, bahan-baku
tersebut diproduksi dari oksidasi amonia pada fase gas, dengan reaksi
sebagai mana ditunjukkan pada persamaan [1.3].
4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O [1.3]
Kondisi operasi reaktan masuk pada reaktor (alat yang merupakan tempat
terjadi reaksi kimia) pada tekanan 8,2 atm dan suhu 227oC dengan
komposisi 15% mol amonia pada udara. Apabila kondisi operasi tidak
memenuhi, maka reaksi tidak akan terjadi. Sedangkan keadaan mula-mula
dari udara sebagai bahan baku atau reaktan pada persamaan [1.3] berada
pada kondisi tekanan 1 atm dan suhu kamar (sekitar 27oC). Oleh karenanya,
sebelum masuk (umpan) pada reaktor, maka udara harus diubah kondisi
operasinya dulu dengan jalan menaikkan suhu dan tekanannya sehingga
sesuai dengan kondisi operasi yang diperlukan untuk reaksi, yaitu 8,2 atm
dan 227oC. Perubahan kondisi operasi ini dikatagorikan dengan “perubahan
kondisi-fisis”. Dimana perubahan kondisi fisis ini tidak terjadi perubahan
identitas kimia. Untuk merubah kondisi-fisis dari suatu bahan (zat)
diperlukan peralatan (equipment), seperti peralatan “penukar-kalor” (heat
exchanger) yang digunakan untuk merubah suhu, “kompresor” alat untuk
menaikkan tekanan material fase gas dan lain-lain yang dibahas lebih lanjut
pada bab-bab berikutnya.
3

Karena luasnya yang harus ditangani dalam bidang Kimia Industri,
kemudian beberapa guru besar dibidang Teknik Kimia dari Massachusetts
Institute of Technology yang bekerja dibidang Industri pada tahun 1910
mengelompokan bidang ini menjadi dua bagian besar, yaitu “Satuan-
Proses” (Unit Process) dan “Satuan-Operasi” (Unit Operation), (Shreve,
1967). Permasalahan yang berhubungan dengan perubahan-perubahan
yang bersifat fisika dalam Industri Kimia dikatagorikan dalam “Satuan-
Operasi”, sedangkan perubahan yang bersifat kimia dimasukkan dalam
kelompok “Satuan-Proses”.
Oleh sebab itu “Kimia-Industri” merupakan suatu proses yang
merubah bahan baku menjadi suatu produk (kimia) yang mempunyai nilai
tambah dimana dalam proses tersebut selain terjadi proses perubahan yang
bersifat fisis (Satuan-Operasi) juga terjadi perubahan yang bersifat kimiawi
(Satuan-Proses). Gabungan dari proses perlakuan fisik (physical treatment
process) dan proses kimiawi (chemical treatment process) untuk mengubah
bahan-baku menjadi produk, menjadi suatu kesatuan “sistem”, sebagaimana
yang diperlihatkan pada gambar 1.2 dalam bentuk diagram-balok.
Perlakuan
Perlakuan
Fisika
Fisika
Bahan Perlakuan
Produk
Baku Kimia
Gb 1.2: Diagram-balok sistem proses dalam Kimia Industri
Pada gambar 1.2, dapat dijelaskan bahwa bahan baku yang diambil dari
sumber alam, mempunyai spesifikiasi yang tidak sesuai dengan spesifikasi
yang diperlukan pada proses perlakuan kimia, oleh karena itu sebelum
masuk pada proses perlakuan kimia pada umumnya bahan baku dilakukan
perlakuan fisika. Perlakuan fisika (sebagai bagian dari satuan operasi) yang
dilakukan sebelum masuk pada perlakuan kimia antara lain:
4

1. Pengecilan ukuran (size reduction)
Proses ini dilakukan untuk bahan fase padat. Pada proses perlakuan
kimia dengan sistem padat, umunya sangat dipengaruhi oleh luas
permukaan dari bahan padat tersebut. Semakin luas permukaannya,
maka perlakuan kimia akan semakin baik. Dimana luas permukaan
dari suatu bahan padat berhubungan erat dengan ukuran dari bahan
tersebut, artinya semakin kecil ukuran dari bahan padat, maka
permukaannya akan semakin luas.
Selain berhubungan dengan perlakuan kimia, dengan ukruan bahan
padat yang kecil, maka pengolahan akan lebih mudah, seperti pada
proses pencampuran (mixing) dari beberapa bahan padat akan
didapat hasil yang lebih homogen. Disamping itu, juga akan
mempermudah proses pengangkutan.
2. Pengangkutan bahan (material transport)
Dalam suatu industri besar, tempat bahan baku, peralatan
(equipment) proses fisika, kimia maupun tempat produk pada
umumnya berjauhan. Hal ini dapat disebabkan karena peralatan
tersebut mempunyai ukuran yang cukup besar, disamping itu juga
ada pertimbangan keselamatan dan kesehatan. Oleh karenanya
untuk pendistribusian bahan baku, peralatan proses sampai dengan
tempat penyimpanan produk diperlukan alat pengangkutan bahan
(transportasi bahan). Alat pengakutan bahan ini dibagi berdasarkan
fase dari bahannya, yaitu fase padat, cair dan gas. Misalnya untuk
pengangkutan bahan padat secara kontinyu digunakan konveyor
(conveyor), bahan cair dengan pompa, sedangkan untuk bahan fase
gas dapat digunakan kompresor yang dihubungkan melalui pipa-
pipa, sehingga dalam suatu industri besar satu hal yang cukup
penting juga adalah sistem pemipaan (piping system).
3. Proses Pemisahan (Separation process)
Dalam satuan operasi, salah satu bagian yang cukup memegang
peranan adalah proses pemisahan. Bahkan prosentase peralatan
yang ada dalam Kimia Industri adalah peralatan pemisah. Oleh
karenanya, proses-pemisahan dalam perlakuan fisika terjadi baik
sebelum maupun sesudah perlakuan kimia. Pentingnya proses ini
disebabkan pada kenyataannya sangat jarang ada bahan yang
5

mempunyai kemurnian tinggi, selalu mengandung ketidak-murnian
(impuritas) atau “bahan-pengotor”. Ketidak-murnian dari bahan
tersebut “mengganggu” perlakuan kimia, oleh karenanya diperlukan
proses pemisahan. Kata mengganggu tersebut mempunyai arti yang
bermacam-macam, ada kalanya adanya ketidak-murnian akan
mengurangi “konversi” dari reaksi kimia, selain itu bahan-pengotor
kadang-kadang akan menyebabkan racun (poisson) bagi “katalis”
pada perlakuan kimia, atau ada kalanya ketidak-murnian akan
menyebabkan terjadi “reaksi-samping”.
Dengan munculnya reaksi samping, maka produk dari hasil
perlakuan kimia (reaksi) akan mempengaruhi pada kemurnian dari
hasil reaksi. Oleh karenanya keluar dari perlakuan kimia, masih
dilanjutkan lagi dengan proses pemisahan, agar didapat produk
dengan kemurnian yang tinggi (sesuai dengan spesifikasi yang
diperlukan konsumen).
4. Perubahan fase (Change of phase)
Perlakuan kimia dilakukan pada fase tertentu, misalkan fase padat,
cair atau gas. Dimana adakalanya fase dari bahan-baku atau reaktan
tidak berada pada fase yang dispesifikasikan pada reaktor tersebut,
oleh karenanya perlu dilakukan perubahan fase.
5. Pengubahan kondisi operasi
Selain diperlukan spesifikasi fase tertentu pada perlakuan kimia, juga
diperlukan kondisi operasi tertentu, sebagaimana yang telah
dijelaskan pada reaksi persamaan [1.3] yaitu pembuatan oksida nitrik
(NO) dari amonia dan oksigen dapat berlangsung pada suhu 227oC
dengan tekanan 8,2 atm.
Dengan demikian, secara lebih luas ilmu dalam bidang Kimia Industri
merupakan Ilmu yang mempelajari konsepsi, sintesis, perancangan,
pengujian dan pembesaran skala (scale up), pengoperasian dan
pengendalian suatu proses kimia berskala industri, yang mengubah:
keadaan, kandungan energi, struktur mikro dan komposisi kimia suatu
bahan, dengan cara perlakuan fisika dan kimia (katalitik/non katalitik
termokimia , biokimia & elektrokimia).
6

1.3. SISTEM MANAJEMEN DALAM SUATU INDUSTRI
Dalam suatu industri khususnya industri-besar merupakan suatu
komunitas yang perlu diatur kinerjanya agar dapat berjalan dengan baik
sehingga sesuai dengan tujuan yang telah ditentukan. Contoh suatu industri
kimia dengan skala besar dapat dilihat pada gambar 1.3., sebagaimana
terlihat pada gambar tersebut banyaknya peralatan dengan ukuran yang
besar, dengan demikian tentunya diperlukan operator yang pengoperasikan
peralatan-peralatan tersebut, oleh karenanya diperlukan adanya
pengorganisasian yang baik dalam sistem tersebut..
Gambar 1.3. Industri Kimia skala besar
1.3.1. Manajemen Berdasarkan Sumber Daya Manusia
Pengorganisasian dari suatu komunitas tersebut diperlukan sistem
manajemen. Dimana sistem tersebut harus dapat menyatukan elemen-
elemennya agar dapat berjalan dengan baik. Secara garis besar terdapat
enam elemen sistem yang perlu diatur yaitu:
1. Manusia
2. Material
3. Metode
4. Mesin
5. Market
6. Lingkungan
Keenam elemen sistem tersebut (M5L) yang saling mendukung agar dapat
tercapai tujuan dari organisasi tersebut, sebagaimana yang dapat digambar
dalam bentuk diagram tulang ikan (fish-bone) , gb.1.4.
7

Sistem manajemen yang baik sebagaimana yang digambarkan pada
gambar 1.4, harus dapat menyatukan sekumpulan karyawan (manusia)
yang bekerja secara kontinyu pada suatu industri, yang dapat mengubah
material agar dapat mempunyai nilai lebih, dengan menggunakan peralatan
(mesin) dengan metoda tertentu, dimana jumlah dari produksi material
tersebut tergantung dari kebutuhan konsumen atau pasar (market) dan juga
harus memperhatikan faktor lingkungan baik secara mikro maupun makro.
Gambar 1.4. Elemen sistem yang perlu diatur dalam suatu industri
Diantara elemen-elemen dalam sistem tersebut, yang mempunyai
peran yang cukup besar adalah manusianya, dimana dalam era sekarang
ini, manusia merupakan salah satu bagian dari sumber daya, yang
selanjutnya disebut dengan sumber daya manusia (sdm). Kolektivitas
manusia dalam suatu organisasi mempunyai kemampuan (skill),
pengetahuan (knowledge), pengalaman (experience) yang berbeda.
Berdasarkan hal tersebut, organisasi dalam suatu industri (perusahaan)
dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: manajemen puncak, manajemen
menengah dan manajemen pelaksana.
1. Manajemen puncak
Dalam sistem organisasi, manajemen puncak merupakan
manajemen tertinggi, dimana orang-orang yang duduk pada posisi ini
mempunyai tugas yang cukup berat karena harus memutuskan hal-
hal penting dan mengatur yang menyangkut kelangsungan hidup dan
keberhasilan dari organisasi atau perusahaan tersebut. Orang yang
duduk pada manajemen puncak ini biasanya disebut dengan
direktur dan juga pemilik modal dalam perusahaan, atau yang
8

tergabung dalam bentuk dewan (dewan direksi, dewan komisaris).
Dewan Direksi dapat terdiri dari Direktur Utama, Direktur Keuangan
dan Umum serta Direktur Produksi dan Teknik.
2. Manajemen menengah
Manajemen ini terdiri dari pimpinan-pimpinan pabrik (dalam suatu
industri, misalnya industri petrokimia, industri pupuk dapat terdiri
lebih dari satu pabrik), atau kepala-kepala divisi. Tugas dari bagian
ini adalah mengembangkan dan menjalankan rencana-rencana yang
telah ditetapkan oleh manajemen puncak.
3. Manajemen pelaksana
Pada tingkat ini, terdiri dari personil yang melaksanakan tugas yang
telah dikembang oleh manajemen menengah dan bertanggung
jawab kepadanya.
Berdasarkan keterangan tersebut, maka semakin tinggi tingkat
manajemennya akan diduduki oleh semakin sedikit jumlah personilnya,
sebaliknya demikian pula sebaliknya tingkat manajemen pelaksana
terdiri dari jumlah personil yang cukup banyak, hal ini digambarkan
dalam bentuk piramida dengan kerucut diatas, sebagaimana gambar
1.5. Sebalik untuk tugas dan tanggung jawab, semakin tinggi tingkat
manajemen, maka dia mempunyai tugas dan tanggung jawab yang lebih
tinggi, hal ini digambarkan dalam bentuk piramida terbalik dengan
kerucut dibawah.
Manajemen puncak
Manajemen menengah
Manajemen pelaksana
Tugas dan
Jumlah personil
Tanggung jawab
Gambar 1.5. Hubungan antara jumlah personil dan tugas-tanggung jawab
pada sistem manajemen
9

Organisasi dalam bentuk “Line and Staff system” merupakan bentuk
yang sering digunakan sebagai organisasi dalam suatu manajemen. Ada
dua kelompok orang – orang yang berpengaruh dalam menjalankan
organisasi sistem line and staf ini , yaitu :
a. Sebagai garis atau line yaitu orang–orang yang melaksanakan tugas
pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan .
b. Sebagai staff yaitu orang – orang yang melaksanakan tugasnya dengan
keahlian yang dimilikinya , dalam hal ini berfungsi untuk memberikan
saran – saran kepada unit operasional.
Secara umum, dalam suatu perusahaan atau industri, person (orang) yang
bekerja didalamnya terdiri dari:
1. Pemegang saham sebagai pemilik perusahaan (untuk perusahaan
berbentuk Badan Usaha Milik Swasta) dalam pelaksanaan tugas sehari-
harinya dibantu oleh Dewan Komisaris, sedangkan tugas untuk
menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh Direktur Utama dibantu oleh
Direktur Teknik dan Direktur Keuangan dan Umum.
2. Direktur Teknik membawahi bidang teknik dan produksi. Sedangkan
Direktur Keuangan dan Umum membidangi kelancaran keuangan
perusahaan.
3. Beberapa Kepala bagian yang berada dibawah direktur-direktur diatas
akan bertanggung jawab membawahi bagian dalam perusahaan,
sebagai pendelegasian wewenang dan tanggung jawab.
4. Masing-masing kepala bagian membawahi beberapa seksi dan masing-
masing seksi akan membawahi beberapa karyawan perusahaan pada
masing-masing bidangnya.
5. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang
setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing-
masing seksi.
Pembagian tugas dan tanggung jawab personalia tersebut apabila
dihubungkan dengan tingkat pendidikan minimal adalah sebagai berikut:
1. Direktur Utama : Sarjana semua jurusan
2. Direktur Teknik dan Produksi : Sarjana Teknik Kimia/
Mesin/ Elektro
3. Direktur Keuangan dan Umum : Sarjana Ekonomi/ ISIP/ Hukum
4. Staff Ahli : Sarjana Teknik Kimia/
Mesin/ Elektro
5. Kepala Bagian Litbang : Sarjana Teknik Kimia / Kimia
10

6. Kepala Bagian Produksi : Sarjana Teknik Kimia
7. Kepala Bagian Teknik : Sarjana Teknik Mesin
8. Kepala Bagian Pemasaran : Sarjana Ekonomi
9. Kepala Bagian Keuangan : Sarjana Ekonomi
10. Kepala bagian Umum : Sarjana Hukum / FISIP
11. Kepala Seksi : Sarjana Muda / DIII
12. Operator dan karyawan biasa : SMK / SMU / sederajat/ D III
13. Sekretaris : Akademi Sekretaris
14. Medis : Dokter
15. Perawat : Akademi Keperawatan
16. Sopir dan Satpam : SMK / SMU
17. Pesuruh dan Cleaning Service : SMP / sederajat
Selain pembagian diatas, ada juga pembagian pekerjaan
berdasarkan jam kerja berada di perusahaan, khususnya untuk perusahaan
yang beroperasi secara kontinyu dalam arti beroperasi selama 24 jam
perhari, dan 330 hari dalam setahun. Dimana sisanya digunakan untuk
perawatan dan perbaikan. Untuk itu dalam menentukan jam kerja, karyawan
dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu :
1. Karyawan non shift ( Daily )
Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses
produksi secara langsung. Karyawan non shift terdiri dari Direktur,
Kepala Bagian, Kepala Seksi dan karyawan bagian administrasi.
Karyawan non shift dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari mulai
jam 08.00 – 17.00 dengan masa istirahat selama 1 jam antara jam 12.00
–13.00.
2. Karyawan shift
Karyawan shift adalah karyawan yang langsung menangani proses
produksi atau mengatur bagian-bagian tertentu dari pabrik yang
mempunyai hubungan dengan keamanan dan kelancaran produksi.
Karyawan shift terdiri dari kepala regu dan operator produksi, sebagian
dari bagian teknik dan bagian keamanan. Para karyawan shift bekerja
bergantian sehari semalam. Karyawan shift dibagi dalam 3 shift dengan
pengaturan sebagai berikut :
11

- Shift pagi : pukul 08.00 – 16.00
- Shift sore : pukul 16.00 – 24.00
- Shift malam : pukul 24.00 – 08.00
Karyawan shift ini dibagi menjadi 4 regu, yaitu 3 regu bekerja dan 1 regu
istirahat atau libur yang dilakukan secara bergantian. Setiap regu mendapat
giliran 3 hari kerja dan 1 hari libur untuk setiap shift dan masuk lagi untuk
shift berikutnya. Untuk hari libur nasional, regu yang bertugas tetap masuk
diperhitungkan sebagai kerja lembur. Jadual kerja dari karyawan sift,
dengan bentuk 3 hari kerja dan 1 hari libur, dapat dilihat pada tabel 1.1
Tabel 1.1: Jadwal Kerja karyawan sift, bentuk 3 hari kerja, 1 hari libur.
Hari
Reg Sen Sel Rab Kms Jum Sab Mng Sen Sel Rab Kms Jum Sab Mng
u
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
A P P P L M M M L S S S L P P
B S S L P P P L M M M L S S S
C M L S S S L P P P L M M M L
D L M M M L S S S L P P P L M
Keterangan :
P = Shift pagi
S = Shift sore
M = Shift malam
L = Libur
Bentuk lain dari jadwal kerja untuk karyawan sift dapat dilihat pada tabel 1.2.
Dimana pada tabel tersebut terlihat karyawan bekerja selama 2 hari dan 1
hari libur dengan jumlah regu sama seperti pada tabel diatas, yaitu regu A,
B, C dan D.
Tabel 1.2: Jadwal Kerja karyawan sift, bentuk 2 hari kerja, 1 hari libur.
Hari
Sen Sel Rab Kms Jum Sab Mng Sen Sel Rab Kms Jum Sab Mng
SIFT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
P A A B B C C D D A A B B C C
S D D A A B B C C D D A A B B
M C C D D A A B B C C D D A A
L B B C C D D A A B B C C D D
12

Pembagian jadwal kerja karyawan, khususnya karyawan sift pada bagian
produksi cukup penting. Dimana kelancaran produksi dari suatu industri
(pabrik) sangat dipengaruhi oleh kedisiplinan karyawannya, karena
kelancaran produksi secara tidak langsung akan mempengaruhi jalannya
perkembangan dan kemajuan perusahaan, untuk itu kepada seluruh
karyawan perusahaan diberlakukan absensi. Disamping masalah absensi
nantinya akan digunakan oleh pimpinan perusahaan sebagai dasar dalam
pengembangan karier pada karyawan di dalam perusahaan.
1.3.2. Manajemen Berdasarkan Proses
Salah satu bagian yang cukup penting pada manajemen
berdasarkan proses ada empat elemen, yaitu: Perencanaan (Planning),
Pengorganisasian (Organizing), Pelaksanaan (Actuating), Pengendalian
(Controlling). Keempat elemen ini perlu berjalan secara simultan, sehingga
akan didapatkan perusahaan yang sehat dan kuat.
1. Perencanaan (Planning)
Dalam perencanaan khususnya produksi perlu dipertimbangkan dua hal,
yaitu faktor luar (eksternal) dan faktor internal.
Faktor eksternal merupakan faktor yang menyangkut jumlah produk
yang perlu dihasilkan berdasarkan pada kemampuan pasar (market).
Berdasarkan pada kemampuan pasar, maka dapat dibagi menjadi dua
(2) kemungkinan yaitu :
Kemampuan pasar lebih besar dibandingkan kemampuan pabrik
maka rencana produksi disusun maksimal.
Kemampuan pasar lebih kecil dibandingkan dengan kemampuan
pabrik. Dalam hal ini, maka rencana produksi diambil berdasarkan
tiga kemungkinan, yaitu:
− Rencana produksi sesuai dengan kemampuan pasar atau
produksi diturunkan sesuai dengan kemampuan pasar dengan
mempertimbangkan untung dan rugi.
− Rencana produksi tetap dengan mempertimbangkan bahwa
kelebihan produksi disimpan dan dipasarkan di tahun berikutnya.
− Mencari daerah pemasaran yang lain dan menggunakan fasilitas-
fasilitas pemasaran yang mudah diakses seperti menggunakan
e-bussines
13

Sedangkan faktor internal merupakan faktor yang menyangkut jumlah
produksi berdasarkan kemampuan dari pabrik tersebut. Dalam hal ini
tergantung dari empat hal (selain faktor Manusia sebagai bagian dari
Sumber Daya Manusianya dan Market sebagai bagian dari faktor
eksternal), yaitu:
1. Mesin (peralatan)
2. Material
3. Metoda
4. Lingkungan
Isu lingkungan dalam industri kimia merupakan isu cukup penting untuk
diperhatikan.
2. Pengorganisasian (Organizing)
Setelah tahap perencanaan telah dilakukan, sesuai dengan tujuan
dari perusahaan, dilanjutkan pengorganisasian pada semua bagian dari
elemen sistem (M5L). Mulai pengorganisasian Manusia dengan
pembagian tugas dan tanggung jawabnya; Materialnya dengan
menentukan spesifikasi baik bahan baku maupun produk yang akan
dihasilkan, berdasarkan kemampuan pasar (market). Mesin dengan
penentuan jadwal pengoperasian, perawatan, penggantian spare
partnya; Metoda yang digunakan baik dalam sistem unit proses maupun
unit operasinya; Lingkungan harus diperhatikan dengan baik, dalam
artinya proses produksi yang bersifat ramah terhadap lingkungan.
3. Pelaksanaan (Actuating)
Pelaksanaan ini merupakan implementasi dari diskripsi tugas (job
description) yang telah dibuat pada kedua tahap sebelumnya yaitu
perencanaan dan pengorganisasian oleh manajemen menengah keatas.
4. Pengendalian (Controlling)
Kegiatan ini dilaksanakan dengan tujuan (sebagai subyek) agar
dihasilkan produk yang mutunya (kualitas) sesuai dengan standar dan
jumlah produksi (kuantitas) sesuai dengan rencana serta waktu yang
tepat sesuai jadwal. Dalam hal ini, obyek yang dikendalikan merupakan
elemen-elemen sistem seperti manusianya, material, mesin).
14

a. Pengendalian Kualitas
Kualitas dari suatu produk mempunyai pengaruh yang cukup kuat
untuk keberhasilan dari suatu perusahaan. Kualitas produk dapat
tergantung dari permintaan konsumen (artinya produsen tergantung
dari konsumen) atau tergantung dari internal perusahaan tersebut
(konsumen tergantung dari produsen). Oleh karenanya pengendalian
kualitas diperlukan karena mutu bahan baku yang akan diproses
bersifat fluktuatif, selain itu ketidak mampuan dari mesin (alat)
kadang-kadang tidak dapat diprediksi. Penyimpangan dapat
diketahui dari hasil monitoring atau analisa pada bagian laboratorium
pemeriksaan.
b. Pengendalian Kuantitas
Penyimpangan kuantitas terjadi karena kesalahan dari operator,
kerusakan mesin, keterlambatan pengadaan bahan baku, perbaikan
alat terlalu lama dan lain-lain. Penyimpangan tersebut perlu
diidentifikasi penyebabnya dan diadakan evaluasi.
c. Pengendalian Waktu
Waktu mempunyai peran penting dalam proses produksi. Sebagai
contoh suatu produk dimana kebutuhannya dari
1.4. PENGELOLAAN LINGKUNGAN KERJA
1.4.1 Pendahuluan
Pengelolaan lingkungan kerja yang selama ini dilakukan selalu
dianggap sebagai suatu pengelolaan yang memerlukan pengoperasian dan
biaya yang mahal. Persepsi ini terkadang menyebabkan keengganan suatu
kegiatan usaha untuk melakukan pengelolaan lingkungan kerja baik pada
kegiatan usaha skala besar, menengah maupun kecil.
Para pakar telah membuat suatu konsep pengelolaan lingkungan
kerja yang dilakukan secara bertahap, dimulai dari tahap yang paling
sederhana dan murah.
Pengelolaan lingkungan kerja merupakan serangkaian kegiatan yang
pada prinsipnya ditujukan untuk mengamati hal-hal yang sederhana namun
dalam pelaksanaannya tidak hanya didasarkan pada cara membersihkan
15

lingkungan kerja Anda. Selain itu juga memerlukan komitmen dari setiap
bagian perusahaan untuk mengatur penggunaan bahan baku, energi dan air
secara optimal, yang pada akhirnya akan meningkatkan produktifitas kerja
dan upaya pencegahan pencemaran lingkungan.
Pengelolaan lingkungan kerja mengutamakan penyelesaian masalah
lingkungan melalui tata kerja yang baik (manajemen) yang baik, bukan
melalui penyelesaian secara teknis yang mahal. Dengan kata lain
pengelolaan lingkungan kerja bertumpu pada pemberdayaan sumberdaya
yang telah ada dalam kegiatan usaha.
Sasaran pengelolaan lingkungan kerja :
• Mewujudkan tempat kerja yang nyaman dan bersih.
• Melatih manusia pekerja yang mampu mandiri mengelola
pekerjaannya.
1.4.2 Membersihkan area kerja dari bahan pengotor dan terdispersi
bahan-bahan kimia yang berbahaya.
Ruang dan meja kerja harus selalu dalam keadaan bersih. Apabila
terdapat kotoran-kotoran dan terdispersi bahan-bahan kimia yang
berbahaya di area kerja harus segera dibersihkan. Pembersihan adalah
sejumlah upaya yang perlu dilakukan untuk mengurangi bahaya dari suatu
bahan kimia. Apabila bahan kimia yang tumpah tersebut berbahaya, selain
dibersihkan dengan lap, tangan harus dilindungi oleh sarung tangan. Sarung
tangan sangat penting untuk melindungi tangan dari bahaya bahan kimia
yang menempel atau meresap pada lap pembersih.
Ditempat kerja kemungkinan terhadap sumber bahaya potensial
terhadap kesehatan pekerja. Dalam melakukan pekerjaan apapun,
sebenarnya kita beresiko untuk mendapat gangguan kesehatan atau
penyakit yang ditimbulkan oleh pekerja tersebut. Oleh karena itu area kerja
harus bersih dari bahan-bahan kimia yang berbahaya.
1.4.3. Membersihkan area kerja dari debu dan gas
Area kerja sering terpapar oleh debu dan gas. Untuk membersihkan
area kerja dari gas-gas dapat dipasang exhaust fan dan atau lemari asam.
Lemari asam merupakan alat yang paling sering digunakan untuk
menghilangkan gas, debu, kabut, uap dan asap dari kegiatan kerja untuk
meminimalkan racun dan konsentrasi bahan yang mudah terbakar.
16

Area kerja yang terpapar oleh debu mineral dapat menyebabkan
penyakit. Pneumokoniosis adalah sekumpulan penyakit yang disebabkan
oleh penimbunan debu-debu di dalam jaringan paru-paru. Biasanya berupa
debu mineral. Tergantung dari jenis debu mineral yang ditimbun, nama
penyakitnya pun berbeda-beda. Gejalanya pun berbeda-beda, tergantung
dari derajat dan banyaknya debu yang ditimbun di dalam paru-paru.
Ketika bernapas, udara yang mengandung debu masuk ke dalam
paru-paru. Tidak semua debu dapat menimbun di dalam jaringan paru-paru,
karena tergantung besar ukuran debu tersebut. Debu-debu yang berukuran
5 – 10 mikron akan ditahan oleh jalan napas bagian atas, sedangkan yang
berukuran 3 – 5 mikron ditahan di bagian tengah jalan napas. Partikel-
partikel yang berukuran 1 – 3 mikron akan ditempatkan langsung di
permukaan jaringan dalam paru-paru.
Secara umum gejala-gejalanya antara lain batuk-batuk kering, sesak
napas, kelelahan umum, berat badan berkurang dan lain-lain. M Gmbaran
foto rontgen, menunjukkan adanya kelainan dalam paru-paru. Namun,
pemeriksaan di tempat kerja harus menunjukkan adanya debu yang diduga
sebagai penyebab pneumokoniosis.
Area kerja yang kemungkinan terpapar oleh debu akibat proses industri
dapat dicegah dengan jalan :
1. Mencegah terbentuknya awan debu yang eksplosif. Bagi mesin yang
mengolah dan peralatan yang mengepak bubuk, hal ini dapat
diselenggarakan dengan pengisian mesin dan peralatan tersebut
dengan gas–gas yang tidak dapat terbakar, sehingga kadar oksigen
dalam udara berada di bawah 5% menurut volume. Nitrogen dan karbon
dioksida dapat dipergunakan untuk keperluan tersebut, tetapi untuk
debu-debu logam ringan sebaiknya dipakai helium dan argon.
2. Mencegah terbentuknya awan debu eksposif dicegah dengan cara :
a. Konstruksi pabrik yang bebas debu.
b. Pengaturan tekanan udara dalam pabrik, sehingga sedikit kurang
dari tekanan di udara.
c. Pemasangan instalasi ventilasi keluar seperti pada tempat-tempat
yang tepat yaitu tempat debu-debu ke luar ke udara.
d. Perencanaan, agar tidak terjadi limpahan yang berlebihan.
e. Pemeliharaan dan perawatan serta ketatarumahtanggaan yang baik,
agar bangunan pabrik dan sekitarnya tetap bersih dari debu-debu.
17

3. Pencegahan terhadap bahaya paparan debu dan gas ditujukan kepada
penekanan sekecil-kecilnya kemungkinan terbentuknya campuran-
campuran yang dapat terbakar dan menghilangkan sumber-sumber
terjadinya pembakaran. Pencegahan tersebut adalah:
a. Pembersihan terjadinya campuran yang eksplosif dari debu. Adalah
esensial untuk mencegah terbentuknya campuran-campuran
eksplosif dari debu, uap-uap atau gas dengan udara, terutama dalam
ruang-ruang atau bangunan-bangunan dengan kegiatan yang
membahayakan. Pencegahan ini dapat dilaksanakan dengan
pencegahan bebasnya debu, uap dan gas dengan pemakaian
ventilasi mekanis yang baik.
b. Pembersihan dengan sistem pengumpulan debu yang efektif,
dengan penambahan bahan-bahan tak berbahaya yang tepat seperti
debu kapur atau gas-gas inert, tergantung kepada keadaan masing-
masing, dan dengan perhatian yang cukup terhadap ketata-
rumahtanggaan.
c. Jika terdapat bahaya peledakan debu, menurut pengalaman
peledakan sekunder dari debu-debu yang mengendap yang diawali
dengan peledakan ringan adalah sangat berbahaya. Pengendapan
debu-debu pada permukaan-permukaan di tempat-tempat kerja
harus dihindari dan sebaiknya dengan penghisap debu. Penghisap
vakum sangat berguna dalam hal ini.
RANGKUMAN :
1. Kimia industri merupakan salah satu proses yang merubah bahan baku
menjadi suatu produk yang mempunyai nilai tambah sehingga dalam
proses tersebut selain terjadi proses perubahan yang bersifat fisis juga
terjadi perubahan yang bersifat kimiawi.
2. Permasalahan yang berhubungan dengan perubahan-perubahan yang
bersifat fisik dalam industri kimia dikategorikan dalam satuan operasi,
sedangkan perubahan yang bersifat kimiawi dimasukkan dalam
kelompok satuan proses.
3. Perlakuan fisika antara lain pengecilan ukuran (size reduction),
pengangkutan bahan (material transport), proses pemisahan (separation
process) perubahan fase (change of phase) dan pengubahan kondisi
operasi.
18

4. Ilmu di bidang kimia industri merupakan ilmu yang mempelajari
konsepsi, sintesis, perancangan dan pengendalian suatu proses
berskala industri yang mengubah keadaan, kandungan energi, struktur
mikro dan komposisi kimia suatu bahan dengan cara perlakuan fisika
dan kimia (katalitik/non katalitik, termokimia, biokimia dan elektrokimia).
5. Sistem manajemen dalam suatu industri mengatur enam elemen sistem
yaitu manusia, material, metode, mesin, market dan lingkungan.
6. Manajemen berdasarkan proses ada empat elemen, yaitu perancangan
(planning), pengorganisasian (organizing) pelaksanaan (actuating), dan
pengendalian (controling).
7. Faktor eksternal merupakan faktor yang menyangkut jumlah produk
yang perlu dihasilkan berdasarkan pada kemampuan pasar (market).
8. Faktor internal merupakan faktor yang menyangkut jumlah produksi
berdasarkan kemampuan dari pabrik yang tergantung mesin, material,
metode dan lingkungan.
9. Sistem pengorganisasian berdasarkan sistem M5L yaitu manusia
market, material, mesin, metode dan lingkungan.
10. Pelaksanaan (actuating) merupakan implementasi dari diskripsi tugas.
11. Pengendalian (controling) dilaksanakan dengan tujuan agar dihasilkan
produk yang mutunya (kualitas) sesuai dengan rencana serta waktu
yang tepat sesuai jadwal.
12. Sasaran pengelolaan lingkungan kerja :
• Mewujudkan tempat kerja yang nyaman dan bersih.
• Melatih manusia pekerja yang mampu mandiri mengelola
pekerjaannya.
13. Pembersihan adalah sejumlah upaya yang perlu dilakukan untuk
mengurangi bahaya dari suatu bahan kimia.
14. Sarung tangan sangat penting untuk melindungi tangan dari bahaya
bahan kimia yang menempel atau meresap pada lap pembersih.
15. Pengendapan debu-debu pada permukaan-permukaan di tempat-tempat
kerja harus dihindari dan sebaiknya dengan penghisap debu
19

CONTOH SOAL :
a. Apa yang dimaksud dengan industri dan berikan contoh industri kimia?
Jawab :
Industri merupakan proses yang mengubah bahan baku menjadi produk
yang berguna atau mempunyai nilai tambah.
Contoh industri kimia adalah industri pelapisan logam, yang
menghasilkan produk-produk hasil pelapisan antara lain knalpot
kendaraan yang dilapisi dengan khrom, rangka kursi lipas yang dilapisi
dengan nikel dan khrom.
b. Produk suatu industri dapat berupa produk antara dan produk akhir.
Berikan contoh-contoh produk antara dan produk akhir ?
Jawab :
a. Produk antara :
1. Bubur tembaga (bahan baku untuk pembuatan kawat tembaga)
2. Surimi (bahan baku untuk pembuatan bakso ikan, nugget ikan, sosis
ikan)
3. Tepung gandum (bahan baku untuk pembuatan roti)
b. Produk akhir
4. Air minum dalam kemasan
5. Sabun
6. Mur, baut
c. Produksi industri selalu mencakup produksi masal produk tipe sama.
Untuk pengendalian mutu produk, variasi apa saja yang perlu
diminimumkan ?
Jawab :
a. Variasi dalam bahan
b. Variasi dalam mesin dan peralatan
c. Variasi dalam orang dan metode (pekerjaan dan metode operasi)
d. Variasi dalam pengukuran
d. Coba jelaskan hubungan M5L yang saling mendukung untuk mencapai
tujuan suatu industri yang memproduksi air minum dalam kemasan !
20

Jawab :
Material (air
Manusia Mesin (alat
pegunungan dan
(Tenaga Ahli) pengontrol air
pengemas
minum)
plastik)
Tujuan
(Produksi air
minum
dalam
kemasan)
Market (konsumen Metode : Lingkungan
penguna air a. Filtrasi (kotoran pada
minum) b. Adsorpsi yang dibuang)
c. Destilasi
e. Buatlah diagram balok sistem proses dalam kimia industri untuk
menghasilkan produk asesoris kendaraan dari bahan alumunium yang
menghasilkan produk asesoris knalpot yang berwarna !
Jawab :
Diproses ANODISASI
Bahan baku Dipoles dengan asam sulfat
alumunium (perlakuan fisika) (perlakuan kimia)
Produk asesoris
Diwarnai
knalpot yang
berwarna
LATIHAN SOAL :
1. Apa yang dimaksud dengan produk antara dan produk akhir ? Berikan
masing-masing contoh !
2. Bahan baku yang berupa minyak bumi diproses pada industri kimia,
produk-produk apa saja yang dapat dihasilkan dari industri kimia
tersebut ?
3. Jelaskan tentang reaksi dekomposisi dan reaksi kombinasi ? Berikan
contoh-contohnya !
21

4. Suatu industri kimia memproduksi pupuk organik. Elemen-elemen apa
saja yang diperlukan oleh industri tersebut untuk mencapai tujuan
membuat pupuk organik ?
5. Hasil produksi suatu industri menghasilkan botol-botol gelas, ternyata
banyak yang mengalami keretakan. Bagaimana cara pengendalian
kualitas botol-botol gelas tersebut ?
6. Jelaskan cara pembersihan area kerja yang tercecer oleh bahan kimia.
7. Bagaimana membersihkan area kerja yang terpapar oleh debu dan gas-
gas hasil reaksi kimia.
22

BAB II
BAHAN BAKU DAN PRODUK INDUSTRI
Bahan-bahan terdapat di sekitar kita; dan telah menjadi bagian dari
kebudayaan dan pola berpikir manusia bahkan telah menyatu dengan
keberadaan kita. Kenyataannya, bahan telah menyatu dengan
kebangkitan manusia sehingga dikenal peradaban atau Zaman Batu,
Zaman Perunggu dan Zaman Besi. Bahan berasal dari alam dan bahan
buatan yang telah merupakan bagian integral dari hidup kita seringkali di-
sepelekan, meski bahan-bahan, termasuk makanan, pemukiman, energi
dan informasi merupakan sumber daya yang mendasar bagi kehidupan
manusia. Bahan-bahan memang telah menyatu dengan kehidupan
manusia dan tidak saja merupakan bagian gaya hidup melainkan turut
memegang peran penting dalam kesejahteraan dan keselamatan bangsa.
Apakah hakikat bahan itu? Bagaimana memahami, mengolah dan
menggunakannya? Bahan, dengan sendirinya merupakan bagian dari
alam semesta, akan tetapi secara lebih terinci bahan-bahan adalah
benda yang dengan sifat-sifatnya yang khas dimanfaatkan dalam
bangunan, mesin, peralatan atau produk. Termasuk di dalamnya logam,
keramik, semi konduktor, polimer (plastik), gelas, dielektrik, serat, kayu,
pasir, batu dan berbagai komposit.
Karena tubuh manusia dapat dianggap sebagai bangunan atau
mesin atau alat, kita dapat juga menggolongkan makanan, obat-obatan,
tanaman, pupuk dan lain-Iainnya dalam kelompok bahan-bahan, namun
telah menjadi kebiasaan untuk membahasnya dalam ilmu biologi dan
pertanian. Demikian pula halnya dengan bahan bakar fosil, air dan udara
yang dapat dimasukkan dalam kelompok bahan secara umum, biasanya
dibahas dalam bidang ilmu lain.
Bahan-bahan yang digunakan manusia mengikuti siklus bahan
mulai dari ekstraksi, pembuatan sampai pelapukan. Bahan mentah
diambil dari bumi melalui penambangan, pengeboran, penggalian, atau
panen; kemudian diolah menjadi bahan baku seperti ingot logam, batu
belah, bahan petrokimia, kayu gelondongan; dan kemudian diolah
menjadi bahan-bahan teknik seperti kawat listrik, besi beton, plastik dan
kayu lapis, untuk memenuhi kebutuhan masyarakat. Akhirnya, setelah
23

digunakan selama beberapa waktu, bahan-bahan tersebut kembali ke
asalnya, ke bumi sebagai bekas/sisa (scrap) atau memasuki siklus untuk
diolah kembali dan digunakan lagi sebelum dibuang.
Suatu aspek yang sangat penting dalam konsep siklus bahan
adalah kaitan yang erat antara bahan, energi dan lingkungan, hal ini
berarti bahwa ketiga-tiganya harus diperhitungkan dalam perencanaan
nasional dan pengkajian teknologi. Pertimbangan-pertimbangan ini
menjadi sangat penting karena meningkatnya kelangkaan energi dan
bahan, tepat pada saatnya di mana penduduk bumi mulai sadar akan arti
lingkungan hidup yang baik. Sebagai contoh, bila aluminium bekas dapat
diolah kermbali secara efektif, maka hanya diperlukan seperdua puluh
dari energi untuk mengolah aluminium primer dari bijih setiap tonnya, dan
bumi tidak perlu dikeruk untuk menambang bijih.
Dalam menentukan pilihan, perancang harus memperhatikan sifat-
sifat seperti: kekuatan, konduktivitas (listrik), daya hantar panas, berat
jenis dan sebagainya.
Selanjutnya seseorang harus memperhatikan sifat bahan selama
proses pembentukannya dan perilaku selama penggunannya, (mampu
bentuk, mampu mesin, stabilitas listrik, ketahanan kimia, dan sifat radiasi
merupakan faktor yang penting), demikian pula masalah biaya dan
pengadaan. Sebagai contoh, baja yang digunakan untuk roda gigi
transmisi harus mudah dibentuk dan kemudian harus dapat memiliki sifat
tangguh setelah mengalami proses pengerjaan lanjutan sehingga tahan
dalam pemakaian. Spatbor harus dibuat dari logam yang mudah dibentuk
akan tetapi yang memiliki ketahanan terhadap deformasi impak.
Pengawatan listrik harus tahan suhu yang berbeda dan semikonduktor
harus memiliki karakteristik arus dan tegangan tetap untuk jangka waktu
yang lama.
Pada kegiatan industri dibutuhkan bahan baku dari bahan
penunjang untuk proses produksi yang menghasilkan produk.
2.1. PENANGANAN BAHAN BAKU DAN PENUNJANG
Kegiatan ini bertujuan untuk efisiensi penggunaan bahan baku dan
penunjang, dengan cara :
• Memantau konsumsi bahan baku dan penunjang serta merencanakan
produksi secara maksimal.
24

• Mengkaji kehilangan bahan baku dan penunjang secara rutin dan
terencana mulai dari pengangkutan pada saat pembelian,
penyimpanan dan pemakaian.
• Menghindari kehilangan akibat tumpahan dan / atau kebocoran pada
pipa maupun peralatan.
• Melaksanakan pemeliharaan peralatan untuk mencegah terjadinya
kerusakan bahan baku dan penunjang.
• Mengganti dan / atau mengurangi pemakaian bahan baku dan
penunjang yang bersifat berbahaya dan beracun (B3) terhadap
lingkungan dan manusia.
2.2. PENYIMPANAN BAHAN BAKU DAN PENUNJANG
Kelompok kegiatan ini bertujuan untuk mengurangi terjadinya tumpahan,
rusaknya kualitas bahan baku dan penunjang akibat kadaluarsa maupun
kontak dengan media lain (udara, air, tanah, bahan lain, dll), dengan
cara:
• Memantau mutu bahan baku dan penunjang yang dibeli, termasuk
kemasan. Kemasan yang rusak dapat menyebabkan rusaknya kualitas
bahan.
• Menyimpan bahan baku dan penunjang secara benar dan baik.
Misalnya tempat penyimpanan harus terhindar dari banjir maupun
kebocoran atap.
• Melakukan penyimpanan dan pengambilan bahan dengan
menerapkan prinsip “yang terlebih dahulu masuk harus terlebih dahulu
keluar/digunakan” atau istilah umumnya adalah first in first out (FIFO)
• Menyimpan bahan berbahaya dan beracun sesuai dengan ketentuan
yang berlaku.
• Membersihkan dan membuang dengan benar kemasan bekas,
terutama kemasan bahan berbahaya dan beracun sesuai dengan
ketentuan yang berlaku.
• Menangani bahan yang berbahaya dan beracun dengan baik sesuai
dengan aturan keselamatan kerja.
Misalnya harus mengenakan masker dan sarung tangan
25

2.3. PENYIMPANAN BAHAN BAKU DAN BAHAN PENUNJANG
YANG TERSISA
Tujuannya :
• Memperoleh penghematan biaya
• Mengurangi bahaya
• Meningkatkan keselamatan
Penyimpanan dilakukan dengan cara :
a. Identifikasi seluruh bahan baku dan penunjang yang digunakan
b. Pelabelan / penyimpanan catatan
c. Penyediaan dan penggunaan lembar data keselamatan bahan baku
dan bahan penunjang
d. Penyimpanan dan pemindahan secara aman
e. Penanganan dan penggunaan secara aman
f. Upaya berkala untuk melakukan tata laksana dan pembuangan.
2.4. MENEMUKAN PERMASALAHAN DAN PELUANG
PENYIMPANAN BAHAN BAKU DAN BAHAN PENUNJANG
Untuk membantu persiapan pelaksanaan penanganan bahan baku dan
penunjang, daftar periksa yang memuat pertanyaan-pertanyaan dasar
sebagaimana disajikan pada bagian berikut ini dapat memberikan
gambaran mengenai potensi permasalahan dilingkungan kerja Anda.
Setiap pertanyaan yang dimuat dalam daftar periksa kemudian
ditindaklanjuti dengan sub-sub pertanyaan yang membimbing Anda untuk
dapat melakukan pengamatan (observasi) dan langkah-langkah
penanganan selanjutnya.
Berikut ini adalah contoh penelurusan masalah mengenai Penyimpanan
Baku dan Penunjang dengan menggunakan daftar periksa.
Contoh 1 : Daftar Periksa Penyimpanan Bahan baku dan Penunjang:
Dengan melakukan daftar periksa dan kolom observasi, Anda dapat
secara cepat mengidentifikasi kekuatan dan kelemahan yang dimiliki.
Kelemahan yang teridentifikasi dapat secara cepat dan mudah untuk
ditangani dengan cara yang lebih terstruktur dengan menyusun rencana
tindakan.
26

Rencana tindakan merupakan serangkaian tindakan perbaikan yang akan
Anda dilaksanakan berdasarkan hasil observasi. Rencana tindakan
mencakup:
a. Tujuan, yang menguraikan dengan jelas semua sasaran yang akan
dicapai
b. Tindakan, menyangkut langkah-langkah Tata kelola yang benar yang
akan dilaksanakan berdasarkan hasil identifikasi permasalahan
dengan menggunakan daftar periksa
c. Investasi dan biaya, merupakan salah satu dasar untuk menentukan
prioritaas tindakan yang akan dilaksanakan
d. Potensi penghematan biaya, sebagai salah satu alasan kuat untuk
melaksanakan tindakan yang direncanakan
e. Prioritas, bertujuan untuk mempermudah perencanaan tindakan
secara testruktur. Prioritas ditentukan berdasarkan biaya yang
diperlukan, potensi penghematan biaya, kemudahan dalam
pelaksanaan serta jangka waktu yang diperlukan penanggung jawab,
yaitu seseorang yang ditunjuk untuk bertanggung jawab dalam
melaksanakan tindakan yang akan diambil
Dalam menyusun rencana tindakan perlu memperhatikan hal-hal sebagai
berikut:
a. menunjuk penanggung jawab berdasarkan kemampuannya
b. menyusun dan melakukan uraian kerja dalam melakukan tindakan
yang diperlukan (siapa yang melakukan apa, dengan cara apa, dll)
c. menetapkan jangka waktu yang realistis dan motivasi karyawan
maupun penanggung jawab
d. melakukan pemeriksaan terhadap hasil yang telah dicapai untuk
melihat dan mencatat kemajuan yang dicapai sesuai dengan jangka
waktu yang ditetapkan. Bila sasaran tidak tercapai Anda perlu
menganalisa penyebabnya
e. menetapkan target baru, sehingga Anda dapat melakukan perbaikan
secara terus menerus
f. melakukan pengkajian tahunan pada setiap bagian (proses) produksi
yang berkaitan dengan praktek-praktek Tata kelola yang benar
(menggunakan kembali daftar periksa Tata kelola yang benar)
Perkembangan dan penemuan bahan-bahan yang baru sangat
mempengaruhi desain, sebagai contoh dapat dikemukakan transistor,
27

tanpa tersedianya bahan yang sesuai barang ini tidak dapat dibuat;
pengembangan laser memerlukan jenis kristal dan gelas yang baru dan
meskipun desain teknik dari mesin turbin gas mengalami kemajuan
pesat, masih tetap di perlukan bahan yang lebih murah dan lebih tahan
terhadap pengaruh suhu tinggi untuk sudut-sudut turbin.
Karena sifat-sifatnya yang menguntungkan, logam biasanya
digunakan sebagai bahan dasar. Tetapi karena logam murni tidak selalu
mempunyai ketahanan yang cukup dalam menghadapi serangan kimia
dari bahan proses, maka umumnya dibuat logam paduan, atau logam
yang murah ditutup atau dilapis logam mulia. Di samping itu, digunakan
pula bahan seperti graft, atau bahan bukan logam, bahan anorganik
seperti gelas, email dan keramik. Beberapa bahan tersebut memiliki
kekuatan tarik yang rendah, tetapi lebih tahan terhadap bahan kimia
(seperti asam kuat) dibandingkan logam, dan harganya cukup murah.
Molekul dari bahan dasar organik mengandung ikatan rantai karbon yang
memanjang, juga semen, asbes sering memiliki ikatan silang (crosslink).
Jenis bahan organik yang digunakan terutama bahan sintetik yang
diperoleh dari polimerisasi, karena hampir semua turunan polimer ini
tahan terhadap asam, basa , kulit dan garam. Sebaliknya, sebagian besar
bahan sintetik tidak tahan terhadap pelarut organik. Secara mekanik,
bahan sintetik hanya dapat diberi beban yang tidak terlalu besar dan
hanya bisa dipakai pada daerah temperatur yang terbatas. Pada
temperatur yang lebih tinggi, bahan sintetik akan menjadi lunak atau
terurai dan kebanyakan dapat terbakar (rantai karbon putus, molekul
pecah). Bahan organik alami serta produk-produknya yang digunakan
dalam jumah terbatas adalah kayu (misainya untuk filter press) dan karet
(misalnya untuk selang dan kerat pelapis), yang juga digimakan sebagai
bahan untuk kertas fitter dan kapas.
Karena merupakan penghantar listrik yang buruk, bahan dasar
organik mudah mendapat muatan elektrostatik. Oleh karena itu, bahan
tersebut jarang digunakan pada transportasi bahan proses elektrostatik.
Oleh karena itu, bahan tersebut jarang digunakan pada transportasi
bahan proses untuk memudahkan pembakaran, pengelompokan bahan
dapat dilihat pada gambar 2.1
28

Bahan teknik
Logam Bukan Logam
Logam besi Bukan besi Bahan sintesis Bahan alam
Karet
Gelas
Besi tempa Termo Plastik
Batu
Minyak
Baja Karbon Termo setting dsd
Besi tuang Elastomers
Logam berat Logam ringan Logam mulia
Au, Ag, Pt
Logam murni Logam murni
Cu, Cr, Si, Ni Al, Mg, Be
Logam paduan Logam paduan
Kuningan Anticorodal
Perunggu Aluman
Avional
Gambar 2.1. Diagram bahan
29

2.5. LOGAM
Logam-logam yang banyak ditemukan dalam kehidupan kita sehari-
hari, secara umum mempunyai sifat-sifat dapat mengkilat, dapat
mengantar kalor dan listrik, berwarna putih seperti perak (kecuali
tembaga berwarna kemerah-merahan dan emas berwarna kuning).
Logam-logam tersebut mempunyai kekerasan yang berbeda-beda mulai
dari lunak sekali (natrium dan kalium) sampai keras sekali (seperti, chrom
dll.) sementara raksa berbentuk cair.
Menurut massa jenisnya logam digolongkan atas logam berat (yang
massa jenisnya diatas 5) dan logam ringan (yang massa jenisnya kurang
dari 5).
Ditinjau dari sifat kimianya logam-logam mempunyai oksida-oksida
pembentuk basa dan berdasarkan sifat-sifat logam terhadap oksida ini
logam-logam tersebut dapat digolongkan menjadi;
− Logam Mulia, yaitu logam yang tidak dapat mengalami oksida,
misalnya; Au, Pt, Ag dan Hg.
− Logam setengah mulia, yaitu logam yang agak sukar teroksida,
misalnya Cu.
− Logam tidak Mulia, yaitu logam-logam yang dalam keadaan biasa dan
pada perubahan temperatur mudah teroksidasi, misalnya K, Na, Mg,
Ca, Al, Zn, Fe, Sn, Pb dll.
Sumber Logam (source of metal) adalah bijih-bijih logam yang
diperoleh dari penambangan biasanya masih bercampur dengan bahan-
bahan ikutan lainnya. Prosentase berat dari unsur-unsur yang terkandung
didalam bijih-bijih ini bergantung pada kedalaman lapisan tanah dari
mana bijih tersebut diperoleh, misalnya untuk lapisan tanah dengan
kedalaman 16 Km. akan diporoleh bijih-bijih dengan 46,59 % Oksigen,
27,72 % Silikon dan selebihnya unsur lain termasuk logam-logam.
Logam-logam yang terdapat pada bijih-bijih ini biasanya masih dalam
keadaan terikat dengan unsur-unsur lain (berupa senyawa), misalnya
− Berupa oksida-oksida (untuk bijih-bijih Fe, Mn, Cr, Sn dll.)
− Berupa karbonat-karbonat (untuk bijih-bijih Zn, Cu, Fe dll.)
− Berupa sulfida (untuk bijih-bijih Pb, Zn, Cu dll.),
30

2.5.1. Logam Besi (Ferrous Metal)
Logam besi didapat di alam (ditambang) antara lain
− Berbentuk batu, contoh batu besi merah (Fe2O3).
− Berbentuk pasir, contoh pasir besi titan (TiO2).
− Berbentuk halus, contoh pasir besi spat (Fe2CO3)
Bijih besi ini sebelum diolah ke dalam dapur-dapur untuk
mendapatkan bentuk/struktur sesuai dengan yang diinginkan.
Berikut ini kita bahas satu persatu dapur-dapur untuk mengolah
bijih-bijih besi menjadi besi tuang atau baja sesuai dengan yang kita
inginkan.
A. Dapur tinggi (blast furnace)
Pada umumnya dapur tinggi digunakan untuk mengolah bijih-
bijih besi untuk dijadikan besi kasar. Besi kasar yang dihasilkan oleh
dapur tinggi diolah kembali kedalam dapur, untuk dijadikan baja atau
baja tuang; juga besi tuang. Konstruksi dapur tinggi dapat dilihat pada
gambar 2-1.
Bahan yang digunakan dalam proses dapur tinggi untuk
menghasilkan besi kasar dari dapur tinggi diperlukan bahan-bahan
antara lain : Bijih besi, batu kapur, bahan bakar dan udara panas.
1. Bijih Besi.
Bijih besi didapat dari tambang setelah melalui proses
pendahuluan. Bijih besi merupakan bahan pokok dari dapur tinggi.
2. Batu Kapur.
Batu kapur digunakan untluk mengikat bahan-bahan yang ikut
campur dalam cairan besi untuk menjadikan terak.
31

Gambar : 2.2. Dapur tinggi
Proses pengikatan bahan yang ikut dalam cairan besi antara
lain dapat dilihat pada reaksi kimia sebagai berikut :
32

CaCO3 → CaO + CO2 +
(terak)
FeS + CaO + C → Fe + CaS + CO
(terak)
P2O5 + 4CaO → (CaO)4P2O5
(terak)
Dengan adanya terak yang terletak di permukaan cairan-besi ini,
terjadinya oksidasi oleh udara dapat dihindari. Sebagai bahan
tambahan biasanya digunakan batu kapur (CaCO3) murni, kadang
Pula dolomit yang merupakan campuran dari CaCO3 dan MgCO3
3. Bahan Bakar.
Dahan bakar yang diqunakan dalam proses dapur tinggi ialah
kokas, arang kayu, juga antrasit,
4. Udara panas.
Udara panas digunakan untuk mengadakan pembakaran dengan
bahan bakar menjadi CO2 dan gas CO guna menimbulkan panas,
juga untuk mereduksi bijih-bijih besi. Udara panas dihembuskan
dengan maksud agar pembakaran sempurna, hingga kebutuhan
kokas berkurang. Pemanasan udara dilakukan pada dapur
pemanas cowper.
B. Proses Kimia dalam Dapur Tinggi.
Operasi dapur tinggi modern secara ringkas sbb: Pada waktu
bijih-bijih besi, bahan bakar dan tambah dimasukkan kedalam dapur,
partama-tama dihilangkan kelembaban dan kadar air pada daerah
suhu 200-30oC.
Dengan meningkatnya suhu, terjadinya reaksi tak langsung terhadap
bijih-bijih besi dengan reaksi sbb:
1) 3 Fe2O3 + CO → 2 Fe3O4 + CO2
2 Fe2O3 + 6 CO → 4 Fe + 6 CO2
Pada suhu ± 535OC, carbon monoksida mulai terurai menjadi
karbon bebas dan karbon dioksida, dengan reaksi sbb :
CO → C + CO2
2)
Pada daerah suhu 400 – 600OC, terjadi reaksi sbb:
33

3) Fe3O4 + CO → 3 FeO + CO2
Pada suhu ± 400 °C reduksi langsung terdapat bijih-bijih besi
sbb :
4) Fe2O3 + C → 2 FeO + CO
5) Fe3O4 + C→ 3 FeO + CO
Pada daerah suhu 700 - 800 0C reduksi langsung ferro oksida
mulai dengan membentuk besi spong yang mengandung karbon.
Reaksi ini terjadi antara pertengahan (setengah jalan antara
puncak dan dasar dapur tinggi).
Batu kapur terurai pada suhu 800°C. dan dolomit pada suhu
1075OC dengan reaksi :
6) CaCO3 → CaO + CO2
MgCO3 → MgO + CO2
Sementara besi spong memperoleh kandungan karbon yang
menurunkan titik lebur dan dalam peleburan menyerap karbon
dari kokas semakin lama scmakin banyak.
Batu kapur mengikat kotoran-kotoran bijih besi dan abu kokas.
Semakin ke bawah suhu semakin meningkat dan terjadi reduksi
langsung paduan dan metalloid dean reaksi sbb
7) a. SiO2 + 2C → Si + 2CO
b. MnO + C → Mn + CO
c. P205 + 5C → 2P + 5CO
d. FeS + CaO + C → CaS + Fe + CO
8) Ca3PO4 + 3SiO2 + 5CO → 3CaSiO3 + 5CO + 3Fe3P
Didekat tuyer (Lubang tiup) ada hembusan udara panas yang
mongenai kokas terjadi reaksi sbb:
9) 2C + O2 → 2CO
Sehingga selalu ada gas CO yang dipakai untuk roduksi. Jadi
kokas didalam dapur tinggi berfungsi selain sebagai sumber kalor
adalah berfungsi untuk mereduksi oksigen dalam bijih-bijih besi.
C. Besi kasar
Ada dua macam besi kasar yang dihasilkan oleh dapur tinggi yaitu
besi kasar putih dan besi kasar kelabu.
1) Besi kasar kelabu (Kishy pig iron)
Nama besi kasar ini didapat berdasarkan warna bidang patahnya,
34

yang berwarna kelabu muda sampai tua hampir hitam. Besi kasar
kelabu lebih halus lebih liat dibandingkan dengan besi kasar putih,
Titik Cairnya ± 1300OC dan berat jenisnya 7 Sampai 7,2, kg/dm3
Besi kasar kelabu ada 2 macam yaitu
− Besi kasar kelabu muda.
Besi kasar ini mengandung silisium ½ % - 1 % dan butir-
butirnya halus baik untuk silinder mesin.
− Besi kasar kelabu tua.
Sifat-sifatnya mudah dituang butir-butirnya kasar juga tahan
terhadap tekanan tinggi
2) Besi kasar putih (Forge pig iron).
Nama besi kasar ini juga didapat dari warna bidang patahnya.
Pada besi kasar ini zat arangnya sebagian besar berbentuk karbid
besi (Fe3C), sehingga sifatnya keras dan getas. Titik cairnya +
1100 °C. Kadar karbonnya 2,3 % - 3,5 %, dan kadar mangannya
agak besar. Besi kasar ini paling baik untuk digunakan untuk baja
berat jenisnya 7,58 - 7,73. kg/dm3
D. Besi Tuang (Cast iron)
Susunan besi tuang biasa serupa dengan besi kasar yang dihasilkan
oleh dapur tinggi.
− Komposisi pada besi tuang.
Besi tuang biasa mengandung unsur-unsur sebagai berikut:
Karbon :3-4%
Silicon :1-3%
Mangan : 0,5 - 1 %
Belerang : < 0,1 %.
Phospor : < 1%
1. Pengaruh unsur-unsur terhadap sifat-sifat besi tuang.
Karbon yang berada dalam besi tuang berupa grafit atau besi
karbid (sementit) yang rapuh. Bila besi tuang banyak mengandung
sementit besi tuang menjadi rapuh dan sulit dimesin.
− Silikon.
Silikon (Si) mempermudah pemisahan grafit. Si, cenderung
membentuk besi tuang kelabu dan membuat besi tuang mudah
dimesin.
35

− Mangan.
Mn mencegah panggrafitan dan menggalakkan kestabilan
sementit dan larut didalamnya. la membuat butir-butir halus
yang perlitis dan mencegah pengendapan ferrit, dengan
penambahan mangan akan didapatkan struktur perlit dan grafit
yang menguletkan & menguatkan besi.
− Belerang.
S menstabilkan sementit sehingga menyebabkan besi menjadi
rapuh.
− Phospor.
P mengurangi kelarutan karbon dan memperbanyak sementit,
akibatnya besi menjadi keras dan rapuh.
− Pengaruh kecepatan pendinginan. Jika didinginkan dengan
cepat karbon akan dipaksa jadi sementit yang keras. Jika
didinginkan dengan cepat karbon akan dipaksa jadi sementit
yang keras. Jika didinginkan perlahan-lahan sementit terurai
menjadi grafit.
2. Macam-macam besi tuang. .
a. Besi tuang putih.
Namanya diambil dari warna bidang patahnya. Karbon
berbentuk sementit yang keras sehingga besi menjadi keras.
Struktur logam dapat dilihat pada gambar 2.3
Pearlite
Sementite
Gambar 2.3. Bentuk struktur besi tuang putih.
b. Besi tuang kelabu.
Namanya diambil dari warna bidang patahnya. Karbon dalam
keadaan bebas. Sifat mampu mesinnya baik. Struktur besi
tuang kelabu dapat dilihat pada gambar 2.4
36

Gambar 2.4. Bentuk struktur besi tuang kelabu.
c. Besi tuang cil
Ialah besi tuang yang permukaannya terdiri dari besi tuang
putih dan bagian dalamnya terdiri dari besi tuang kelabu.
d. Besi tuang grafit bulat.
Disebut juga besi tuang nodules. Dibuat dengan jalan
mencampurkan magnesium, kalsium atau serium ke dalam
cairan logam.
Sifat-sifat kekuatan dan keliatan tinggi, tahan aus juga tahan
panas.
e. Besi tuang inoculated.
Dibuat dengan menambahkan. kalsium silikon yang dicam pus
sebelum penuangan guna renghasilkan butiran-butiran halos.
Sifat-sifat permesinan diperbaiki.
f. Besi tuang kelas tinggi.
Mengandung sedikit karbon silikon dan grafit bebasnya lebih
kecil dibandingkan dengan besi tuang kelabu.
g. Besi tuang mampu tempa.
Dibuat dari besi tuang putih yang dilunakan dengan heat
treatment. Struktur sementit dari besi tuang putih berubah
menjadi ferrit dan perlit serta karbon yang ditemper
mengendap.
Sifat-sifat sangat baik jika dibandingkan dengan besi tuang
kelabu tetapi harganya mahal.
37

h. Paduan besi tuang.
Sifat-sifat yang dihasilkan unsur-unsur paduan pada besi
tuang serupa dengan yang dihasilkan oleh unsur-unsur baja.
− Nikel (Ni)
Menghasilkan butiran-butiran halus juga menguletkan
bagian tipis yang mudah retak.
− Chromium (Cr).
Menstabilkan karbid dan membentuk chromium karbid yang
lebih keras dari pada sementit biasa. Untuk besi berdaya
tahan tinggi.
− Molybdenum (Mo)
Menaikan kekerasan bagian yang tebal dan juga memper-
baiki keuletan.
− Vanadium (V)
Meningkatkan keuletan dan kekerasan juga meningkatkan
daya tahan panas dar.i besi Luang dengan menstabilkan-
cementite.
− Copper (Cu)
Cu hanya sedikit pengaruhnya tetapi disini digunakan-
terutama untuk memperbaiki daya tahan karat.
2.5.2. Logam-logam Yang Bukan Besi (Nonfero Mental)
A. Tembaga
Tembaga berwarna coklat keabu-abuan dan mempunyai
struktur kristal FCC. Tembaga ini mempunyai sifat sifat yang sangat
baik yakni; sebagai penghantar listrik dan panas yang baik, mampu
tempa, duktil dan mudah dibentuk menjadi plat-plat atau kawat.
Bijih-bijih tembaga dapat diklasifikasikan atas tiga golongan ;
− Bijih Sulfida
− Bijih Oksida
− Bijih murni (native).
38

Bijih-bijih tembaga yang terpenting
Mineral Rumus kimia Kandungan tembaga
Chalcopyrite Cu Fe S2 34,6 %
Bornite CuS Fe2 S3 55,6 70 %
Cholcocite Cu2 S 68,5 %
Melactite Cu CO3 Cu(OH)2 57,4 %
Native Copper Cu 99,99 %
Herogenite Cu203 CuOn H2O -
Proses pemurnian bijih tembaga :
Proses pemurnian bijih tembaga dapat dilakukan dengan dua cara;
1. Proses Pyrometallurgy :
Proses ini menggunakan temperatur tinggi yang diperoleh dari
pembakaran bahan bakar. Bijih tembaga yang telah dipisahkan
dari kotoran-kotoran (tailing) dipanggang untuk menghilangkan
asam belerang dan selanjutnya bijih ini dilebur.
Berikut ini diberikan gambar dapur peleburan tembaga tersebut.
Gambar 2.5 Diagram proses konvertor
Gambar 2.6. Konvertor untuk Tembaga
39

1-lining; 2-nose or mouth; 3-tuyere; 4-roller stand. Pada peleburan
tersebut bijih-bijih dipisahkan dari terak dan akan dihasilkan
matte, selanjutnya matte ini diproses pada converter sehingga
unsur-unsur besi dan belerang dapat dipisahkan dan akan
menghasilkan tembaga blister.
Tembaga blister masih mengandung sejumlah unsur-unsur besi,
belerang, seng, nikel, arsen dsb. sehingga blister ini harus
diproses ulang (refining) yang pelaksanaannya dapat dilakukan
pada Reverberatory
2. Proses Hydrometallurgy:
Metoda ini ini dilakukan dengan cara melarutkan bijih-bijih
tembaga (leaching) ke dalam suatu larutan tertentu, kemudian
tembaga dipisahkan dari bahan ikutan lainnya (kotoran).
− Untuk meleaching bijih tembaga yang bersifat oksida, digunakan
asam sulfat (H2SO4), seperti ditunjukkan pada reaksi di bawah
ini;
CuCO3 . Cu (OH)2 + 2 H2SO4 → 2 CuSO4 + CO2 + 3 H2O
− Untuk meleaching bijih yang bersifat sulfida atau native
digunakan ferri sulfat (Fe2(SO4)3), seperti bijih cholcocite di
bawah ini ;
Cu2S + 2 Fe2 (SO4)3 → Cu SO4 + 4 FeSO4 + S
Untuk bijih chalcopyrite dan bornite, reaksinya berjalan lambat
dan tidak dapat larut seluruhnya.
Setelah hasil leaching dipisahkan dari bagian-bagian yang tidak
dapat larut, kemudian larutan ini diproses secara elektrolisa,
sehingga didapatkan tembaga murni.
40

Bijih Tembaga
Konsentrasi
Bahan Pengantar Konsentrat
Buang Pemaggangan
Stock Gas Peleburan
Buang Terak Matte
Konvertor
Blister Terak
Refining
Cu, Ag, Sb, Ni, dsb Tembaga Casting
Gambar 2.7. Diagram Proses Pyrometallurgy Tembaga
Sifat-sifat Tembaga
Rapat massa am-lo.tLf : 8,9 gr/cm3
Titik lebur : 1070-1093°C (tergantung kadar kemurniannya).
Sifat-sifat : - Tembaga murni adalah lunak, kuat dan
malkabel,
- Konduktivitas panas dan listriknya sangat tinggi.
Penggunaan : Tembaga banyak digunakan untuk konduktor
listrik, alat solder, pipa spiral pendingin, kerajinan
tangan, sebagai bahan dasar pembuatan
kuningan dan perunggu dll.
Kekuatan tarik : 200 - 300 N/mm2
41

B. Aluminium
Sifat aluminium yang menonjol adalah berat jenisnya yang
rendah dan daya hantar listrik/panas yang cukup baik.
Logam aluminium mempunyai struktur kristal FCC. Logam ini tahan
terhadap korosi pada media yang berubah-ubah dan juga mempunyai
duktilitas yang tinggi.
Bijih-bijih Aluminium dapat digolongkan menjadi beberapa golongan,
yaitu ;
− Bauksit; bijih ini didapat dalam bentuk batu-batuan yang berwarna
merah atau cokiat. Bauksit setelah dipisahkan dari kotoran-kotoran
pengantar didapat kaolin (Al2O3.2 SiO2.H2O), Bochmite/diaspare
(Al2O3H2O), gibbsite (Al2O3 3 H2O),
− Nepheline ((Na K)2OAl2O3SiO2 )
− Alunite (K2SO4Al2(SO4)4 Al(OH)3)
− Cynite (Al4O3SiO2); bijih ini tidak diproduksi untuk Aluminium,
tetapi diproduksi untuk peleburan langsung paduan Aluminium-
Silikon.
Metoda proses pemurnian Aluminium dapat diklasifikasikan menjadi 3
macam, yaitu ;
1). Proses Elektrothermis :
Pada proses ini bijih-bijih dicairkan / direduksi dalam dapur listrik
sehingga diperoleh cairan Aluminium. Proses ini jarang digunakan
karena diperlukan energi listrik yang sangat besar.
2). Proses Asam :
Pada proses ini bijih-bijih Aluminium dilarutkan dengan larutan
asam (H2SO4, HC1 dsb.). Dari reaksi ini didapatkan garam
Al2(SO4)3.AICl3 dsb. Sehingga unsur-unsur pergantar dapat
dipisahkan. Setelah garam terpisah dari pengantarnya baru
kemudian dipisahkan logam dari garam tersebut.
Proses ini dalam industri digunakan dalam batas-batas tertentu,
karena dibutuhkan peralatan-peralatan tahan asam yang sangat
mahal.
3). Proses Alkaline :
Proses ini adalah efect dari reaksi bauksit dengan NaOH atau
Na2CO2 dengan bahan Lambahan kapur/batu kapur. Dari hasil ini
akan didapatkan Sodium Aluminate. Pada proses ini unsur-unsur
42

oksida besi, titanium, dan calsium dapat dipisahkan, dan silisium
yang ada dalam bijih-bijih akan bereaksi dengan alkali yang
mengakibatkan sebagian dar alkalis dan aluminium yang bereaksi
akan mengotori aluminium yang akan dihasilkan. Oleh karenanya
maka metode alkalin sering digunakan pada bijih-bijih dengan
kandungan silika yang rendah.
Sifat-sifat Aluminium
: 2,7 gr/cm3
Rapat massa
: 6600 C
Titik lebur
: 90 – 120 N/mm2
Kekuaatan tarik : Dituang
: 70 N/mm2
di annealing
: 130 : 200 N/mm2
di roll
Sifat-sifat : - Paling ringan diantara logam-logam yang
sering digunakan
− Penghantar panas dan listrik yang tinggi
− Lunak, ulet dan kekuatan tariknya rendah
− tahan terhadap korosi
Penggunaan : - Karena sifatnya yang ringan, maka banyak
digunakan dalam pembuatan kapal terbang,
rangka khusus untuk kapal laut modern,
kendaraan-kendaraan dan bangunan-
bangunan industri.
− Karena ringan dan penghantar panas yang
baik, banyak dipakai untuk keperluan alat-alat
masak.
− Banyak dipakai untuk kabel-kabel listrik
karena konduktivitas listriknya tinggi dan
relatif lebih murah jika dibandingkan dengan
tembaga.
− Aluminium tuang dibuat jika dikehendaki
konstruksi yang ringan dengan kekuatan yang
tidak terlalu besar.
43

C. Nikel
Nikel mempunyai sifat yang keras, bentuk struktur kristalnya
FCC. dan juga bersifat magnetis. Nikel cocok dibuat paduan binary
dan ternary untuk memperbaiki sifat tahan korosi dan tahan panas.
Bijih-bijih nikel dapat diklassifikasikan menjadi dua golongan ;
− Bijih Sulfida; bijih ini mengandung:
0,5 – 5,6 % Ni
34 – 52 % Fe
2 – 22 % SiO2
4 – 6 % Al2O3
0,8 – 1,8 % Cu
21 – 28 % S
1,9 – 7 % CaO
2,25 % MgO.
− Bijih Silikat; terdiri dari .
0,9 – 1,6 % Ni
0,01 % Si.
0,1 – 1,5 % CaO
5,1 – 22 % MgO
12 – 14 % Fe
34 – 42 % SiO2
1 % Al203
− Setelah bijih mengalami proses pendahuluan yang meliputi
crushing-drying, sintering, kemudian bijih diproses lanjut secara
Proses Pyrometallurgy
Proses Hydrometallurgy
− Proses Pyrometallurgy
Reduksi yang terjadi pada proses ini hanya sebagian dari besi
saja yang dapat diikat menjadi terak, dan sebagian besar masih
dalam bentuk ferro-nikel alloy.
Dalam hal ini untuk memisahkan besi dari nikel pada reaksi peleburan
tersebut ditambahkan beberapa bahan yang mengandung belerang
(Gypsum atau Pyrite). Karena perbedaan daya ikat besi dan nikel
terhadap oksigen dan belerang, sehingga proses ini didapatkan metal
yaitu paduan Ni3S2 dan FeS dan sebagian besar besi dapat
44

diterakkan.
→ 3 Fe 0 + Ni3S2 + ½ S2
3 Fe S + 3 NiO
→ 2 Fe O.Si O2
2Fe O + 3 SiO2
Metal yang dihasilkan ini masih mengandung lebih dari 60 % Fe dan
selanjatnya metal yang masih dalam keadaan cair terus diprosos lagi
dalam konvertor. Proses-proses konvertor diberikan bahan tambah
silikon untuk menterakkan oksida besi.
Terak hasil konvertor ini masih mengandung nikel yang cukup tinggi,
sehingga terak ini biasanya di proses ulang pada peleburan
(Resmelting).
Proses selanjutnya metal di panggang untuk memisahkan belerang.
2 Ni3 S2 + 1102 → 6 NiO + 4SO4
Nikel oxide yang didapat dari pemanggangan selanjutnya di reduksi
dengan bahan tambah arang (charcoal), sehingga didapat logam
nikel.
Pada proses ini concentrat di leaching dengan larutan ammonia
didalam autoclave dengan tekanan kurang lebih 7 atm (gauge)
Tembaga, nikel dan cobalt terlarut kedalam larutan ammonia, reaksi
yang terjadi
NiS + 202 + 2NH3 Ni (N H3)2 SO4
Pada gambar 2.8 ditunjukkan diagram proses pemurnian bijih nikel
dengan metoda pyrometallurgy.
45

Bijih
Proses pendahuluan (rushing, drying, sintering)
Bahan tambahan
Peleburan
Dibuang
Matte Terak
Konvertor
Terak Matte Bessemer
Penggilingan (crushing & grinding)
Panggang
Oksida Nikel Gas & debu
Reduksi Pemisahan
Arang
Kerak Nikel Gas Debu
Stock
Gambar 2.8. Proses pemurnian biji nikel
Oksidasi sufida menimbulkan energi yang cukup banyak, oleh karena
itu autoclave harus didinginkan untuk menjaga agar temperatur tetap
bertahan antara 77 - 800C Belerang yang ada didalam concentrat
dioksidasi menjadi S 2 O3 − , S 3O6 − , SO4 − sementara itu besi dipisahkan
2 2 2
sebagai ferri hidro oxida dan sulfat basa. Larutan tersebut dididihkan
untuk memisahkan tembaga, reaksi yang terjadi
Cu2+ + 2 S2 O3 − = Cu S + SO O4 − + S + S O2
2 2
46

Selanjutnya larutan berisi nikel dan cobalt ini diproses dalam
autoclave dengan hidrogen pada tekanan 15 atm (abs) dan
temperatur 175 - 2250C
Ni(NH3)2 SO4 + H2 = Ni + (NH4)2 SO4
Sifat-Sifat Nikel
Rapat massa : 8,9 gr/cm3
Titik lebur : 4 14580 C
di annealing 400 – 500 N/mm2
Kekuatan tarik :
di roll 700 - 800 N/mm2
Sifat-sifat : kuat, liat, tahan korasi, digunakan secara luas
sebagai unsur paduan.
Penggunaan : - digunakan untuk pelapisan logam
- digunakan sebagai unsur paduan untuk
meningkatkan kekuatan dan sifat-sifat
mekanik baja.
D. Magnesium
Magnesium tergolong logam ringan, dan tahan terhadap karat
berkat lapisan oksida magnesium.
Magnesium alloy dapat di tuang pada cetakan pasir dan juga dapat
dilas dan di mesin.
Biji magnesium yang banyak kita kenal adalah Magnesit/ Magnesium
karbonat) MgCO3, Dolomite CaCO3, MgCO3, carolite MgCl2KCl6 H2O.
Proses pemurnian magnesium dapat dilakukan dengan metode
thermal atau Electrolitic.
1. Thermal proses adalah didasarkan pada reduksi magnesium
oksida dengan karbon, silikon atau unsur lain pada temperatur
dan vakum yang tinggi.
Thermal proses ini terdiri dari :
− Reduksi pendahuluan bijih.
− Reduksi penguapan dan pengembunan uap magnesium
− Peleburan kristal (condensat crystal) menjadi magnesium
kasar.
47

Gambar 2.9. Magnesium Electrolytic cell
a. anode
b. cathode
c. dinding pemisah (hood)
2. Proses Elektrolisis
Proses ini terdiri dari beberapa tingkat, yang prinsipnya adalah
pengerjaan pendahuluan dari garam magnesium anhidrous murni,
elektrolisa campuran dan refining.
Masing-masing proses ini dibedakan menurut bijih yang
digunakan (dapat juga carnalite, magnesium, chlorida, dsb), dan
cara pengerjaan pendahuluannya (magnesite chlrorination,
dihidration of magnesium chloride, etc).
Elektrolit larutan garam magnesium dalam teknik tidak digunakan
lagi karena magnesium lebih elektro magnetik dibanding dengan
ion hidrogen pada katoda dan tidak ada cara untuk memperbaiki
teknik tersebut .
Sifat-sifat magnesium :
: 1,74 gram/cm3
Rapat massa
Titik iebur : 657°c
Sifat-sifat : - lunak dan kekuatan tariknya rendah.
- tahan korosi.
48

Penggunaan : Magnesium umumnya dipadu dengan unsur-
unsur lain untuk memperoleh bahan-bahan
struktural terutama digunakan untuk roda
pesawat terbang, panel-panel pesawat.
Penggunaan lain adalah untuk \"Pyrotechnic\",
\"
Explossive technics” dan \"Flash lights\"
E. Seng
Seng tergolong logam rapuh, tetapi pada temperatur 100°-
150°C mempunyai sifat-sifat mudah diroll dan ditarik menjadi kawat.
Logam ini mempunyai susunan kristal hcp. Dari produksi seng 45%
digunakan untuk galvanisasi (pelapisan agar tahan terhadap karat).
Seng ini juga sangat cocok digunakan untuk paduan brass, bronze
dsb.
Bijih seng terdapat dalam bentuk berbagai mineral antara lain
hemomorphite Zn2SiO4H2O, Smith Souite ZnCO3 dsb. Proses
pemurnian seng dapat dilakukan dengan metode destilasi
(Pyrometallurgy), metode Elektrolisa (Hydrometalurgy). Sebelum
proses destilasi, konsentrate terlebih dahulu dipanggang, sementara
untuk proses Elektrolisa konsentrat didahului dengan proses leaching.
− Pemanggangan : bertujuan untuk memisahkan seng dari
belerang, prinsipnya :
2 ZnS + 5 O2 → 2ZnO + 2 SO4
tinggi temperatur pemanggangan tergantung pada jenis bijih dan
besar butirannya.
− Leaching : bertujuan untuk mengubah seng oksida menjadi
larutan seng sulfat (ZnSO4)
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
− Dalam proses destilasi ini konsentrat dan batu bara dibakar dalam
dapur sehingga temperatur mencapai 14000C. Pada dapur ini
seng di reduksi menjadi uap, reaksinya adalah ZnO + CO = Znuap
+ CO2
Uap seng ini kemudian diembunkan dalam kondensor
49

Gambar 2.10. Diagram proses destilasi mendatar
− Pada proses hydrometallurgy konsentrat yang telah di panggang
di leaching dengan asam belerang.
Seng sulfat yang didapat dari leaching tersebut dipisahkan dan
kemudian di elektrolisa.
Pada proses elektrolisa ini logam seng mengendap pada katode
dan oksigen dilepaskan pada katode.
Larutan yang tertinggal adalah larutan asam belerang dan dapat
digunakan untuk proses elektrolisa ulang. Reaksi pada elektrolisa
ini dapat dituliskan sehagai berikut:
pada katode : Zn2+ + SO 2− + 2e = Zn + SO 2−
4 4
= 2H++ '02
pada anode : H2O + 2e
Kosentrat seng
Pemnggang
Gas & debu Kosentrat
Debu Gas Leaching
Produksi Residu Larutan
H2SO4
Destilasi
Elektrolisa
Terak Debu Seng
Seng Elektrolis
Gambar 2.11 Diagram pemurnian logam Seng
50

Sifat-sifat Seng
: - 7,1 gram/cm2
Rapat massa
Titik lebur : - 4200 C
Kekuatan tarik : - dituang 30 N/mm2
dipress/ditekan 140 N/mm2
Sifat-sifat : - lunak, ulet dan kekuatan tariknya randah tahan
terhadap korasi
Penggunaan : - banyak digunakan untuk melapisi pelat baja untuk
mendapatkan \"galvanised iron\"
- dasar dari paduan penuangan cetak
- sebagai unsur paduan pembuatan kuningan.
F. Timbal
Timbal berwarna abu-abu ke biru-biruan, logam ini sangat
lunak/lembek dan mampu tempa. Logam timbal mempunyai struktur
kristal f c c , dan mempunyai sifat konduksi panas/listrik yang baik,
kekerasannya 1/10 logam tembaga. Timbal diproduksi dari bijih timbal
atau hasil sampingan dari bijih logam lain.
Bijih timbal didapatkan dalam bentuk berbagai mineral antara
lain Galena PbS, Cerusoite PbCO3 dan Anglisite PbSO4. Kadang-
kadang bijih timah hitam lebih banyak mengandung seng dari pada
timbal, sehingga disebut bijih seng timbal. Proses pemurnian bijih
timbal dapat dilakukan menjadi 3 macam :
1. Reduksi bijih timbal dengan besi sulfit (FeSO3)
Metode ini merupakan dasar peleburan (smelting proses) disini
dihasilkan timbal dan metal sulfida untuk mendapatkan timbal
murni dapat dilakukan dengan metode yang lain. Metode ini
jarang digunakan karena cukup mahal dan cukup rumit.
2. Reduksi antara timbal sulfida (PbS) dan timbal sulfate/oxide (PbO)
Reduksi udara atau reaksi pemanggangan menghasilkan bentuk
timbal dan oksida belerang.
Sistim ini merupakan dasar peleburan (ore-hearth-smelting) yang
digunakan sejak jaman dahulu.
3. Reduksi oksida timbal dengan karbon atau Carbon mono oxide
Dalam proses ini meliputi pengerjaan pendahuluan oksida timbal,
timbal silikat atau senyawa oksida lainnya dengan Cara
pemanggangan dan sintering.
51

Untuk metode 1 dan 2 diatas peleburannya dilaksanakan pada dapur
ore hearth dan dapur tinggi (blast furnace). Sebelum konsentrat
dilebur pada are heart furnace, kosentrat tersebut harus dipanggang
lebih dahulu pada \"Blast roasting\".
Dalam pemanggangan ini sulfida terbakar dan membentuk sulfida
dioxida :
2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2 + 199,6 kcal,
Proses pada ore-heart-smelting proses berlangsung pada temperatur
700 - 8000C dan reaksi yang terjadi :
2PbO + 2SO2 + O2 = 2PbSO4 + 183 kcal
Oksidasi yang terjadi dimulai dari permukaan partikel-partikel dan
secara perlahan-lahan masuk kedalam. Interaksi yang terjadi antara
oxida bagian dalam partikel dan sulfat pada bagian permukaan
menghasilkan timbal
PbS + PbSO4 = 2Pb + 2SO2 - 100,2 kcal.
2PbO + PbS = 3Pb + SO2 - 56,1 kcal.
Dalam prakteknya timbal yang didapat masih mengandung unsur lain
1 : 8% (Au, Ag, Cu, Zn, As, Sb, Bi, Fe). Timah hitam ini perlu di
refining yang pelaksanaannya dengan metode pyrometalurgy.
Konnsentrat timah hitam
Bahan tambah
Blast roasting
Batu bara
Sinter Gas, debu
Peleburan Pemisahan
Terak Timah Hitam Gas Debu
Refining
Timah Hitam Cu, As, Sb, Sn,
Buang
Ag, Au, Zn
Gambar 2.12. Diagram pemurnian timah hitam
52

Sifat-sifat Timbal :
Rapat massa Relatif :
11, 36 gr/cm''
Titik lebur :
328° C
Kekuatan tarik :
15 - 20 N/mm2
Sifat-sifat :
- lunak, ulet dan kekuatan tariknya sangat
rendah.
- tahan sekali terhadap korosi.
Jenis penggunaan : - pelindung kabel listrik
- kisi-kisi pelat aki
- pelapis pada industri-industri kimia.
- dasar dari paduan solder
- ditambahkan pada logam lain menjadi kannya
\"free cutting\".
Leaching : pada leaching ini digunakan larutan asam Hidro chlorida
(HCl). Hal ini dimaksudkan untuk memisahkan unsur-unsur Fe, Pb, As
pada temperatur ± 130°C.
Pemisahan : secara magnetis, setelah di leaching bijih perlu
dipisahkan dari unsur-unsur yang magnetis (magnetive) setengah
magnetis (Tangstate) dan didapatkan unsur non magnetic (cassiteric).
Setelah proses pendahuluan dilanjutkan dengan peleburan
(Reduction smelting).
Pemurnian konsentrat ini menggunakan metode pyrometallurgy
Metode hidrometallurgy tidak dapat digunakan karena cessiteric tidak
dapat larut pada larutan asam dan alkalis. Proses ini dapat dilakukan
pada dapur Reverberatory atau dapur listrik.
Hasil dari smelting didapatkan timah kasar (pig tin). Sebelum
dipasarkan timah kasar ini harus diproses lagi pada refining untuk
mencapai standard tertentu.
Sifat-sifat timah :
7,3 gr/cm3
Rapat massa relatif :
Titik lebur : 2320 C
Kekuatan tarik : 40 : 50 N/mm2
Sifat-sifat : tahan korosi
Penggunaan : - untuk melapisi pelat baja lunak
- digunakan untuk sifat solder
- dipadu dengan logam lainnya.
53

Bijih timah
Konsentrasi
Buang Penghantar Konsentrat
Pemisahan Fe, As, Sb, S, Bi
Konsentrat Unsur lain
Peleburan
Terak Timah Kasar
Peleburan ulang
Terak Timah Kasar
Refining
Timah Terak
Gambar 2.14. Diagram pemurnian timah
54

2.5.3. Paduan Logam (Metal Alioys )
A. Baja Paduan
Baja dikatakan dipadu jika kompesisi unsur-unsur paduannya
secara khusus, bukan Baja karbon biasa yang terdiri dari unsur
silisium dan mangan. Baja paduan semakin banyak digunakan.
Unsur yang paling banyak digunakan untuk baja paduan, yaitu: Cr,
Mn, Si, Ni, W, Mo, Ti, Al, Cu, Nb dan Zr. Baja paduan dapat
diklasifikasikan sesuai dengan komposisi
− struktur dan
− panggunaan
1. Komposisi :
Berdasarkan komposisi baja paduan dibagi lagi menjadi :
− Baja tiga komponen : terdiri satu unsur pendu dalam
penambahan Fe dan C.
− Baja empat komponen : terdiri dua unsur pemadu dst.
Sebagai contoh baja paduan kelas tinggi terdiri: 0,35% C, 1% Cr,
3% Ni dan 1% MO.
2. Struktur.
Baja paduan diklasifikasikan: berdasarkan :
1) Baja pearlit
2) Baja martensit
3) Baja austenit
4) Baja ferric
5) Karbid atau ledeburit.
Baja pearlit (sorbit dan troostit), didapat, jika unsur-unsur paduan
relatif kecil maximum 5% Baja ini mampu dimesin, sifat
mekaniknya maningkat oleh heat treatment (hardening &
tempering) Baja martenst, unsur pemadunya lebih dari 5 %,
sangat keras dan sukar dimesin.
Baja austenit, terdiri dari 10 - 30% unsur pemdu tertentu (Ni, Mn
atau CO) Misalnya : Baja tahan karat (Stainlees steel),
nonmagnetic dan baja tahan panas (heat resistant steel).
Baja Ferrit, terdiri dari sejumlah besar unsur pemadu (Cr, W atau
Si) tetapi karbonnya rendah. Tidak dapat dikeraskan.
55

Baja Karbid (ledeburit), terdiri sejumlah karbon dan unsur-unsur
penbentuk karbid (Cr, W, Mn, Ti, Zr).
3. Penggunaan :
Berdasarkan penggunaan dan sifat-sifanya, baja paduan
diklasifikasikan.
− Baja konstruksi (structural steel)
− Baja perkakas (tool steel)
− Baja dengan sifat fisik khusus.
Baja Konstruksi, dibedakan lagi mejadi; tiga golongan tergantung
persentase unsur pemadunya, yaitu
− Baja paduan rendah (maximum 2 %)
− Baja paduan menengah (2 - 5 %)
− Baja paduan tinggi (lebih dari 5 %)
Sesudah di heat treatment baja jenis ini sifat-sifat mekanikya lebih
baik dari pada baja karbon biasa.
Baja Perkakas, dipakai untuk alat-alat potong, komposisinya
tergantung bahan dan tebal benda yang dipotong/disayat,
kecepatan potong, suhu kerja.
− Baja perkakas paduan rendah, kekerasannya tak berubah hing-
ga pada suhu 250 °C .
− Baja perkakas paduan tinggi, kekerasannya tak berubah hingga
pada suhu 600°C.
Biasanya karposisinya terdiri dari 0,8% C, 18% W, 4% Cr, dan 1%
V. Ada lagi terdiri 0,9% C, 9 W, 4% Cr dan 2-2,5% V.
Baja dengan sifat fisik khusus, dapat dibedakan sebagai berikut :
− Baja tahan karat : 0,1 - 0,45% C ; 12 - 14% Cr.
− Baja tahan panas : 12 - 14% Cr tahan hingga suhu 750-800°C
15 - 17% Cr tahan hingga suhu 850 1000°C
− Baja tahan pakai pada suhu tinggi.
23% - 27 % Cr, 18 -21% Ni, 2-3% Si,
13-15 % Cr, 13-15% Ni
2 % - 2,7% W, 0,25 - 0,4% MO, 0,4 - 0, 5 % C
56

Baja paduan istimewa lainnya terdiri 35-44% Ni dan 0,35% C,
memiliki koefisien muai yang rendah yaitu :
− Invar : memiliki koefisien muai sama dengan nol pada
suhu 0 - 100 °C. Digriakan untuk alat ukur presisi.
− Platinite : memiliki koefisien muai seperti glass, sebagai
pengganti platina.
− Elinvar : memiliki modulus elastisitet tak barubah pada
suhu 50°C sampai 100°C. Digunakan untuk pegas
arloji dan berbagai alat ukur fisika.
Paduan patong:
Paduan potong digunakan untuk alat-alat potong yang beroperasi
sampai suhu 1000-1100°C. tidak dapat dimesn secara biasa.
Diproduksi dangan dua cara :
− casting cutting alloys atau stellites, terdiri dari sejumlah besar
cobalt dan wolfram, memiliki kekerasan (HRc= 60-65) dan
mencair pada suhu tinggi. Batang-batang tuangan paduan ini
dengan ketebalan 5-10mm digunakan untuk memperkeras
permukaan dengan disambung pada ujung alat-alat potong
untuk meningkatkan umur (lama pemakaian).
− cemented carbides, dibuat dari campuran powder (serbuk)
wolfram dan titanium carbide dan cobalt yang disatukan secara
proses powsere metallurgy.
Kekerasannya mencapai lebih dari 85 HRc, dan tetap keras
hingga suhu 1000°C.
B. Paduan Nonferro
Logam-logam nonferro dan paduannya tidak diproduksi secara
besar-besaran seperti logam besi, tetapi cukup vital untuk kebutuhan
industri karena memiliki sifat sifat yang tidak ditemukan pada logam
besi dan baja.
Sifat-sifat paduan logam nonferro adalah :
− mampu dibentuk dengan baik.
− massa jenisnya rendah.
− penghantar panas dan listrik yang baik.
− mempunyai warna yang menarik.
57

− tahan karat.
− kekuatan dan kekakuannya umumnya lebih rendah dari pada
logam ferro
− sukar dilas.
1. Paduan aluminium (aluminium alloy)
Paduan aluminium banyak dipakai dalam industri yang dapat
dibagi dalam dua golongan utama :
a) Wrought alloy: dibuat dengan jalan rooling, (paduan tempa)
forming, drawing, forging dan press working.
b) Casting alloy: dibuat berdasarkan pengecoran (paduan tuang)
Paduan aluminium tempa mempunyai kekuatan mekanik yang
tinggi mendekati baja. Paduan ini dibedakan lagi berdasarkan :
a. dapat di heat treatment
b. tak dapat di heat treatment.
Paduan aluminum yang tak dapat di heat treatment yaitu Al - Mn
(1,3% Mn) dan Al – Mg Mn (2,5% Mg dan 0,3% Mn), memiliki
kekuatan mekanik yang tinggi, ductil, tahan korosi dan dapat dilas.
Paduan aluminium tuang merupakan paduan yang komplek dari
aluminium dengan tembaga, nikel, besi, silikon dan unsur lain.
Duraluminium (dural) adalah paduan Al – Cu – Mg, dimana
Mg dapat ditambahkan (meningkatkan kekuatan, dan ketahanan
korosi) dan begitu juga dengan penambahan Si & Fe.
Komposisi ducal : 2,2-5,2% Cu, diatas 1,75 % Mg, di atas 1% Si,
diatas 1% Fe, dan diatas 1% Mn. Paduan aluminium yang terdiri
dari 8-14% Si disebut silumin. Paduan aluminium dengan (10 -
13% Si & 0,8% Cu) dan (8 -10% Si, 0,3% Mg & 0,5% Mn)
mempunyai sifat-sifat dapat dituang dengan baik dan tahan korosi
serta ductile.
2. Paduan Magnesium
Sifat-sifat mekanik magnesium terutama memiliki kekuatan tarik
yang sangat rendah. Oleh karena itu magnesium murni tidak
dibuat dalam teknik.
Paduan magnesium memiliki sifat-sifat mekanik yang lebih baik
serta banyak digunakan.
58

Unsur-unsur paduan dasar magnesium adalah aluminium, seng
dan mangan.
Penambahan AI diatas 11%, meningkatkan kekerasan, kuat tarik
dan fluidity (keenceran)
Panambahan seng meningkatkan ductility (perpanjangan relatif
dan castability (mampu tuang) .
Penambahan 0,1 - 0,5 % meningkatkan ketahanan korosi.
Penambahan sedikit cerium, zirconium dan baryllium dapat
membuat struktur butir yang halus dan meningkatkan ductility dan
tahan oksidasi pada peningkatan suhu.
Ada dua kelomnok besar magnesium paduan
a) Wrought alloy : (0,3% Al, 1,3% - 2,5% Mn ) dan
(3 - 4% Al, 0,6% Zn & 0,5% Mn).
b) casting allay : (5 - 7% Al, 2 - 3% Zn & 0,5% Mn) dan
(8 % Al, 0,6 % Zn & 0,5 % Mn).
3. Paduan Tembaga
Ada dua kelompok besar yaitu :
− brass dan
− bronze.
Brass (kuningan)
Paduan tembaga dan seng dinamakan brass. Penambahan
sedikit timah, nikel, mangan, aluminium, dan unsur-unsur lain
dalam paduan tembaga seng dapat mempartinggi kekerasan dan
kekuatan serta tahan korosi (special - brass).
Bronze (perunggu) .
Paduan tembaga dan timah dengan penambahan sedikit
aluminium, silikon, mangan, besi dan beryllium disebut bronze.
Dalam prakteknya yang paling banyak digunakan adalah
perunggu dengan 25 - 30% Sn.
Wrought bronze, terdiri dari paling tinggi 6% Sn dan casting
bronze lebih dari 6% Sn.
Special bronze, yaitu paduan dengan dasar tembaga dicampur Ni,
Al, Mn, Si, Fe, Be dll.
Aluminium bronze, terdiri dari 4 – 11% Al, mempunyai sifat-sifat
mekanik yang tinggi dan tahan korosi serta mudah dituang.
Bronze dengan penambahan besi dan nikel memiliki kekuatan
59

mekanik yang tinggi, tahan panas, digunakan untuk fitting dapur
dan bagian-bagian mesin yang permukaannya bersinggungan
dengan metal, yaitu perunggu dengan penambahan seng.
Phosphor bronze terdiri dari – 95% Cu, 5% Sn dan 0,2% P, di
gunakan untuk saringan kawat, koil dan pegas pelat.
Silikon bronze, memiliki sifat-sifat mekanik yang tinggi, tahan aus
dan anti korosi dan mudah dituang maupun dilas.
Beryllium bronze, memiliki sifat mekanik yang tinggi tahan koros,
tahan aus dan ductil, daya hantar panas/listrik yang tinggi.
Monel, komposisinya 31% Cu, 66% Ni, 1,35% Fe, 0,9% dan
0,12% C sifat tertarik bagus dan ductil, tahan korosi dalam air
lautan Iarutan kimia.
4. Paduan tahan aus (anti friction alloy).
Bahan paduan tahan aus terutama digunakan untuk permukaan
bantalan (bearing).
Logam bantalan harus memenuhi syarat, koefisien gesek antara
poros dan bantalan harus serendah mungkin mampu menahan
panas akibat gesekan, tahan tekanan beban, dll.
Beberapa logam bantalan :
− babbit
− bronze tahan aus
− besi tuang tahan aus
− non logam tahan aus.
Babbit
Babbit terdiri dari timah, antirron, timbal dan tembaga serta unsur
lain yang memilliki sifat tahan aus. Bahan dasar babbit yang
digunakan di industri adalah timbal atau logam lain sebagai
pengganti timah yang mahal.
Calcium babbit terdiri dari : 0,8-1,1 % Ca dan 0,75 - 1% Ni
sisanya, adalah Pb.
Bronze tahan aus,
Digunakan untuk bantalan biasa dengan beban spesifik yang
tinggi .
60

Besi tuang tahan aus.
Cocok untuk bantalan biasa yang bekerja dengan tekaran spesifik
tinggi, tetapi kecepatan/putaran dari poros rendah.
Konposisinya : 3,2 - 3,6% C, 2,2 - 2,4% Si, 0,6 - C,9% Mn, dan
memiliki struktur pearlit dengan sejumlah grafit normal (HB = 170 -
229),
5. Paduan titanium (titanium: alloy).
Sebagai bahan teknik titanium banyak penggunaannya. Titanium
adalah logam dengan warna putih keperak-perakan, titik lebur
1668°C dan masa jenisnya 4,505 kg/dm3
Titanium tidak murni/campuran dalam perdagangan dapat
digolongkan .
− unsur-unsur yang membentuk interstisi larutan padat (solid
solution ) O2 , N, C dan H2 dan lain lain.
− Unsur-unsur yang membentuk substitusi larutan padat (Fe dan
unsur-unsur logam lain ).
Oksigen dan nitrogen dengan persentase kecil dalam titanium
alloy dapat imengurangi ductility secara drastis. Kandungan
karbon dengan lebih dari 0,2% menurunkan ductility dan kekuatan
pukul dan titanium alloy. Paduan titanium alloy.
Paduan titanium terdiri dari vanadium, molibden, chrom, mangan,
aluminium timah, besi dll.
Memiliki sifat-sifat mekanik yang tinggi dengan rasa jenis yang
rendah, sangat tahan korosi, banyak digunakan dalam industri
pesawat terbang.
2.5.4. Logam-logam Sinter (Powder Metallurgy)
A. Pendahuluan
Powder Metallurgy adalah proses dimana sejumlah kecil
komponen dihasilkan dengan pengepresan dan sinter serbuk logam
dan serbuk keramik bersama-sama.
Proses ini mempunyai keuntungan, ini disebabkan oleh:
1. Kebutuhan akan bahan serbuk berkwalitas tinggi yang makin
besar.
2. Mengurangi ongkos pengerjaan selanjutnya.
3. Cara praktis untuk menghasilkan komponen yang istimewa.
61

Keuntungan dari proses ini ialah :
1. Komponen dapat dibuat sampai tingkat ukuran yang teliti tanpa
finishing.
2. Proses ini mampu memproduksi komponen-komponen dengan
titik cair tinggi seperti misalnya perkakas tungsten karbid.
3. Komposisi yang dikehendaki lebih teliti dari pada pengecoran.
4. Mampu memproduksi paduan logam yang tidak dapat ber campur
dalam keadaan cair, misal tembaga-timah hitam, tembaga-
tungsten.
5. Non logam seperti grafit dapat dicampurkan secara merata dalam
konsentrasi tembaga.
6. Komponen dapat dibuat dengan sifat-sifat tanpa bentuk yang
khusus termasuk kontrol kerapatan dan tahan pakai.
Kerugiannya;
1. Tidak ekonomis untuk produksi dalam jumlah kecil
2. Proses terbatas untuk komponen-komponen yang ukurannya
relatif kecil.
3. Proses biasanya tidak sesuai untuk komponen-komponen yang
bekerja dilingkungan yang porosif.
Produksi serbuk
Sebelumnya serbuk-serbuk itu digiling dengan ballmill untuk
menghasilkan ukuran yang homogen. Penggilingan bulatan-bulatan
dapat dilakukan jika itu diperlukan. Meskipun besi dan nikel itu bahan
yang ductile, tujuan penggilingan adalah untuk membuat serbuk agak
berlapis yang membuatnya baik untuk diproses.
Serbuk logam lainnya dibuat dengan reduksi dari oksidanya yang
terdapat dalam bijihnya. Ball milling kemudian diguna kan untuk
menghasilkan serbuk dengan ukuran partikel yang dikehendaki.
Cara mencampur serbuk
Bila dua serbuk yang berbeda atau lebih dicampur untuk
menghasilkan paduan, pencampuran harus homogen untuk
menghasilkan campuran yang sebaik-baiknya. Pada beberapa
produk padu an diinginkan bahwa ukuran serbuk dibuat mirip untuk
menghasilkan pencampuran yang terbaik.
62

Sebagai contoh bahan lumas parafin, lilin atau grafit biasa digunakan
untuk membantu pencampuran yang homogen dan akhir nya padat
selama pengepresan. Karbon tetraclorida (uap beracun) digunakan
dalam pencampuran serbuk karbit & cobalt secara basah dalam
memproduksi perkakas-perkakas karbid.
B. Prosesnya
Pengepresan
Pengepresan adalah operasi yang paling penting. Komponen dalam
bentuk tertentu diperoleh dengan pemadatan serbuk dalam cetakan
(die) dengan tenaga yang cukup, mksudnya:.
1. Kerapatan yang diperlukan produk terpenuhi,
2. Terjadi deformasi plastis partikel serbuk dengan demikian luas
kontak cukup memberikan kekuatan.
3. Menghasilkan adhesi dan penempelan secara dingin.
4. Memungkinkan partikel akhirnya terikat bersama selama
penyinteran.
Gambar 2.15. Peralatan (Punch)
Pengepresan komponen-komponen tipis biasanya menggunakan
penekan tunggal. Sedang untuk benda-benda tebal menggunakan
penekan (punch) ganda. Untuk mengepres komponen-komponen
yang bentuknya tidak teratur menggunakan multiple-punch.
Pengepresan-pengepresan ini dilakukan dengan sistim mekanis atau
hidrolis.
63

Sintering
Untuk perkakas-perkakas karbid sebelum sintering yang
sesugguhnya diperlukan sinter pendahuluan (prasinter). Maksudnya
sebagai dewaxing untuk memberikan kekuatan pada cetakan (die).
Suhu prasinter ± 800 0C. Sintering menambah kekuatan & kekerasan
bahan ini dapat dilakukan dengan mengontrol waktu & suhu sinter.
Keadaan yang dapat terjadi selama sinter adalah difusi, rekristalisasi
& pertumbuhan butir. Gambar 2.1 menunjukkan perubahan bentuk
partikel selama sintering.
Gambar 2.16. Perubahan bentuk kristal selama sentering
Pada (a) partikel membuat kontak titik setempat. Pada (b) luas kontak
bertambah dan partikel menjadi merata oleh tarikan permukaan; difusi
dimulai pada boundary butir (partikel) (c) menunjukkan ikatan
mendekati lengkap. Bila kerja mekanik di lakukan pada komponen
yang telah terpadatkan, misalnya membentuk ukuran maka akan
terjadi distorsi (kerusakan) pada boundary butir, ini memungkinkan
untuk rekristalisasi. Beberapa logam dapat mengalami rekristalisasi
tanpa kerja mekanik.
64

Tungsten Okksida Titanium Oksida Cobalt Oksida
Lamp black
Direduksi dalam Direduksi dalam
Air Air
Direduksi &
dikarburasi
Serbuk logam
Tungsten
Lamp black
Serbuk titanium Serbuk logam
Karbit cobalt
Dikarburasi
Serbuk tungsten
Ball mill
Karbit
Decent
Pengeringan
Penyaringan
Wax Pill press
Cold press block
Dewax & part
From & shape
Sinter
Final sinter
Gambar 2.17. Diagram aliran proses sintering.
65

Pengepresan panas & pengepresan dingin
Perkembangan terakhir dalam memproduksi komponen dengan
powder metallurgy adalah
1. Pengepresan panas atau tempa, dikenal sebagai sinterforging/
hot forging
2. Pengepresan ulang dingin, dikenal sebagai cold repressing.
Pengepresan ulang dingin
Setelah serbuk yang telah dipres dalam cetakan yang pertama padat
maka komponen yang telah dingin itu dipres lagi dalam cetakan yang
kedua. Hasilnya kekuatan pukul komponen bertambah, misalnya gear
box dsb.
Pengepresan panas
Cara ini adalah pemindahan komponen dari hot presintered compact
ke cetakan lain dimana cara ini dipres dengan cepat.
Gb. 2.18 dan 2.19 memperlihatkan bagaimana cara ini menaikkan
kekuatan pukul dan tahan pakai yang lebih baik dibandingkan
pengepresan ulang dingin.
Gambar 2.18. Kenaikan kekuatan
66

Gambar 2.19. Grafik kenaikan tahan pakai
Sizing (Coining)
Sizing adalah salah satu cara finishing komponen. Ini menghilangkan
distorsi bentuk yang kecil dan menjaga komponen dalam toleransi
yang dikehendaki. Bantalan bronze yang poreus adalah contoh
komponen yang disizing sebagai pengerjaan akhir.
Hasil
1. Perkakas pahat karbid. Ini biasanya digunakan dalam mesinan
logam, pengeboran karang, ektrusi dan sebagainya
2. Cementid oksida dan cementid carbid oksida, produk ini biasa
digunakan untuk pemesinan logam seperti halnya pahat karbid.
Pahat dari bahan ini untuk pemesinan dengan kecepatan sangat
tinggi dimana pahat karbid tidak mampu bekerja pada kondisi
tersebut.
3. Komponen-komponen mobil dan komponen mesin ringan. Bebe-
rapa komponen seperti gear-box, suku cadang pompa, roda gigi,
cam dan komponen-komponen kecil mesin tik, mesin telex, mesin
hitung dan komputer dibuat dari logam serbuk.
Bahan komponen ini dari paduan-paduan seperti besi- tembaga,
besi-tembaga-karbon, besi-nikel-karbon, besi-nikel-molibden
(4%Ni3O,5%oMo) dan besi-nikel-mangan. Kekuatan bahan yang
maksimum dicapai dengan paduan besi-nikel-molibden, sedang
ketahanan pakai yang terbaik paduan besi-nikel-manggan.
67

4. Kontak listrik, paduan yang dipakai perak-nikel, perak-gafit, perak
molibden, perak-tungsten dan terbaga-tungsten-karbid.
5. Bantalan bronze. Paduan yang digunakan tembaga-timah putih-
grafit. Serbuk-serbuk paduan ini menghasilkan sifat poreus.
6. Komponen-komponen tahan friksi (metal ceramics) misalnya
clutch-facing, brake-lining yang biasa digunakan untuk
pemakaian mekanik yang keras dan panas. Pemakaian yang lain
misalnya punch presses, rem traktor dan pesawat terbang, pahat
mesin bubut turret dan sebagainya. Paduan-paduan yang dipakai
serbuk Cu, Pb, Fe, Sn, grafit dan serbuk silika dalam bermacam-
macam komposisi.
7. Magnit permanen. Magnit yang dibuat dengan powder-metallurgi
lebih kuat dari pada dibuat dengan pengecoran. Bahan untuk
komponen ini paduan, Al-Ni-Fe danAl-Nt-Co-Fe. Komponen yang
lain seperti sikat pembagi arus untuk armature motor dan
generator DC, pengeras suara, radio transformen, koil induksi
sendiri berturut-turut dibuat dari paduan serbuk Ni-Fe Ba-Fe, Zn-
Fe dan Fe.
2.5.5. Pelapisan Logam
A. Korosi
Korosi diartikan sebagai peristiwa pengkaratan, apabila kita
menyebutkan kata karat maka hampir semua orang akan tahu dan
pernah meiihat apa yang dimaksud dengan karat tersebut.
Pengkaratan dikenal sebagai suatu peristiwa kerusakan permukaan
pada barang-barang yang terbuat dari logam yang berlangsung
dengan sendirinya akibat adanya interaksi/kontak antara barang
tersebut dengan lingkungan dimana barang tersebut berada.
Peristiwa ini sangat tidak dikehendaki karena dapat merusak baik
fungsi maupun penampilan/nampak rupa dari barang-barang yang
mengalami peristiwa ini.
Pengertian yang lebih luas korosi bukan hanya menyangkut
masalah karat saja, akan tetapi diartikan sebagai peristiwa rusaknya
bahan-bahan/konstruksi logam akibat pengaruh lingkungan. Sering
terjadi pada kondisi lingkungan tertentu konstruksi logam mengalami
68

kerusakan yang sangat parah meskipun karat sedikitpun tidak
terbentuk.
Gb. 2.20. Korosi pada logam
Peristiwa ini dapat terjadi pada semua konstruksi logam atau
konstruksi yang menggunakan logam, baik itu berupa gedung,
jembatan, tiang pancang, peralatan pabrik, sistem perpipaan, mesin-
mesin, komponen berbagai macam kendaraan bermotor, kapal laut,
pesawat terbang, perlengkapan rumah tangga dan lain sebagainya.
Adapun produk korosi dapat terjadi dalam berbagai bentuk
mulai dari bentuk yang sederhana, terlihat oleh metal telanjang (se-
perti terbentuknya karat pada permukaan, sampai kepada bentuk-
bentuk yang rumit yang hanya dapat dideteksi oleh peralatan yang
sangat sensitif.
Meskipun proses korosi adalah proses alamiah yang
berlangsung dengan sendirinya dan karena tidak bisa dicegah secara
mutlak, akan tetapi tindakan pencegahan dan penanggulangannya
tetap diperlukan.
69

Gb. 2.21. Korosi logam pada bagian yang tidak diproteksi
Pada dasarnya prinsip pencegahan dan penanggulangan
korosi sangat sederhana. Kita dapat memilih salah satu atau
kombinasi dari metode-metode yang ada seperti metode perlindungan
katodik, inhibisi, pelapisan dengan logam dan pelapisan dengan cat.
Pemilihan metode mana yang akan dipakai tentu saja bergantung
pada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan.
1. Teori dasar korosi
Ditinjau dari segi termodinamika, proses korosi adalah
proses yang sangat bersifat alamiah. Pada dasarnya semua
logam tidak stabil. Logam murni cenderung bereaksi dengan
lingkungan dimana ia berada dan membentuk senyawa oksida
atau karbonat yang lebih stabil. Pada reaksi diatas terjadi
perpindahan elektron dan reaksi semacam ini disebut reaksi
elektrokimia.
Kecenderungan logam untuk melepaskan elektron berbeda-
beda, semakin besar kecenderungan tersebut semakin reaktif
logam yang bersangkutan. Sebagai contoh perbedaan reaktivitas
logam terlihat pada tabel dibawah ini :
Asam Na Zn Cu Pt
H2O bereaksi tidak tidak tidak
HC1 encer bereaksi bereaksi tidak tidak
HNO3 pekat bereaksi bereaksi bereaksi tidak
Na ternyata sangat reaktif, sedangkan Pt sebaliknya.
Reaksi dimana Na melepaskan elektronnya adalah reaksi korosi
70

dan karenanya Na adalah logam yang sangat mudah terkorosi.
Sebaliknya Pt digolongkan sebagai logam mulia karena
reaktivitasnya yang sangat rendah.
2. Mekanisme korosi
Mekanisme proses korosi logam pada dasarnya merupakan
proses elektrokimia. Untuk memahami mekanisme proses korosi
baiklah kita perhatikan reaksi antara logam seng (Zn) dengan
asam khlorida (HCl). Jika Zn dicelupkan ke dalam larutan HC1,
akan terjadi reaksi pembentukan gas hidrogen dan reaksi
pelarutan Zn membentuk larutan seng khlorida (ZnC12). Reaksi
diatas dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi berikut ini
Zn + 2 HC1 — ZnC12 + H2 ......................................................(1)
Ion klorida tidak ikut serta dalam reaksi, maka reaksi (1) dapat
disederhanakan sebagai berikut
Zn + 2 H+ — ZN2+ + H2 ............................................................(2)
Seng bereaksi dengan ion hidrogen dari larutan asam
membentuk ion seng dan gas hidrogen.
Dari persamaan reaksi (2) kita dapat melihat bahwa terjadi dua
jenis reaksi yang berlangsung bersamaan, yaitu reaksi oksidasi Zn
dan reaksi reduksi ion hidrogen. Reaksi oksidasi dan reduksi ini
dapat dinyatakan dalam persamaan reaksi berikut :
Zn — Zn++ + 2 e (oksidasi) ......................................................(3)
2H+ + 2 e — H2 (reduksi) .........................................................(4)
Reaksi (3) adalah reaksi oksidasi dari logam seng yang
merupakan proses terkorosinya logam seng, dan terjadi didaerah
yang bersifat anodik atau anoda, oleh karena itu biasa disebut re-
aksi anodik.
Reaksi (4) yang berlangsung serempak dengan reaksi (3) adalah
reaksi reduksi yang terjadi di daerah bersifat katodik atau katoda,
oleh karena itu biasa disebut sebagai reaksi katodik.
Dari uraian diatas dapat dilihat bahwa proses korosi dapat terjadi
apabila sekurang-kurangnya terdapat sepasang reaksi oksidasi
dan reduksi, yang berlangsung secara serempak dengan
kecepatan reaksi, yang sama.
71

3. Reaksi anodik dan katodik
Reaksi anodik dalam setiap reaksi korosi merupakan reaksi
oksidasi suatu logam menjadi ionnya yang ditandai dengan
kenaikan valensi atau pelepasan elektron.
Secara umum reaksi anodik dapat dituliskan sebagai berikut :
M — Mn+ + n e .......................................................................(5)
n = jumlah elektron yang dihasilkan dan nilainya sama dengan
valensi ion logam yang terkorosi.
Gb. 2.22. Korosi logam karena zat asam
Reaksi katodik dalam setiap reaksi korosi merupakan reaksi re
duksi yang ditandai dengan penurunan valensi atau penyerapan
elektron. Ada beberapa reaksi katodik yang berbeda yang sering
dijumpai dalam korosi logam, yaitu :
- Lingkungan asam :
a. Tanpa oksigen
2 H+ + 2 e — H2 ........................................................ (5)
b. Dengan oksigen
4 H+ + O2 + 4 e — 2 H2O ...................................... (6)
- Lingkungan basa atau netral :
+ O2 + 4 e — 4 OH- ......................................... (7)
2 H2O
- Reduksi ion logam :
Mn+ + n e — M ........................................................ (8)
Mn + e —— M(N-1)+ .................................................... (9)
+
72

Dari sekian banyak reaksi katodik yang paling umum dijumpai
pada proses korosi adalah reaksi (5); (6) dan (7). Dari sini dapat
disimpulkan bahwa peranan air dan oksigen sangat dominan
dalam proses korosi.
4. Terbentuknya anoda dan katoda
Daerah anoda dan katoda pada prinsipnya dapat terbentuk bila
pada permukaan logam atau paduan terdapat perbedaan po-
tensial atau energi bebas dari titik yang satu terhadap yang lain
disekitarnya.
Perbedaan potensial ini dapat dihasilkan misalnya oleh dua jenis
logam yang berhubungan secara listrik, perbedaan rasa,
perbedaan suhu, perbedaan tegangan, perbedaan besar butiran,
daerah pinggir dan tengah butiran dan juga pengaruh konsentrasi
dari lingkungan.
Kondisi-kondisi yang dapat membentuk daerah anoda dan katoda
dapat dilihat dalam tabel berikut ini :
Tabel 2.1. Terbentuknya Anoda dan Katoda
KONDISI ANODA KATODA
Logam berbeda*)
Fe & Cu Fe Cu
Zn & Fe Zn Fe
Fasa berbeda :
Fe3C
α & Fe3C α
Suhu panas dingin
Tegangan tegang kasar
Butiran halus tengah
pinggir
Konsentrasi oksigen Rendah Tinggi
Kotoran Tengah Pinggir
*) Sesuai dengan \"Galvanic Series\" dalam \"Electrochemical Series\"
73

5. Jenis-jenis Korosi
Serangan korosi pada logam-logam oleh lingkungannya dapat
menghasilkan berbagai bentuk kerusakan. Jenis kerusakan yang
terjadi tidak hanya tergantung pada jenis logam, keadaan fisik
logam dan keadaan penggunaan-penggunaannya, tetapi juga
tergantung pada lingkungannya.
Ditinjau dari bentuk produk atau prosesnya, korosi dapat
dibedakan dalam beberapa jenis, di antaranya :
a. Korosi merata : Serangan korosi yang merata diseluruh
permukaan logam. Korosi merata umumnya terjadi pada
permukaan - permukaan logam yang memiliki komposisi kimia
sejenis atau memiliki mikro struktur sejenis.
Korosi merata merupakan bentuk kerusakan yang paling
umum dijumpai.
b. Korosi lubang (pitting) : Serangan korosi yang membentuk
lubang. Korosi lubang biasanya merupakan hasil dari aksi sel
korosi autokatalitik setempat. Dengan demikian kondisi kondisi
korosi yang dihasilkan di dalam lubang cenderung
mempercepat proses korosi.
Korosi lubang sangat membahayakan karena biasanya hanya
berbentuk lubang kecil bahkan kadang-kadang dari luar
tertutup dan hanya merupakan permukaan yang kasar.
c. Korosi celah (crevice corrosion) : Serangan korosi pada celah-
celah yang umumnya terjadi karena adanya jebakan air atau
elektrolit diantara celah, sambungan dan sebagainya. Korosi
celah ini juga dapat autokatalitik karena hidrolisa ion - ion
logam yang terjadi di dalam celah dan juga penimbunan
muatan positif larutan di dalam celah.
d. Korosi galbani (galvanic corrosion) : Serangan korosi yang
terjadi apabila dua logam yang berbeda dihubungkan satu
dengan yang lain. Logam yang kurang mulia akan bertindak
sebagai anoda dan yang lebih mulia sebagai katoda.
Kecenderungan terkorosi tergantung pada jenis logam yang
berkontak dan luas permukaan daerah katoda dan anodanya.
74

e. Korosi selektif : Serangan korosi yang bersifat selektif. Paduan
yang terdiri dari unsur-unsur yang memiliki aktifitas
elektrokimia jauh berbeda akan mudah terpengarah oleh
korosi selektif.
f. Korosi antar kristal (intergranular corrosion) : Serangan korosi
yang terjadi pada batas kristal (butir) dari suatu logam/paduan
karena paduan yang kurang sempurna (ada kotoran yang
masuk) atau adanya gas hidrogen atau oksigen yang masuk
pada batas kristal/butir.
g. Korosi lelah : kegagalan logam oleh aksi gabungan beban
dinamik dan lingkungan korosif.
h. Korosi tegang : Peretakan logam karena aksi gabungan beban
statik dan lingkungan korosif.
i. Korosi erosi : Kerusakan logam karena gabungan aksi
lingkungan korosif dan erosi permukaan logam oleh
pergerakan lingkungan fluida yang korosif.
6. Pengendalian Korosi
Prinsip dasar pengendalian korosi sebenarnya sangat sederhana.
Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi dapat dibagi dalam dua
kategori, yaitu faktor logam (faktor dalam) dan faktor lingkungan
(faktor luar).
Jumlah paduan logam maupun variasi lingkungan sangat banyak,
sehingga dapat diperkirakan bahwa persoalan korosi tampaknya
sangat kompleks. Tetapi dasar-dasar pengendaliannya dapat kita
bagi kedalam 4 metode seperti berikut ini :
a) Membuat logam tahan korosi
b) Membuat lingkungan menjadi tidak korosif
c) Membalikkan arah arus korois
d) Memisahkan logam dari lingkungan.
a. Membuat logam tahan korosi
Membuat logam menjadi tahan korosi, dimaksudkan untuk
memperoleh ketahanan korosi dari logam dalam lingkungan
tertentu. Cara penanggulangan seperti ini akan melibatkan
ahli-ahli metallurgi. Ketahanan korosi dari logam dapat
75

diperoleh karena pada permukaan logam dapat dihindarkan
adanya daerah-daerah anodik dan katodik, atau menjadikan
permukaan logam tertutup oleh lapisan yang protektif, seperti
baja tahan karat, baja tahan cuaca dan sebagainya. Cara ini
tentu akan mengakibatkan harga logam yang sangat tinggi.
b. Membuat lingkungan menjadi tidak korosif
Membuat lingkungan menjadi tidak korosif pada umumnya di
lakukan dengan menggunakan zat-zat kimia yang
ditambahkan ke dalam lingkungan elektrolit. Cara ini cocok
untuk lingkungan-lingkungan yang terbatas dan terkontrol. Zat-
zat yang ditambahkan dapat mempengaruhi reaksi-reaksi di
anoda, katoda atau keduanya, sehingga proses korosi
diperlambat. Zat yang ditambahkan disebut inhibitor.
c. Membalikkan arah korosi
Membalikkan arah arus korosi, sehingga proses korosi logam
dikurangi atau bahkan ditiadakan sama sekali. Cara ini bi asa
kita kenal dengan istilah \"proteksi katodik\", dimana proses
korosi dicegah dengan jalan memperlakukan logam yang di-
lindungi sebagai katoda.
d. Memisahkan logam dari lingkungan
Memisahkan logam dari lingkungan adalah cara yang sangat
populer dan banyak dilakukan. Cara ini meliputi pelapisan de-
ngan lapis lindung organik atau inorganik (logam dan bukan
logam). Teknik pelindungan dapat dengan pengecatan,
semprot, lapis listrik, celup dan sebagainya.
Untuk proses lapis listrik (electroplating) logam yang umum
digunakan untuk melapis antara lain kadmium, khrom,
tembaga, emas, timah putih, timah hitam, nikel, perak dan
seng. Sedangkan dalam bentuk paduannya antara lain :
kuningan, perunggu, nikel- besi dan lain-lain.
Gb. 2.23. Perhiasan yang dilapisi emas
76

Dilihat dari fungsi proteksinya jenis-jensi logam pelindung
tersebut dapat kita kelompokkan dalam dua golongan. Go-
longan yang pertama adalah bersifat \"sacrificial\" yaitu logam
logam yang lebih anodis dari logam yang dilindungi, sehingga
logam pelindung tersebut akan habis lebih dahulu dari pada
logam yang dilindungi.
Golongan kedua adalah logam-logam yang betul-betul
\"melindung\" dalam arti bersifat mengisolasi permukaan bahan
dasar terpisah dari lingkungan, dan yang bersifat katodis.
Sebagai contoh untuk perlindungan baja, logam yang
termasuk dalam golongan pertama adalah : seng, aluminium,
kadmium dan sebagainya; dan yang termasuk golongan
kedua adalah nikel, khrom, perak, dan sebagainya.
Gb. 2.24. Pelapisan perak
B. Pelapisan Logam
Setiap tahun, korosi yang terjadi diberbagai lingkungan
menyebabkan kerusakan yang memakan biaya cukup besar. Untuk
menanggulangi bahaya korosi, yang berarti juga memperkecil
kerugian, perlu dicari cara-cara untuk melindungi logam yang mudah
terkorosi.
Salah satu cara perlindungan yang patut diketengahkan adalah
memberikan suatu lapisan logam tertentu sebagai lapis pelindung.
Ada bermacam-macam cara untuk memberikan logam pelapis pada
logam yang akan dilindungi. Salah satu diantaranya adalah proses
lapis listrik (electroplating).
77

Gambar 2.25. Proses lapis emas dengan cara listrik
Lapis listrik menawarkan jasanya untuk memberikan suatu
perlindungan dengan menggunakan logam-logam tertentu sebagai
lapis pelindung, misalnya : nikel, khrom, seng, timah dan lain-lain.
Banyak orang yang tidak terjun langsung dalam industri lapis listrik
mengira bahwa lapis listrik hanya untuk menbuat benda-benda
tampak lebih menarik. Pada kenyataannya peranan lapis listrik jauh
lebih luas lagi. Peranan utamanya adalah melindungi logam yang
dilapisi dari bahaya korosi. Disamping itu peranan penting lainnya
ialah dapat menambah daya tahan terhadap gesekan, memperbaiki
sifat konduktivitas, memudahkan penyolderan, menambah kekerasan
dan lain-lain. Sehingga memungkinkan para perancang dan ahli
teknik untuk mendapatkan kombinasi sifat-sifat dari permukaan
benda yang dilapisi dan logam pelapisnya.
1. Konsep Dasar
Lapis listrik adalah suatu proses pengendapan/deposisi suatu
logam pelindung yang dikehendaki diatas logam lain dengan cara
elektrolisa. Biasanya elektrolisa dilakukan dalam suatu bejana
yang disebut sel elektrolisa yang berisi cairan elektrolit/rendaman
(bath). Pada rendaman ini tercelup paling tidak dua elektroda.
Masing-masing elektroda dihubungkan dengan arus listrik, terbagi
menjadi kutub positif (+) dan negatif (-) dikenal sebagai anoda (+)
dan katoda (-).
78

Katoda (-)
Besi St 37 Anoda (+)
Nikel
(+)
DC
elektrolit
Gambar 2.26. Rangkaian alat pelapisan nikel
Selama proses lapis listrik berlangsung terjadi reaksi kimia pada
daerah elektroda/elektrolit; baik reaksi reduksi maupun oksidasi.
Karena pada proses lapis listrik reaksi diharapkan berjalan terus
menerus menuju arah tertentu secara tetap, maka hal yang paling
penting dalam proses ini adalah mengoperasikan proses ini
dengan menggunakan arus searah.
Dari uraian terdahulu dapat dikatakan bahwa ada 4 bagian yang
utama (penting) dari suatu sistem lapis listrik. Keempat bagian
yang harus ada didalam suatu unit lapis listrik adalah :
− Larutan elektrolit (rendaman)
− Anoda
− Katoda (benda kerja)
− Sirkuit luar
2. Rendaman/Larutan Elektrolit
Setiap larutan elektrolit yang dijadakan rendaman tempat proses
lapis listrik berlangsung harus mengandung bahan-bahan terlarut
yang sekurang-kurangnya memiliki satu dari fungsi berikut ini:
a. Menyediakan sumber logam yang akan diendapkan
b. Membentuk kompleks dengan ion logam yang akan
diendapkan
c. Konduktif
79

d. Dapat menstabilkan larutan dari hidrolisa
e. Bertindak sebagai buffer — pengatur pH
f. Memodifikasi atau mengatur bentuk fisik dari endapan
g. Membantu pelarutan anoda.
Adapun rendaman yang digunakan dalam proses lapis listrik da-
pat bersifat asam maupun basa.
a. Rendaman Asam Dengan Garam Sederhana
Biasanya rendaman selalu rengandung garam dari logam
yang akan diendapkan/dilapiskan. Sebaiknya dipilih garam-
garam yang mudah larut namun anion dari garam tersebut
tidak mudah tereduksi. Walaupun anion tidak ikut secara
langsung dalam proses terjadinya pelapisan, tetapi jika
menempel pada permukaan katoda akan merupakan
gangguan bagi struktur endapan.
Aktivitas dari ion logam ditentukan oleh konsentrasi dari garam
logamnya, derajat disosiasi dan konsentrasi komponen lain
yang ada di dalam rendaman. Jika konsentrasi logamnya tidak
mencukupi untuk diendapkan, akan terbentuk endapan yang
terbakar pada rapat arus yang relative rendah.
Gambar 2.27. Larutan pelapis emas
Adanya ion khlorida di dalam rendaman yang bersifat asam
mempunyai dua (2) fungsi utama, pertama akan memudahkan
terkorosinya anoda atau mencegah pasivasi anoda dan yang
kedua akan menaikkan koefisien difusi dari ion logamnya
berarti menaikkan batas rapat arus (limiting current density).
b. Rendaman yang Mengandung Garam Kompleks
Garam kompleks yang sering digunakan dalam proses lapis
80

listrik adalah Sianida. Karena siano kompleks terdekomposisi
oleh asam, maka rendaman harus bersifat alkali (basa).
Adanya natrium atau kalium hidroksida akan memperbaiki
konduktivitas dan mencegah liberasi dari asam hidrosianat
oleh CO2 yang masuk ke dalam rendaman dari udara.
c. Buffer (penyangga) dan komponen lainnya
Disamping garam logamnya sebagai komponen utama,
rendaman juga mengandung komponen lain, misalnya
komponen yang berfungsi sebagai penyangga (mengatur pH);
misal untuk rendaman nikel digunakan asam borat sebagai
buffer.
Sedangkan penambahan asam sulfat pada rendaman tertentu
akan menaikkan konduktivitas dan mencegah hidrolisa.
d. Bahan Imbuh (Addition Agent)
Untuk mendapatkan hasil pelapisan yang baik (mengkilap,
rata) diperlukan adanya komponen-komponen lain yang
ditambahkan kedalam rendaman. Diantaranya adalah \"Wetting
agent\", \"levellers\" dan bahan pengkilap (brightener).
Wetting Agent :
Jika gelembung gas hidrogen menempel pada permukaan
katoda, pelapisan dihalangi dan hanya terjadi disekitar
gelembung tersebut, sehingga menghasilkan pelapisan yang
berlubang-lubang. \"Wetting agent\" ditambahkan untuk
mengeliminir hal tersebut.
Levellers.
Bahan imbuh ini mempunyai kemampuan untuk
menyembunyikan cacat-cacat pada permukaan katoda.
Bahan Pengkilap.
Bahan ini ditambahkan ke dalam rendaman, agar endapan/
lapisan yang dihasilkan mengkilap. Ada bermacam-macam
bahan pengkilap, biasanya adalah bahan-bahan organik.
Bahan imbuh yang telah disebutkan biasanya ditambahkan ke
dalam larutan dalam jumlah yang kecil sekali.
81

Kemampuan Rendaman.
Rendaman/elektrolit untuk suatu proses lapis listrik diharapkan
mempunyai kemampuan untuk mendapatkan hasil yang
berkualitas baik. Rendaman harus memiliki \"covering power\",
\"throwing power\", dan \"levelling\" yang baik.
\"Covering power\"
Covering power adalah kemampuan suatu rendaman/elektrolit
untuk mengendapkan logam keseluruh permukaan katoda
yang bagaimanapun juga bentuknya. Covering power
tergantung kepada pengerjaan awal/proses persiapan
peiinukaan dan kondisi dari permukaan benda kerja/katoda
disamping kondisi dari proses lapis listrinya sendiri.
\"Throwing power\"
Ada dua macam throwing power, yang pertama adalah macro
dan yang kedua adalah micro throwing power.
Macro throwing power.
Macro throwing power dapat didefinisikan sebagai
kemampuan rendaman/elektrolit untuk menghasilkan endapan
yang kurang lebih sama tebalnya pada benda kerja yang tidak
beraturan bentuknya. Faktor yang mempengaruhi macro
throwing power adalah distribusi arus, kondisi operasi,
efisiensi arus dan konduktivitas.
Micro throwing power.
Didefinisikan sebagai kemampuan rendaman untuk
menghasilkan endapan yang sama tebalnya pada setiap titik
permukaan benda kerja. Difusi ion logam merupakan hal yang
penting bagi micro throwing power.
“Levelling\"
Dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk menghasilkan
lapisan yang lebih tebal pada lekukan daripada pada
permukaan yang rata.
3. Anoda
Anoda yang digunakan dalam proses lapis listrik harus dapat
mengalirkan arus listrik dari luar kedalam larutan/rendaman dan
82

juga harus berfungsi sebagai pengisi kekurangan logam didalam
larutan karena mengendap pada permukaan katoda.
Anoda dapat berbentuk lempengan logam yang masif atau dapat
juga berbentuk bola atau potongan-potongan kecil.
Ada dua jenis anoda, yaitu anoda yang terbuat dari logam yang
akan diendapkan,dikenal dengan nama anoda terlarut dan satu
lagi adalah anoda yang terbuat dari logam lain yang tidak larut
dalam rendaman, dikenal dengan nama anoda inert.
Ada keuntungan dan kerugiannya masing-masing bila
menggunakan jenis anoda tersebut.
Keuntungan bila kita menggunakan anoda terlarut antara lain
adalah larutan/rendaman dapat dikatakan memiliki kandungan
logam yang konstan, penambahan garam logamnya tidak perlu
dilakukan. Sedangkan ke rugiannya menggunakan anoda terlarut
adalah seringkali ada pengotor yang ikut terlarut dan kadang-
kadang juga ada bahan-bahan yang tidak larut yang akan
mengotori rendaman, disamping itu perlu dilakukan kontrol
apakah anoda tetap aktif dan tidak membentuk film tipis yang
akan menyebabkan anoda menjadi pasif.
Keuntungan menggunakan anoda inert adalah tidak perlu
mengganti anoda (karena tidak akan habis) jadi sekali dipasang
dapat digunakan selamanya; namun demikian ada juga
kerugiannya yaitu, logam didalam rendaman lama kelamaan akan
habis mengendap dibawa, sehingga analisa larutan dan
penambahan bahan kimia kedalam larutan harus kerapkali
dilakukan.
4. Katoda
Katoda atau benda kerja dapat memiliki bermacam bentuk dan
dapat terbuat dari beraneka logam yang penting katoda harus
bersifat konduktor sehingga proses lapis listrik dapat berlangsung
dan logam dapat menempel pada katoda (benda kerja).
Bila benda kerja tidak bersifat konduktor, dapat dilakukan
pengerjaan awal yang membuat benda kerja siap menjadi katoda
dalam proses lapis listrik.
83

5. Sirkuit Luar
Sirkuit (rangkaian) listrik di luar sistem lapis listrik biasanya terdiri
dari sumber arus dan peralatan lain yang dapat menyearahkan
arus bila sumber arus memberikan arus bolak-balik.
C. Pengerjaan Lapis Listrik
1. Pemilihan Jenis Pelapis
Di dalam proses lapis listrik, logam-logam yang umumnya
digunakan untuk pelapis antara lain adalah : kadmium, khrom,
tembaga, emas, perak, timbal, nikel dan seng, sedangkan logam
paduan yang digunakan antara lain adalah kuningan dan
perunggu.
Gambar 2.28. Proses pelapisan logam perak
Gambar 2.29. Hasil pelapisan logam perak
Dilihat dari fungsi perlindungannya, jenis-jenis logam pelindung
tersebut dapat dikelompokkan dalam 2 golongan yaitu :
84

a. Lapis Logam Mulia.
Logam-logam pelapis yang termasuk dalam golongan ini
adalah logam yang betul-betul melindungi. Logam ini lebih
bersifat katodik daripada logam yang dilindungi. Sebagian
besar dari logam pelindung termasuk ke dalam golongan ini.
Gambar 2.30. Pelapisan perak dengan proses anodisasi
b. Lapis Logam Korban.
Logam-logam pelapis yang termasuk dalam golongan ini
adalah logam-logam yang lebih anodik dari logam yang
dilindungi, sehingga logam pelindung ini akan rusak lebih
dahulu, contoh : seng.
Gambar 2.31. Pipa baja dilapis dengan seng
85

Untuk mendapatkan perlindungan yang baik, pemilihan jenis
pelapis perlu dilakukan secara hati-hati. Hal-hal penting yang
perlu di jadikan dasar pertimbangam adalah :
c. Tujuan Melapisi
Tujuan melapisi dapat dibagi menjadi 3 kelompok.
Kelompok 1.: Hanya untuk menambah daya tahan terhadap
korosi.
Contoh : lapis seng pada kawat baja untuk jalur komunikasi.
Gambar 2.32. Pelapisan seng
Kelompok 2.: Untuk mendapatkan permukaan yang tahan
korosi dan sifat tertentu yang tidak dimiliki oleh
logam yang akan dilapisi.
Contoh : lapis nikel & khrom pada relay tilpun, dimana selain
untuk melindungi logam dasarnya dari korosi juga
diharapkan akan memperbaiki sifat tahan aus.(wear
resistance).
Gambar 3.33. Bahan-bahan untuk pelapisan nikel
86

Kelompok 3.: Hanya untuk mendapatkan sifat tertentu.
Contoh : lapis khrom pada silinder dan bagian lain dari
mesin pembakaran, dimaksudkan untuk
memperbaiki sifat tahan aus dan lubrikasi dari
permukaannya.
Gambar 2.34. Komponen mesin dilapis khrom
d. Fungsi dari benda yang dilapisi.
Sebelum menentukan jenis pelapis yang akan digunakan,
terlebih dahulu perlu diketahui fungsi dari benda yang akan
dilapisi tersebut. Ada beberapa faktor yang perlu mendapat
perhatian, antara lain :
- Faktor Lingkungan
Logam pelapis harus disesuaikan dengan lingkungan
dimana benda yang akan dilapisi tersebut berada.
- Umur pelayanan (service life).
Pemilihan logam pelapis juga harus disesuaikan dengan
umur pelayanan dari benda yang akan dilapisi.
- Logam dasar yang akan dilapisi.
Suasana pelapisan (kondisi elektrolit) harus sesuai dengan
benda yang akan dilapisi.
Bentuk dan ukuran dari benda yang akan dilapisi. Disain bak,
rak dan anoda yang digunakan untuk pelapisan harus sesuai
dengan bentuk ukuran dari benda yang akan dilapisi.
2. Proses Lapis Listrik
Secara garis besar proses lapis listrik dapat dibagi menjadi 3
tahap sebagai berikut :
87

Tahap 1. : Proses persiapan
Tahap 2. : Proses lapis listrik
Tahap 3. : Proses pengerjaan akhir
Tahap 1. Proses Persiapan
Sebelum lapis listrik dilakukan pada suatu benda kerja,
permukaan benda kerja tersebut harus berada dalam kondisi
yang betul-betul bersih, bebas dari segala macam pengotor.
Persyaratan ini mutlak perlu agar bisa didapatkan hasil lapis listrik
yang baik.
Secara umum persiapan ini harus memenuhi 2 tujuan.
a. Menghilangkan semua pengotor yang ada pada permukaan.
b. Mendapatkan keadaan fisik permukaan yang baik dari
permukaan.
Jenis kotoran yang biasa dijumpai pada permukaan logam dapat
digolongkan sebagai berikut :
a. kotoran organik
b. kotoran anorganik/oksida
c. kotoran lainnya.
Pemilihan teknik persiapan ini tergantung dari pengotornya, tetapi
secara umum dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
a. cara mekanik
b. pembersihan dengan pelarut (solvent)
c. pembersihan dengan alkali baik celup atau elektrokimia
d. pembersihan dengan asam.
Tahap 2. Proses Lapis Listrik
Setelah benda kerja betul-betu bersih, maka benda kerja tersebut
sudah siap untuk dilapisi. Cara melapisi : benda kerja dijadikan
katoda, dicelupkan ke dalam larutan elektrolit yang mengandung
garam dari logam pelapisnya. Sedangkan anodanya biasanya
berbentuk batangan atau lempengan dari logam, dan biasanya
terbuat dari logam yang akan dilapiskan. Kemudian sistim
tersebut dihubungkan dengan sumber arus.
Adapun kondisi operasi yang perlu direncanakan adalah :
− rapat arus
− waktu
88

− temperatur
− komposisi larutan elektrolit.
Tahap 3. Pengerjaan Akhir.
Benda kerja setelah mengalami proses lapis listrik, perlu dibilas
(dicuci bersih-bersih) dan kemudian dikeringkan. Kadang-kadang
perlu juga dilakukan proses lebih lanjut misalnya dipasifkan atau
diberi lapis pelindung yang transparant (lacquer).
3. Hal-hal yang berpengaruh dalam pelapisan
a. Sumber arus atau besarnya potensial arus yang digunakan
dalam proses pelapisan.
b. Pemakaian rendaman elektrolit (bath constituents)
c. Penambahan bahan lain berupa zat anorganik atau anorganik
(adding agents)
d. Karakteristik katoda yang akan dilapisi terutama sifat dan
bentuk permukaan.
e. Keadaan posisi geometrik benda kerja terhadap anoda.
f. Faktor lain yang menentukan hasil pelapisan yaitu : struktur
dan ukuran butir elektrodeposit yang menentukan kekuatan
adhesinya.
4. Keuntungan dan Kelemahan Proses Lapis Listrik.
Bila dibandingkan dengan proses-proses lapis listrik logam yang
lain, ternyata proses lapis listrik mempunyai beberapa keuntungan
dan kelemahan.
a. Keuntungan proses lapis listrik.
i) Suhu operasi tidak terlalu tinggi (paling tinggi sekitar 600 –
700oC)
ii) Ketebalan lapisan lebih mudah dikendalikan
iii) Permukaan lapisan bisa halus
iv) Hemat dalam pemakaian logam pelapis
b. Kelemahan proses lapis listrik.
i) Adanya keterbatasan dalam ukuran dan disain dari benda
yang akan dilapisi.
ii) Hanya bisa dilakukan ditempat pelapisan tidak bisa
89

dilakukan di \"lapangan\".
iii) Terbatas pada benda kerja yang konduktor.
Dengan adanya kemajuan dari teknoloai lapis listrik, ternyata
kelemahan-kelemahan yang tersebut di atas telah bisa diatasi.
Kelemahan i dan ii bisa diatasi dengan adanya proses lapis listrik
selektip (selective area plating). Dengan menggunakan alat
semacam sikat, benda yang akan dilapisi tidak perlu dibawa ke
tempat pelapisan, bisa dilapisi dilapangan. Ukuran dan bentuk
benda yang akan dilapisi pun tidak menjadi masalah lagi karena
dengan cara selektip ini, tidak diperlukan bak pelapisan.
Kelemahan iii dapat diatasi dengan adanya proses\"electroless\".
D. Dasar Teori Elektroplating
Elektroplating dibuat dengan jalan mengalirkan arus listrik
melalui larutan antara logam atau material lain yang konduktif. Dua
buah plat logam merupakan anoda dan katoda dihubungkan pada
kutub positif dan negatif terminal sumber arus searah (DC). Logam
yang terhubung dengan kutub positif disebut anoda dan yang
terhubung dengan kutub negatif disebut katoda. Ketika sumber
tegangan digunakan pada elektrolit, maka kutub positif mengeluarkan
ion bergerak dalam larutan menuju katoda dan disebut sebagai
kation. Kutub negatif juga mengeluarkan ion, bergerak menuju anoda
dan disebut sebagai anion. Larutannya disebut elektrolit.
Hubungan antara voltase dalam elektrolit dan kekuatan arus
listrik yang mengalir ditunjukkan oleh hukum Ohm yaitu :
E
I= (Suparni Setyowati Rahayu, 1996:62)
R
Dimana : I = Arus listrik (Ampere)
E = Beda potensial (Volt)
R = Resistansi (Ohm)
Besarnya listrik yang mengalir yang dinyatakan dengan
Coulomb adalah sama dengan arus listrik dikalikan dengan waktu.
Dalam pemakaian secara umum atau dalam pemakaian elektroplating
satuannya adalah ampere-jam (Ampere-hour) yang besarnya 3600
90

coulomb, yaitu sama dengan listrik yang mengalir ketika arus listrik
sebesar 1 ampere mengalir selama 1 jam.
Gambar 2.35. Peralatan elektroplating seng
Michael Faraday pada tahun 1833 menetapkan hubungan
antara kelistrikan dan ilmu kimia pada semua reaksi elektrokimia. Dua
hukum Faraday ini adalah :
• Hukum I : Jumlah dari tiap elemen atau grup dari elemen-elemen
yang dibebaskan pada kedua anoda dan katoda
selama elektrolisa sebanding dengan jumlah listrik
yang mengalir dalam larutan.
• Hukum II : Jumlah dari arus listrik bebas sama dengan jumlah
ion atau jumlah substansi ion yang dibebaskan
dengan memberikan sejumlah arus listrik adalah
sebanding dengan berat ekivalennya.
Hukum I membuktikan terdapat hubungan antara reaksi kimia dan
jumlah total listrik yang melalui elektrolit. Menurut Faraday, arus 1
Ampere mengalir selama 96.496 detik ( ± 26,8 jam) membebaskan
1,008 gram hidrogen dan 35,437 gram khlor dari larutan asam
khlorida encer. Seperti hasil yang ditunjukkan bahwa 96.496 coulomb
arus listrik membebaskan satu satuan berat ekivalen ion positif dan
negatif. Oleh sebab itu 96.496 coulomb atau kira-kira 96.500 coulomb
yang disebut 1 Faraday sebanding dengan berat 1 elektrokimia.
Untuk menentukan logam yang terdeposisi dengan arus dan waktu
dapat ditentukan :
91

ampere jam x 3600
ampere det ik
Faraday = =
96.500 96.500
Langkah selanjutnya adalah mengalikan bilangan Faraday dengan
bilangan gram yang diendapkan oleh 1 Faraday (gram ekivalen),
maka persamaannya menjadi:
I .t Ar / Mr
G= x
96.500 valensi
Dimana : G = Berat logam terdeposisi (gram)
I = Rapat arus (Ampere)
t = Waktu (detik)
Ar/Mr = Massa atom/molekul relatif
Untuk menentukan tebal pelapisan yang terjadi perlu diketahui berat
jenis dari logam yang terlapis pada katoda. Hubungan berat jenis
dengan harga-harga yang lainnya adalah sebagai berikut :
berat endapan ( gram)
Volume (cc) =
berat jenis
Dengan mengukur benda kerja secara langsung, luas benda kerja
yang dilapisi dapat ditentukan. Maka tebal rata-rata dari lapisan
ditentukan dengan rumus :
Volume
Tebal Pelapisan =
Luas permukaan
Efisiensi plating pada umumnya dinyatakan sebagai efisiensi arus
anoda maupun katoda. Efisiensi katoda yaitu arus yang digunakan
untuk pengendapan logam pada katoda dibandingkan dengan total
arus masuk. Arus yang tidak dipakai untuk pengendapan digunakan
untuk penguraian air membentuk gas hidrogen, hilang menjadi panas
atau pengendapan logam-logam lain sebagai impuritas yang tak
diinginkan. Efisiensi anoda yaitu perbandingan antara jumlah logam
yang terlarut dalam elektrolit dibanding dengan jumlah teoritis yang
dapat larut menurut Hukum Faraday.
Kondisi plating yang baik bila diperoleh efisiensi katoda sama dengan
efisiensi anoda, sehingga konsentrasi larutan bila menggunakan
anoda aktif akan selalu tetap.
92

Gambar 3.36. Anoda seng
Efisiensi arus katoda sering dipakai sebagai pedoman menilai apakah
semua arus yang masuk digunakan untuk mengendapkan ion logam
pada katoda sehingga didapat efisisensi plating sebesar 100 %
ataukah lebih kecil. Adanya kebocoran arus listrik, larutan yang tidak
homogen dan elektrolisis air merupakan beberapa penyebab
rendahnya efisiensi.
Elektrolisis air merupakan reaksi samping yang menghasilkan gas
hidrogen pada katoda dan gas oksigen pada anoda.
Reaksi elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut :
: 2H+ → H2
Anoda + 2e
-
→ 2H2O
Katoda : 4OH + O2 + 4e
+
→ 2H2O
4H + 4OH + H2 + O2
Secara praktis efisiensi plating dinyatakan sebagai perbandingan
berat nyata terhadap berat teoritis endapan pada katoda.
Efisiensi katoda dituliskan sebagai :
W'
=
W
Dimana :
= Efisiensi plating
W’ = Berat nyata endapan pada katoda
W = Berat teoritis endapan pada katoda menurut Hukum Faraday
93

Apabila logam dimasukkan pada larutan yang mengandung ionnya
sendiri akan menimbulkan beda potensial antara logam tersebut
dengan larutan. Beda potensial ini disebabkan karena atom dari
logam untuk menjadikan satu atau lebih muatan negatif dan lepas ke
dalam larutan dalam bentuk ion. Pada saat yang bersamaan terjadi
reaksi kebalikan dalam larutan. Dua reaksi yang berlawanan tersebut
berlangsung pada kecepatan yang tidak sama, maka potensial ini
akan diatur oleh permukaan logam dan elekrolit yang berhubungan
dengan permukaan logam. Akhirnya kondisi setimbang tercapai
dimana ionisasi dan pelepasan berlangsung tepat pada kecepatan
yang sama. Kesetimbangan ini disebut dengan potensial
kesetimbangan atau potensial bolak-balik pada partikel logam pada
laruan yang dipergunakan.
Gambar 2.37. Anoda nikel dicelupan dalam elektrolit nikel.
Potensial elektroda standar berdasarkan skala hidrogen, dimana
semua logam-logam sebelum hidrogen pada skala hidrogen mampu
menggantikan hidrogen dari larutan yang mengandung ion hidrogen,
dan logam-logam setelah hidrogen pada skala hidrogen biasanya
tidak dapat menggantikan hidrogen secara langsung. Berikut ini
adalah skala hidrogen :
94

Tabel 2.2. Daftar Deret Daya Gerak Listrik
Beda potensial (Volt) Beda Potensial (Volt)
+ ++
Kalium (K ) -2,92 Nikel (Ni ) -0,25
+ ++
Sodium (Na ) -2,71 Timah putih (Sn ) -0,15
++ ++
Magnesium (Mg ) -2,34 Timah hitam (Pb ) -0,13
+++ +
Aluminium (Al ) -1,67 Hidrogen (H ) +0,00
++ ++
Mangan (Mn ) -1,10 Tembaga (Cu ) +0,34
++ +
Seng (Zn ) -0,769 Tembaga (Cu ) +0,52
++ +
Chrom (Cr ) -0,56 Perak (Ag ) +0,80
++ ++
Besi (Fe ) -0,44 Merkuri (Hg ) +0,91
++ +
Cadmium (Cd ) -0,40 Emas (Au ) +1,68
Logam seng, timah hitam dan timah putih dinamakan logam dasar
karena mudah larut di dalam asam dan ditunjukkan oleh tanda
potensial negatif, sedangkan kebalikan dari ketiga logam diatas
adalah logam mulia seperi tembaga, perak dan emas ditunjukkan oleh
tanda potensial positif.
1. Proses Elektroplating Tembaga-Nikel-Khrom
Proses pelapisan tembaga-nikel-khrom terhadap logam ferro atau
kuningan sebagai logam yang dilapis adalah satu cara untuk
melindungi logam terhadap serangan korosi dan untuk
mendapatkan sifat dekoratif. Cara pelapisan tembaga-nikel-khrom
dengan metode elektroplating adalah sebagai berikut :
Pelapisan menggunakan arus searah. Cara kerjanya mirip dengan
elektrolisa, dimana logam pelapis bertindak sebagai anoda,
sedangkan logam dasarnya sebagai katoda. Cara terakhir ini yang
disertai dengan perlakuan awal terhadap benda kerja yang baik
mempunyai berbagai keuntungan dibandingkan dengan cara-cara
yang lain. Keuntungan-keuntungan tersebut antara lain :
a. Lapisan relatif tipis.
b. Ketebalan dapat dikontrol.
c. Permukaan lapisan lebih halus.
d. Hemat dilihat dari pemakaian logam khrom.
95

Pengerjaan elektroplating tembaga-nikel-khrom pada dasarnya
terbagi atas tiga proses yaitu perlakuan awal, proses pelapisan
dan proses pengolahan akhir hasil elektroplating.
Proses elektroplating ini terdapat tiga jenis proses pelapisan yaitu
yang pertama adalah pelapisan logam dengan Tembaga, lalu
dilanjutkan dengan pelapisan Nikel dan yang terakhir benda
dilapis dengan Khrom.
2. Pelapisan Tembaga
Tembaga atau Cuprum (Cu) merupakan logam yang banyak
sekali digunakan, karena mempunyai sifat hantaran arus dan
panas yang baik. Tembaga digunakan untuk pelapisan dasar
karena dapat menutup permukaan bahan yang dilapis dengan
baik. Pelapisan dasar tembaga dipelukan untuk pelapisan lanjut
dengan nikel yang kemudian yang kemudian dilakukan pelapisan
akhir khrom.
Gambar 2.38. Body kamera yang dilapis tembaga
Aplikasi yang paling penting dari pelapisan tembaga adalah
sebagai suatu lapisan dasar pada pelapisan baja sebelum dilapisi
tembaga dari larutan asam yang biasanya diikuti pelapisan nikel
dan khrom. Tembaga digunakan sebagai suatu lapisan awal untuk
mendapatkan pelekatan yang bagus dan melindungi baja dari
serangan keasaman larutan tembaga sulfat. Alasan pemilihan
plating tembaga untuk aplikasi ini karena sifat penutupan lapisan
yang bagus dan daya tembus yang tinggi.
Sifat-sifat Fisika Tembaga
Logam berwarna kemerah-merahan dan berkilauan
96

Dapat ditempa, dibengkokan dan merupakan penghantar
panas dan listrik
Titik leleh : 1.0830C, titik didih : 2.3010C
Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3
Sifat-sifat Kimia Tembaga
Dalam udara kering sukar teroksidasi, akan tetapi jika
dipanaskan akan membentuk oksida tembaga (CuO)
Dalam udara lembab akan diubah menjadi senyawa karbonat
atau karat basa, menurut reaksi :
2Cu + O2 + CO2 + H2O (CuOH)2 CO3
Tidak dapat bereaksi dengan larutan HCl encer maupun
H2SO4encer
Dapat bereaksi dengan H2SO4 pekat maupun HNO3 encer dan
pekat
Cu + H2SO4 CuSO4 +2H2O + SO2
Cu + 4HNO3 pekat Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2
3Cu + 8HNO3 encer 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO
Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang
harus dilapisi lagi dengan Nikel atau Khrom. Pada prinsipnya ini
merupakan proses pengendapan logam secara elektrokimia,
digunakan listrik arus searah (DC). Jenis elektrolit yang digunakan
adalah tipe alkali dan tipe asam. Untuk tipe alkali komposisi
larutan dan kondisi operasi dapat dilihat pada tabel 2.3.
Tabel 2.3. Komposisi dan kondisi operasi plating tembaga sianida
Tipe : Strike
Komponen dan kondisi operasi
Tembaga sianida 15 gr/Lt
Potasium sianida 23 gr/Lt
Sodium karbonat 15 gr/Lt
pH 12-12,6
30-40 oC
Temperatur
1-2 A/dm2
Rapat arus katoda
Efisiensi katoda 30 %
97

Tipe : Rochelle
Komponen dan kondisi operasi
Tembaga sianida 40 gr/Lt
Potasium sianida 50 gr/Lt
Sodium karbonat 30 gr/Lt
60 gr/Lt
Rochelle Salt
pH 10,2-10,5
40-60 oC
Temperatur
2-4 A/dm2
Rapat arus katoda
Efisiensi katoda 50 %
Tipe : Efisiensi Tinggi
Komponen dan kondisi operasi
Tembaga sianida 75 gr/Lt
Potasium sianida 100 gr/Lt
Sodium karbonat 30gr/Lt
pH > 13
70-80 oC
Temperatur
3-6 A/dm2
Rapat arus katoda
Efisiensi katoda 100 %
Larutan Strike menghasilkan lapisan yang sangat tipis. Larutan
strike dapat pula dipakai sebagai pembersih dengan pencelupan
pada larutan sianida yang ditandai dengan keluarnya gas yang
banyak pada benda kerja sehingga kotoran-kotoran yang
menempel akan mengelupas. Larutan ini terutama digunakan
pada komponen-komponen dari baja sebagai lapisan dasar, untuk
selanjutnya dilakukan pelapisan tembaga dengan logam lain.
Gambar 2.39. Proses pelapisan tembaga
98

Formula kecepatan tinggi atau efisiensi tinggi digunakan untuk
plating tembaga tebal, smentara proses Rochelle digunakan untuk
menghasilkan pelapisan yang bersifat antara strike dan kecepatan
tinggi. Garam-garam Rochelle tidak terdekomposisi dan hanya
berkurang melalui drag-out yaitu terikutnya larutan pada benda
kerja pada saat pengambilan dari tanki tinggi disbanding larutan
strike sebab kerapatan arus katoda dan efisiensi penting dalam
kecepatan plating. Larutan Rochelle dan kecepatan tinggi dapat
dioperasikan pada temperatur relatif tinggi.
Komposisi larutan dan kondisi operasi untuk pelapisan tembaga
asam dapat dilihat pada tabel 2.4.
Tabel 2.4. Komposisi dan kondisi operasi plating tembaga asam
Formula 1
Komponen dan kondisi operasi
Tembaga sulfat 200 gr/Lt
Asam sulfat 50 gr/Lt, s.g. 1,84
19oBe (pada 27oC)
Specific gravity
30-50 oC
Temperatur
2-5 A/dm2
Kerapatan katoda
Efisiensi katoda 95-100 %
Formula 2, dengan klorida
Komponen dan kondisi operasi
Tembaga sulfat 250 gr/Lt
Asam sulfat 90 gr/Lt
Klorida 50 mg/Lt
2-4 A/dm2
Kerapatan arus
Perbandingan anoda : 1:1
katoda Udara
24-32 oC
Agitasi
Temperatur
Proses \"Pengolahan Awal\" adalah proses persiapan permukaan
dari benda kerja yang akan mengalami proses pelapisan logam.
Pada umumnya proses pelapisan logam itu mempunyai dua
tujuan pokok adalah sifat dekorasi, sifat ini untuk mendapatkan
tampak rupa yang lebih baik dari benda asalnya, dan aplikasi
teknologi, sifat ini misalnya untuk mendapatkan ketahanan
99

korosinya, mampu solder, kekerasan, sifat listrik dan lain
sebagainya.
Keberhasilan proses pengolahan awal ini sangat menentukan
kualitas hasil pelapisan logam, baik dengan cara listrik, kimia
maupu dengan cara mekanis lainnya.
Proses pengolahan awal yang akan mengalami proses pelapisan
logam pada umumnya meliputi proses-proses pembersihan dari
segala macam pengotor (cleaning proses) dan juga termasuk
proses-proses pada olah permukaan seperti poleshing, buffing,
dan proses persiapan permukaan yang lainnya.
Untuk mendapatkan daya lekat pelapisan logam (adhesi) dan fisik
permukaan benda kerja yang baik dari suatu lapisan logam, maka
perlu diperhatikan cara olah permukaan dan proses pembersihan
permukaan. Ketidaksempurnaan kedua hal tersebut di atas dapat
menyebabkan adanya garisan-garisan pada benda kerja dan
pengelupasan hasil pelapisan logam.
Pemilihan proses serta jenis bahan yang dipakai, baik pember-
sihan dengan cara mekanis ataupun dengan cara mekanis
ataupun dengan cara kimia ditentukan oleh faktor-faktor sebagai
berikut :
− jenis logam
− jenis pengotor
− tingkat kebersihan permukaan
− cara pembersihan dan jenis bahan
2.6. BAHAN NON METAL
2.6.1. Grafit
Grafit adalah suatu modifikasi dari karbon dengan sifat yang mirip
logam (penghantar panas dan listrik yang baik). Di samping tidak cukup
padat, grafit tidak terdapat dalam jumlah banyak di alam. Oleh karena itu,
untuk keperluan peralatan teknik serta pembuatan elektroda, grafit harus
dibuat secara sintetik. Pembuatan: Grafit alam atau grafit yang dibuat dari
kokas diperkecil ukurannya, dicampur dengan ter atau resin sintetik,
kemudian dipanaskan sehingga membentuk padatan (sintering) dalam
cetakan. Pada proses tersebut, bahan-bahan aditif terbakar menjadi
arang. Pemanasan yang dilakukan sekali lagi sampai temperatur 3000°C
akan menghasilkan lebih banyak grafit (grafit elektro). Untuk alat-alat
seperti penukar panas, setelah pemanasan, grafit perlu diberi bahan aditif
100

impregnasi (misalnya dempul dan serbuk grafit). Setelah proses
impregnasi, ketahanan temperaturnya turun menjadi 165°C.
Sifat-sifat: Grafit adalah penghantar listrik dan panas yang cukup
baik tetapi bersifat rapuh. Pada temperatur yang lebih tinggi, grafit
teroksidasi oleh asam nitrat berasap, khlor atau oksigen. Grafit hanya
dapat dilarutkan dalam besi leleh. Ditinjau dari segi ketahanan terhadap
korosi, grafit merupakan bahan yang bidang penggunaannya sangat luas.
Bahan tersebut tahan terhadap semua asam dan sebagian besar basa
hingga di atas 100°C.
Dalam udara, grafit dapat digunakan sampai kira-kira 165oC.
Apabila tidak diimpregnasi, grafit dapat digunakan sampai 500oC.
Pengolahan dan penggunaan: Gumpalan-gumpalan grafit dipotong
menjadi pelat atau dibuat langsung menjadi barang. Pelat-pelat tersebut
ditempel pada bagian luar bejana dengan menggunakan bahan perekat,
membentuk satu atau beberapa lapisan pada bejana. Celah-celahnya
ditutup dempul.
Grafit digunakan sebagai elektroda, bantalan luncur, ring
penyekat, dan aditif untuk bahan pe-lumas. Grafit juga mempertinggi
kemampuan lumas teflon. Barang yang seluruhnya dibuat dari grafit
adalah alat penukar panas, cawan lebur, batu filter, pompa, dan pelat
pecah. Grafit juga digunakan sebagai bahan pengisi. Pada alat penyekat
dan penghitung volume, sebagian peralatannya dibuat dari grafit
(misalnya torak). Serat grafit dimanfaatkan untuk pelepasan muatan
elektrostatik pada selubung ventilasi.
Gambar 2.40. Alat penukar panas blok dari grafit
101

2.6.2. Gelas dan Kuarsa
Gelas termasuk kelompok vitroida atau termogel, yang merupakan
senyawa kimia dengan susunan yang kompleks. Senyawa tersebut
diperoleh dengan membekukan lelehan yang lewat dingin. Gelas ialah
produk yang \"amorf dan bening dengan kekerasan dan elastisitas yang
cukup, tetapi sangat rapuh.
Pembuatan: Gelas dibuat dari campuran pasir, soda, batu. kapur,
natrium sulfat, feldspar, senyawa boron dan aluminium serta bahan aditif
lain, tergantung pada jenisnya. Dalam oven, campuran dileburkan
misalnya pada temperatur I600oC. Leburan tersebut didinginkan sampai
Pembuatan gelas kira-kira 1100oC. Produk-produk jadi atau setengah jadi
(misalnya pelat, pipa, benda berongga, batang dan barang yang dipres)
dapat dibuat langsung dari leburan tersebut. Hal penting dalam
pembuatan bahan itu adalah pendinginan bertahap dan perlahan-lahan.
Mula-mula bahan didinginkan sampai temperatur transformasi
(perubahan dari plastis ke elastis). Setelah perubahan tersebut, bahan
didinginkan lagi hingga tuntas. Dengan cara demikian tidak akan terjadi
tegangan dalam bahan yang dapat mengakibatkan retak secara tiba-tiba
pada bahan ketika digunakan.
Sifat-sifat: Gelas merupakan bahan yang dapat ditembus oleh
cahaya tampak dan sinar infra merah, tetapi tidak oleh sinar ultraviolet.
Gelas yang mengandung Pb tidak dapat dilewati oleh sinar Rontgen.
Pemanasan akan menyebabkan pemuaian gelas yang besarnya sangat
berbeda satu sama lain (tergantung koefisien pemuaian). Bila pemanasan
atau pendinginan berlangsung terlalu cepat atau terkonsentrasi pada satu
titik, akan terjadi tegangan. Karena gelas bersifat rapuh, tegangan
tersebut dapat menimbulkan retakan. Bahan aditif khusus seperti boron
oksida dapat membuat gelas kimia lebih tahan terhadap bahan kimia dan
perubahan temperatur. Kuarsa memiliki sifat tennis yang lebih baik
karena koefisien pemuaiannya sangat kecil.
Gelas merupakan isolator listrik yang baik dan penghantar panas
yang buruk (terutama glass wool). Gelas kimia akan berubah sifatnya
setelah digunakan bertahun-tahun atau dalam waktu yang lebih singkat
lagi bila dipakai untuk temperatur yang lebih dari 150'C. Perubahan ini
dimulai dengan teradinya kristalisasi pada beberapa tempat dan akhimya
pada seluruh tempat. Dengan demikian, gelas menjadi lebih rapuh dan
tidak dapat digunakan.
102

Ketahanan kimia:
Gelas sangat mudah rusak oleh lelehan alkali, alkali karbonat, (pH
10), hidrogen, fluorida, dan agak mudah rusak oleh basa panas dengan
pH 7 – 10, serta larutan panas asam anorganik yang mengandung air,
misalnya HCl 30%.
Pengolahan dan penggunaan: Gelas dapat dibentuk dengan cara
memanaskannya lagi (peniupan kaca). Selain itu gelas dapat digerinda
dingin, dibor, dipotong, direkat, diperkuat (dengan plastik/serat gelas) dan
bisa diberi tegangan (kaca pengaman) dengan pengerjaan panas.
Penggunaan: Gelas digunakan sebagai bahan bila dibutuhkan
peralatan yang tembus pandang dan mempunyai ketahanan kimia yang
tinggi. Contohnya pipa, kaca pengintip, organ penyekat, bejana kecil
dalam operasi, botol keranjang, botol kecil, alat penukar panas, pompa,
siklon, filter sinter, dan alat laboratorium. Secara khusus, gelas dapat
digunakan sebagai kaca pengaman, bahan isolasi, kaca optik (misalnya
untuk filter), kaca jendela, dan cermin.
Keamanan: Botol biasa dan botol keranjang tidak holeh diberi
beban tekanan. Bila tidak ada petunjuk kerja intern maka petunjuk kerja
yang dikeluarkan oleh perusahaan pembuat gelas kimia harus
diberlukukan.
2.6.3. Email
Email adalah bahan ticlak tembus pandang yang dibakarkan
secara berlapis (3 - 6 lapis) pada bahan dasar. Email merupakan massa
yang mirip gelas dan dapat menempel dengan kuat. Email terbentuk
setelah campuran organik yang merigandung kuarsa dalam air dilapiskan
ke alas permukaan logam dengan cara pelelehan dan \"sinter\".
Sifat-sifat: Email mempunyai sifat mirip gelas. Karena koefisien
pemuaiannya lebih kecil dari pada baja, ada kemungkinan email bisa
retak pada saat pemanasan. Hal ini disebabkan baja memuai lebih
panjang. Demikian pula pada pendinginan yang cepat, email dapat
menjadi retak karena tegangan tarik. Adanya retak-retak menyebabkan
bahan proses dapat menerobos masuk, menyerang baja dan menyebar
dibawah lapisan email. Apabila pada proses ini terbentuk gas seperti H2,
gas tersebut dapat mengangkat lapisan email sehingga terkelupas. Untuk
memperkecil bahaya ini, pada pembuatan peralatan email, email diberi
103

tekanan-tegangan awal. Dengan demikian, penggunaan dengan
perbedaan temperatur yang lebih besar diperbolehkan, sehingga
peralatan dapat dipanaskan/didinginkan lebih cepat. Petunjuk dari
perusahaan pembuat harus diberlakukan bila tidak ada petunjuk intem.
Penggunaan: Peralatan email digunakan dalam produksi bila
produk yang diinginkan harus mempunyai kemurnian yang tinggi dan/atau
peralatan harus mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap asam.
Email Barang
Bahan baku : - dicampur Hembusan pasir
- digiling
Pengujian
Pelelehan
Penuangan ke dalam air
Penggilingan dalam air
Penyemprotan, perendaman, penuangan
Beberapa kali
Pengeringan
Pembakaran
Pengujian
Gambar 2.41. Pembuatan email
104

Gambar 2.42. Bahaya keretakan lapisan email karena Δt yang terlalu besar
Petunjuk penggunaan:
Pukulan atau benturan dengan benda keras harus dihindari.
Misalnya pembersihan lubang yang tersumbat harus
menggunakan kayu lunak. Bila bejana berlapis email akan
diinjak, orang yang menginjak harus mengenakan sepatu kain.
Kristal yang keras tidak boleh diisikan ke dalam peralatan email,
karena akan terjadi erosi yang kuat.
Perubahan temperatur tidak boleh terlalu tiba-tiba
Kotak penyekat (stuffing box) dari email harus selalu diperiksa,
temperaturnya tidak boleh lebih dari 40'C di atas temperatur
reaksi.
Bila peralatan sedang dalam keadaan kosong, email harus selalu
dikontrol secara visual, apakah ada retakan-retakan dan pori-pori.
Pada tiap inspeksi harus diperiksa apakah email menghantarkan
listrik atau tidak. Pori-pori pada email dapat ditutup dengan
sekrup tantalum dengan penyekat dari teflon. Pada kerusakan
yang lebih besar digunakan pelat tantalum dengan teflon. Bila
kerusakan terialu besar, lapisan email harus diganti dengan yang,
baru.
2.6.4. Keramik
Benda keramik dibuat dari bahan dasar yang berasal dari
campuran berbentuk bubur yang mengandung aluminium silikat dan
105

bahan-bahan aditif. Setelah dibentuk dalam keadaan plastis, keramik
dikeringkan dalam udara dan dibakar satu atau beberapa kali.
Jenis-jenis keramik:
Bahan tanah (earthenware) (beling-beling berpori)
Tembikar (pottery): batu. merah, baiu bakar
Bahan batu (stoneware): pelat dinding, bejana
Tanah tahan api (fire clay): barang saniter yang tebal
Batu tahan api: chanaotte
Produk khusus:filter cartridge, batu filter
Burying sintering (beling-beling padat)
Perkakas batu: pipa, organ penyekat, pompa, filter hisap, pelat filter,
menara pencuci, benda pengisi, alat penukar panas, bejana, bejana
pencuci. Porselen, filter cartridge, periggiling bola, pompa pancar, benda
pengisolasi.
Sifat-sifat: Ditinjau dari segi korosi, benda keramik yang digunakan
dalam industri kimia memiliki sifat yang mirip dengan gelas. Tetapi sifat-
sifat fisiknya tidak sebaik kaca, seperti kekuatan terhadap beban tekan
(cukup), terhadap beban tarik (kecil), kekerasan (kurang), dan ketahanan
terhadap perubahan temperatur (tidak baik).
Gambar 2.43. Bahan dasar organik : sifat-sifat utama
106

2.6.5. Karet
Getah pohon karet (lateks) mengandung polimer dari isoprena.
Polimer tersebut mempunyai ikatan ganda. Dengan cara menambahkan
belerang pada lateks dan memanaskannya, akan terbentuk suatujaringan
makromolekul. Proses ini disebut vulkanisasi. Bergantung pada
banyaknya belerang yang dicampurkan, karet yang terbentuk akan
bervariasi, dari karet yang elastis sampai karet yang keras.
Sifat-sifatnya akan lebih bervariasi lagi, bila ke dalam karet
mentah dicampurkan bahan-bahan lain seperti karbon hitam, oksida
seng, antioksidan, atau bahan pelunak.
Sifat-sifat karet yang divulkanisir. Di bawah temperatur 5xC, karet
menjadi rapuh. Di atas 145oC, karet menjadi lengket. Dalam pelarut
organik, karet mengembang atau melarut. Karet relatif tahan terhadap
garam, asam dan basa, tetapipeka terhadap oksidasi.
Penggunaan:
Sampai temperatur 90oC, karet elastis dapat digunakan dan dapat
diregang dengan baik. Karet elastis digunakan untuk penyambung
selang, lapisan pelindung luar pada bagian yang bergerak, penyekat,
atau paking.
Karet keras dapat digunakan sampai 100°C dan dalam keadaan dingin
peka terhadap benturan. Karet keras digunakan untuk selimut bejana
reaksi, tangki, alat sentrifugasi, pomva, dan pipa saluran.
Gambar 2.44. Karet keras pada baja
107

2.6.6. Kayu, Kertas, Karton
Kayu di samping mengandung selulosa sebagai bahan utama,
juga mengandung bahan organik lain seperti resin. Kayu yang dipotong
atau diperkecil ukurannya misalnya, dapat diberi bahan perekat dan
ditekan menjadi pelat-pelat bubur kayu. Dengan penghancuran kayu
secara kimia hingga menjadi serat-serat kayu yang kecil, akan diperoleh
selulosa murni yang merupakan bahan baku untuk pembuatan kertas dan
karton.
Penggunaan:
Kayu digunakan sebagai rak, lantai, filter pres, baban pembungkus. Kayu
tidak tahan terhadap baban proses yang mengoksidasi, pelarut organik,
dan air yang mendidih.
Kertas:
Digunakan sebagai kertas filter, pelat filter, kertas khromatografl, bahan
pembungkus. Kertas tidak tahan terhadap bahan proses yang
mengoksidasi.
Karton: digunakan untuk penyekat (karton yang lembab ditumpuk dan
ditekan), untuk bahan pembungkus.
Bulu atau serat dari biji pohon kapas panjangnya 2 - 5 cm dan 90%
berupa selulosa. Serat tersebut digunakan sebagai bahan baku kain.
Penggunaan: Kapas digunakan sebagai karung untuk alat sentrifugasi,
selubung ventilasi dan pakaian kerja. Kapas juga dapat dibuat menjadi
kain filter misalnya untuk filter pres, sentrifugasi, filter spiral dan alat
permisah debu.
2.6.7. Bahan Organik Sintetik
Bahan organik sintetik ialah senyawa kimia yang tersusun dari
rantai karbon, terdiri atas 1000 atom atau lebih pada tiap makro-
molekulnya. Biasanya bahan sintetik terdiri atas campuran molekul
sejenis dengan ukuran yang berbeda. Sebagian molekul membentuk
ikatan silang (crosslinking) satu sama lain. Bahan sintetik dapat dibuat
melalui reaksi polimerisasi, poliadisi, atau polikondensasi. Dengan
108

kopolimerisasi (polimerisasi campur) dari bermacam-macam monomer,
bahan ini dapat dibuat menjadi bahan sintetik dengan sifat yang berbeda-
beda. Produk-produk yang dihasilkan biasanya merupakan bahan baku
untuk pembuatan bahan dasar. Kebanyakan produk-produk tersebut
masih perlu ditambah dengan bahan aditif, seperti bahan pelunak,
stabilisator, pigmen, bahan pengisi dll.
Polimerisasi
109

Bahan sintetik yang sudah jadi dijual dalam bentuk granulat atau
serbuk. Bahan tersebut dapat dibuat dengan cara penggilingan, ekstrusi,
injek si, pengepresan, penarikan, peniupan, atau pemintalan dalam
keadaan cair (melt spinning) hingga didapat bahah setengah jadi atau
bahan jadi. Selain itu, bahan sintetik juga dapat diolah dalam bentuk
larutan, dispersi atau bahan pasta melalui cara injeksi, pemintalan,
penuangan, atau pencelupan. Beberapa jenis bahan sintetik juga dapat
dibuat dari monomer melalui misaInya polimerisasi atau poliadisi. Reaksi
tersebut dapat dilakukan langsung sehingga membentuk benda yang
diinginkan. Dari banyak jenis bahan sintetik yang ada, hanya beberapa
jenis yang cocok digunakan sebagai bagian alat dalam industri kimia.
Untuk tujuan ini, bahan sintetik tidak hanya harus tahan terhadap bahan
yang diproses, tetapi bentuknya juga harus tidak mudah berubah (karena
panas), tidak boleh menjadi tua, mengembang atau menjadi rapuh
(karena kehilangan bahan pelunak). Tergantung pada sifat bahan
pelunak yang dicampurkan ke dalamnya pada waktu pembuatan, bahan
sintetik dapat digolongkan menjadi termoplastik, duroplastik, dan
elastoplastik (elastomer).
Termoplastik menjadi lunak bila dipanaskan dan menjadi keras kembali
bila didinginkan.
Contoh: Polietilena, polipropilena, polivinil-khlorida, nilon, kaca akrilik
(plexiglass), teflon.
Duroplastik (plastik termoset) adalah plastik yang bila sudah mengeras
tidak dapat dilunakkan kembali, sehingga bentuknya tidak dapat diubah.
Comoh : Poliester, epoxid (araldit), phenoplastik.
Elastoplastik adalab plastik yang pada pemanasan menjadi lengket dan
dapat dibentuk. Comoh Huila S, viton.
110

Gambar 2.45. Model struktur Termoplastik, Daroplastik, Elastoplastik
Kebanyakan bahan sintetik hanya dapat digunakan hingga temperatur
60°C, beberapa jenis sampai temperatur 100°C dan hanya sedikit yang
taban sampai 250oC. Beberapa jenis bahan sintetik menjadi rapuh pada
temperatur di bawah 10°C.
Benda dari bahan sintetik dapat diolah dengan cara pemotongan (seperti
digergaji, dibubut) dan dapat juga disambung dengan cara
merekatkannya. Termoplastik dapat diolah dengan cara pemanasan dan
pengelasan. Metode pengerjaan bahan sintetik tergantung pada jenis
bahan tersebut.
Ketahanan terhadap bahan proses:
Bahan sintetik pada umumnya tahan terhadap asam anorganik
yang encer. Juga tahan terhadap asam organik dengan rantai pendek
larutan basa dan larutan garam. Hampir semua bahan sintetik tidak tahan
terhadap halogen, asam halogenida dan hidrokarbon yang mengandung
halogen. Banyak jenis bahan sintetik yang mengembang dalam alkohol,
keton, ester, eter, dan hidrokarbon. Kadang-kadang bahan sintetik
tersebut juga larut dalam pelarut di atas. Penggunaan benda dari bahan
sintetik harus memperhatikan temperatur, yaitu tidak boleh lebih tinggi
111

dari temperatur yang diizinkan. Asam nitrat, terutama yang berasap,
asam yang keras mengoksidasi, hidrogen peroksida dan ozon jangan
dikontakkan dengan bahan sintetik
1. Poli Etilena (PE), Poll Propilena (PP)
Tergantung pada cara pembuatan dan bahan aditif yang
dicampurkan, bahan sintetik dapat bersifat lunak sampai keras. Tanpa
pigmen, bahan ini berwarna putih susu. Poli efilena sering diberi
warna hitam dengan jelaga. Poli propilena sering berwarna abu-abu
mucla. Berat jenisnya sekitar 0,9 g/cmI. Poli etilena dapat tergores
oleh kuku, sedangkan poli propilena tidak.
Ketahanan terhadap temperatur:
Tahan sampai Dalam waktu singkat sampai
Poli etilena 60°C 80°C
Poli propilena 100°C 120°C
Gambar 2.46. Alat penyalur udara dari polipropilen
Setelah terkena api, kedua jenis bahan sintetik ini akan menyala
terus. Bahan sintetik ini tahan terhadap hidrogen fluorida encer, asam
khlorida, hidrogen bromida, asam sulfat, asam-asam lemah dan basa
anorganik yang encer. Bahan sintetik ini digunakan sebagai selang,
pipa, bejana kecil, penyekat, bagian-bagian dari pompa, lembaran
pembungkus, organ penyekat.
112

2. Poli Vinil Khlorida (PVC)
Poli vinil khlorida lebih keras dan lebih rapuh bila dibandingkan
dengan poli etilena. Ketahanan terhadap temperatur dan terhadap
hal-hal lainnya kira-kira sama dengan poll etilena (PE). Poll vinil
khlorida terbakar dalam api (melepaskan banyak gas HCI) dan padam
sendiri bila dibawa ke luar jangkauan api. Masa jemisnya kira-kira
1,4g/cml.
Ketahanan terhadap temperatur:
Tahan sampai Dalam waktu singkat sampai
senyawa 65°C 80°C
PVC keras 35°C 70°C
Gambar 2.47. Perlengkapan (fitting) din isolasi kabe1 dari PVC
3. Teflon (Poll Tetra Flour Etilen, PTFE)
Teflon adalah bahan sintetik yang sangat kuat, umumnya
berwama putih. Teflon tahan terhadap panas sampai kira-kira 250°C.
Di atas 250°C teflon mulai melunak, di dalam api akan meleleh dan
sulit menjadi arang. Berat jenisnya kira-kira 2,2 g/cmI. Teflon tidak
tahan terhadap larutan alkali hidroksida. Juga kurang tahan terhadap
hidrokarbon yang mengandung khlor. Teflon digunakan sebagai
bahan penyekat, misalnya untuk kotak penyekat (stuffing box), cincin
113

geser (sifat geseran dapat diperbaiki dengan Bagian-Bagian alat dari
teflon menambahkan graft ke dalamnya). Digunakan juga untuk cincin
0 atau 0-ring, untuk gasket konsentrik dengan diberi bahan lunak
(sebab teflon tidak begitu elastis), alat-alat yang kecil, pipa, slang
selubung pipa. Teflon dapat dipintal menjadi benang dan kemudian
ditemm. Temman dari teflon merupakan bahan untuk filter yang
sangat kuat.
Gambar 2.48. Bagian-bagian alat dari teflon
2.6.8. Semen
Semen adalah bahan-bahan yang memperlihatkan sifat-sifat
karakteristik mengenai pangiktan serta pengerasannya jika dicampur
dengan air, sehingga terbentuk pasta semen. Semen merupakan suatu
hasil industri yang dapat menjadi sangat kompleks dengan campuran
serta susunan yang berbeda-beda.
Semen dapat dibagi dalam dua kelas sebagai berikut;
- Semen hidrolik
- Semen non-hidrolik.
1. Semen Hidrolik
Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan
mengeras didalam air, semen hidrolik antara lain meliputi, tetapi tidak
terbatas pada bahan-bahan sebagai berikut ;
- Kapur hidrolik
114

- Semen teras
- Semen terak
- Semen alam
- Semen portland
- Semen portland-teras
- Semen portland terak dapur-tinggi
- Semen alumina - Semen expansif
Dan jenis-jenis lain seperti ;
- Semen portland putih
- Semen berwarna
- Semen yang dipakai waktu pengeboran minyak
- Semen yang digunakan dengan pengaturan
- Semen kedap air
- Semen hydrophobik
- Semen anti-bakteri
- Semen Barium dan Stronsium
2. Semen non-hidrolik
Jenis-jenis semen ini tidak dapat mengikat serta mengeras
didalam air, akan tetapi perlu udara untuk dapat mengeras, contoh
utama dari jenis semen non-hidrolik adalah kapur.
• Tujuan dari penggunaan semen.
Tujuan dari penggunaan semen adalah mencampurkan butir-butir
batu sedemikian sehingga menjadi masa yang padat.
Penggunaannya aritara lain adalah untuk pembuatan beton,
adukan untuk tembok dan barang-barang lain.
• Bahan mentah serta pembuatan.
Batu kapur merupakan elemen utama untuk semua jenis semen.
Jenis-jenis semen dengan berbagai-bagai mutu diperoleh dengan
mengatur komposisi kapur atau dengan mengatur komposisi
kapur dengan komponen-komponen lain dari semen.
Dengan membakar bahan mentah yang bersangkutan, maka
bahan tersebut akan kehilangan air dan karbon dioxida, bahan
baru hasil pembakaran mempunyai kemampuan untuk menyerap
air lagi apabila digiling halus, sehingga setelah itu bila dicampur
dengan air bahan halus tersebut dapat membentuk dirinya
kembali menjadi bahan batu.
115

• Proses perawatan.
Waktu perawatan berlansung sejak air dibubuhkan pada semen
sampai pengikatan awal dari pasta semen, permulaan serta
lamanya proses perawatan bergantung pada jenis semen yang
digunakan dan cara pengerjaannya. Selama waktu perawatan
bahan yang bersangkutan tidak boleh dipengaruhi oleh getaran
mekanis, guncangan atau panas, sebab kekuatannya dapat
berkurang sehingga tidak sesuai lagi dengan persyaratan.
• Proses pengerasan.
Proses pengerasan berlansung sejak tercapainya pengikatan
awal. Lamanya proses pengerasan serta penambahan kekuatan
berlangsung untuk jangka waktu yang lama. Bahan yang
bersangkutan memerlukan perlakuan yang hati-hati dan tidak
boleh dipengaruhi oleh perlakuan-perlakuan kasar dari luar.
2.6.9. Kapur
Kapur telah digunakan berabad-abad lamanya sebagai bahan
adukan dan plesteran untuk bangunan yang diketemukan dalam
pyramida-pyramida di Mesir, yang dibangun lebih dari 4500 tahun yang
lalu. Kapur dipergunakan sebagai bahan pengikat selama jama Romawi
dan Yunani.
Orang-orang Romawi menggunakan beton untuk membangun
Colleseum dan Pantheon, dengan cara mencampurkan kapur dengan
abu gunung berapi yang didapat dekat Pozzuoli, Italia, yang mereka
namakan Pozzolan ( teras ).
Fundasi dari kebanyakan jalan-jalan orang Romawi merupakan
tanak dasar yang distabilisasi dengan kapur, termasuk jalan termasyhur
Via Appia.
Kini kapur dipergunakan didalam bidang ;
- Pertanian
- Industri karet
- Industri Kimia
- Industri kayu
- Industri Pharmasi
- Industrri gula
- Industri baja
- Industri semen
116

Kapur adalah batu endapan yang terbentuk melalui suatu proses
kimia dan mekanis dalam alam. Lihat juga dalam bahan kuliah geologi.
A. Kapur putih
Kapur putih disebut juga kapur dengan kadar Kalsium tinggi, kapur
gemuk, kapur murni dan sebagainya.
Kapur putih adalah kapur non-hidrolik dengan kadar Kalsium-
oxida yang tinggi jika berupa kapur tohor (belum berhubungan
dengan air) atau mengandung banyak Kalsium-hydroxida jika
telah disiram (direndam) dengan air.
Jenis-jenis kapur tersebut biasanya merupakan kapur gemuk.
Kapur dihasilkan dengan membakar batu kapur atau
Kalsium-karbonat bersama dengan bahan-bahan kotorannya
seperti Magnesia, Silika, Besi, Alkali, Alumina dan Belerang.
Proses pembakaran dilaksanakan dalam dapur (oven) vertikal
atau dapur berputar pada suhu 800° - 1200°C. Kalsium-karbonat
terurai menjadi Kalsiumoxida dan Karbondioxida dengan reaksi
kimia sebagai berikut ;
CaCO3 → CaO + CO2↑
↑
Kalsiumoxida yang terjadi disebut kapur tohor, dan jika berhubungan
dengan air berubah menjadi Kalsium hydroxida disertai kehilangan
panas, reaksi kimianya adalah ;
CaO + H2O → Ca (OH)2 + panas.
Proses ini disebut proses mematikan kapur (slaking) dan hasilnya
yaitu Kalsiumhydroxida disebut kapur mati.
Kecepatan berlangsungnya reaksi terutama bergantung pada
kemurnian kapur, makin tinggi kemurnian kapur yang bersangkutan
makin besar daya reaksinya terhadap air.
Kapur mati dapat diklasifikasikan kedalam tiga kelompok sebagai
berikut ;
− Dapat dimatikan dengan cepat
− Dapat dimatikan agak lambat
− Dapat dimatikan dengan lambat.
Bergantung pada jumlah air yang digunakan selama proses
mematikan kapur tohor, bisa diperoleh dempul kapur atau kapur mati.
117

Kapur mati didapat dengan menambahkan air secukupnya pada
kapur tohor, yaitu kira-kira 1/3 dari beratnya. Dempul kapur diperoleh
dengan menambahkan air yang berlebihan pada kapur tohor.
Ke-dua jenis kapur yaitu kapur tohor dan dempul kapur selalu
dicampur dengan pasir dengan perbandingan 1 bagian kapur dan 3
bagian pasir dengan ukuran volume, dengan cara demikian itu dapat
dicegah terjadinya terlalu banyak penyusutan. Pengikatan adukan
kapur adalah akibat kehilangan air dikarenakan penyerapan oleh bata
umpamanya atau akibat penguapan.
Proses pengerasan berlansung akibat reaksi Karbon - dioxida dari
udara dengan kapur mati sebagai berikut ;
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Seperti ditunjukan oleh reaksi kimia diatas, maka terbentuk kembali
Kalsium-karbonat berupa kristalkristal, yang mengikat masa heterogin
itu menjadi suatu masa yang bergumpal.
Proses pengerasan berjalan lambat dan perkembangannya dapat
berlangsung bertahun-tahun sebelum mencapai kekuatannya yang
penuh.
Agar ini dapat tercapai, diperlukan aliran udara dengan bebas untuk
persediaan Karbondioxida yang cukup, yang dapat menembus bagian
terdalam dari adukan agar proses pengerasan dapat berlangsung
menyeluruh.
Penggunaan :
Kapur putih cocok untuk menjernihkan plesteran langit-langit untuk
mengapur kamar-kamar tidak penting, garasi, dibidang pertanian
digunakan un tuk membasmi kutu-kutu dalam kandang.
Kapur putih sebagai bahan tambahan pada adukan tembok
menambah kekenyalan serta memperbaiki sifat pengerjaannya.
Dengan dicampur dengan semen yaitu dengan perbandingan kapur
putih : semen = 1 : 3 kapur putih dapat dituangkan untuk memperbaiki
permukaan beton yang tidak mengandung pori-pori.
Kapur putih merupakan komponen utama dari bata yang terbuat dari
pasir dan kapur.
Kekuatannya sebagai bahan pengikat adalah kecil dan hanya dapat
mencapai 1/3 dari kekuatan semen portland.
118

B. Kapur hidrolik
Bahan mentah ;
Bahan mentahnya adalah kira-kira 65 - 75 % terdiri dari batu
gamping yaitu kalsium karbonat dengan kotoran-kotoran berupa silika,
alumina, magnesia dan oxida besi.
Cara pembuatan ;
Kapur hidrolik dibuat dengan membakar batu kapur yang
mengandung silika dan lempung sampai menjadi klinker dan
mengandung cukup kapur dan silikat untuk menghasilkan kapur
hidrolik akan tetapi yang mengandung cukup kapur bebas sehingga
masa klinker itu dapat menghasilkan kapur tohor setelah berhubungan
dengan air.
Bilamana kadar alumina dan silika dalam batu kapur bertambah,
maka panas yang terjadi berkurang dan pada suatu saat reaksi antara
kapur dan air itu berhenti.
Pada suhu tinggi alumina dan silika berpadu dengan kalsium-
oxida, kalsium-silikat, dan aluminat yang tidak mudah bergabung
dengan air bila berada dalam bentuk gumpalan-gumpalan.
Oleh karena itu dalam proses pemberian air dibubuh kan kapur tohor
sehingga gumpalan-gumpalan yang besar terpecah-pecah menjadi
serbuk halus akibat pengembangan kapur tohor.
Produksi kapur di Indonesia
Bahan mentah yang biasa dipakai sebagai pozzolan yang
terdapat di Indonesia adalah teras bahan seperti batu apung yang
disemburkan oleh gunung berapi. Disamping teras batu apung
memperlihatkan juga sifat-sifat seperti pozzolan dan dapat
dipergunakan sebagai kapur teras (pozzolime).
Hasil akhir adalah campuran dari pozzolan dan kapur tohor.
Perbandingannya berkisar antara 1 : 2 dan I : 3 de ngan kapur
selalu situ bagian dan pozzolan dua atau tiga bagian. Dapur
pembakaran kapur di Indonesia berkisar antara yang paling
sederhana sampai yang cukup modern dengan cerobong vertikal.
Dapur ini biasanya diisi dengan batu kapur yang ukurannya terlampau
besar, dengan akibat bahwa sebagian terbakar berlebihan, cukup
terbakar, kurang terbakar, atau tidak terbakar sehingga hasilnya
kurang memuaskan.
119

Disamping itu dalam mematikan kapur tohor yang dihasilkan
itu, seringkali dipergunakan terlalu banyak air, sehingga kapur mati
yang diperoleh kadar airnya terlalu tinggi yang menyebabkannya
segera menyerap karbondioksida dari udara dan membentuk kembali
kalsium karbonat. Di Padalarang batu kapur yang dibakar itu berukur-
an jauh lebih kecil dari pada yang telah disebut diatas. Sebagai bahan
pembakaran dipakai kayu dan serbuk arang batu yang dicampurkan
dalam jumlah-jumlah tertentu diantara batu kapur. Selanjutnya
pembakaran dilakukan dengan menggunakan kayu melalui dua buah
lubang pembakaran dibawah. Kapur tohor yang dihasilkan adalah
ringan, suatu bukti bahwa pembakaran telah dilaksanakan dengan
baik dan kapur mati yang diperoleh adalah kering serta halus tanpa
gumpalan-gumpalan.
Pemecah batu
120

Apabila hanya beberapa ratus kilogram kapur tohor akan
dimatikan, maka dengan menghamparkan kapur tohor itu dan
kemudian memercikannya dengan air akan didapat kapur mati yang
kering serta cukup baik jika dilaksanakan dengan seksama. Namun
demikian dengan membasahi kapur tohor tersebut dengan cukup air
akan diperoleh hasil yang lebih memuaskan. Bilamana 10 atau 50 ton
kapur tohor akan dimatikan perlu tersedia suatu peralatan industri
khusus guna keperluan tersebut.
Sifat-sifat
Hasil akhir adalah batu kapur silikat dan kira-kira 1/4 nya adalah kapur
tohor. Bahan berbentuk halus tersebut dapat segera bergabung
dengan air.
Kapur hidrolik memperl.ihatkan sifat-sifat hidroliknya, namun tidak
cocok untuk bangunan-bangunan didalam air oleh karena untuk
mencapai kekerasannya kapur hidrolik membutuhkan udara segar.
Udara diperlukan agar proses karbonisasi antara kalsium hydroxida
dan karbondioksida dari udara berlangsung dengan baik.
Proses ini menghasilkan kalsium karbonat yang akan mengeras,
sehingga kapur mencapai kekuatannya yang penuh.
Sifat-sifat umum dari kapur adalah sebagai berikut ;
− Kekuatan kecil (rendah)
− Berat jenis rata-rata 1 kg/dm3.
− Bersifat hidrolik
− Tidak menunjukan pelapukan
− Dapat terbawa arus.
Waktu perawatan adalah sebagai berikut ;
− Perawatan dimulai setelah 1 jam
− Perawatan diakhiri setelah 15 jam
Penggunaannya meliputi antara lain ;
− Adukan untuk tembok.
− Untuk lapisan bawah plesteran
− Untuk plesteran akhir.
− Sebagai adukan jika dicampur dengan semen.
− Sebagai bahan pembantu untuk beton indah (expose-concrete).
121

C. Semen Teras
Teras adalah suatu bahan yang mengandung Silisium atau
Aluminium yang tidak mempunyai sifat penyemenan, namun dalam
bentuk serbuk halus dan jika dibubuhi air dapat bereaksi dengan
kalsiumhydroxida pada suhu ruangan dan membentuk senyawa-
senyawa yang mempunyai sifat-sifat semen.
Teras alam selanjutnya dapat dibagi dalam ;
1. Batu apung, obsidian, scoria, tuf, santorin dan teras yang
dihasilkan dari batuan volkanik.
2. Teras yang mengandung silika halus amorph yang tersebar dalam
jumlah banyak dan dapat bereaksi dengan kapur jika dibubuhi air,
kemudian membentuk silikat yang mempunyai sifat-sifat hidrolik.
Teras buatan meliputi abu arang-batu, terak ketel uap dan hasill
tambahan dari pengolahan bijih bauxit.
Cara pembuatan teras buatan ;
Semen teras dibuat dengan menggiling langsung batuan volkanik atau
dengan membakar dan kemudian menggiling lempung, batu tulis dan
tanah diatomee. Semen teras meliputi semua bahan semen yang
dibuat dengan menggunakan teras dan kapur tohor yang tidak
membutuhkan pembakaran.
Penggunaan teras buatan ;
Semen teras jarang sekali digunakan dalam bidang konstruksi beton,
semen teras dapat dipakai jika perlu menggunakan banyak bahan
semen namun bangunan yang bersangkutan tidak perlu kuat.
Dalam jumlah terbatas semen teras dipergunakan pula untuk
pembetonan masal yang membutuhkan panas hydrasi rendah.
Semen merah
Semen merah dapat dibuat dengan membakar lempung atau batu
tulis dan kemudian menggilingnya, dapat juga dibuat dengan
menggiling bata merah atau terak dapur tinggi (untuk membuat baja).
D. Semen Terak
Semen terak adalah semen hidrolik yang sebagian besar terdiri
122

dari suatu campuran seragam serta kuat dari terak dapur tinggi dan
kapur tohor, 60 % dari berat semen terak terdiri dari terak dapur tinggi,
campuran itu biasanya tidak dibakar. Kita kenal dua jenis semen
terak, jenis pertama dapat dipergunakan dalam kombinasi dengan
semen portland untuk pembuatan beton dan dalam kombinasi dengan
kapur untuk pembuatan adukan tembok.
Jenis ke-dua adalah semen terak yang mengandung bahan
pembantu berupa udara, penggunaannya sama seperti jenis pertama
yaitu untuk keperluan umum. Terak dapur tinggi yang cocok untuk
dipergunakan dalam semen terak, adalah silikat kapur yang dapat
dilebur dan merupakan bahan tak-terpakai yang dihasilkan didalam
dapur tinggi, pada waktu mencairkan besi dari bijihnya.
Cara pembuatan semen terak
Semen terak dibuat melalui beberapa pengolahan tertentu seperti
penggilingan, yang menyebabkan terak itu bersifat hidrolik dan
sekaligus mengurangi jumlah sulfida. yang dapat merusak. Setelah itu
terak harus dikeringkan, selanjutnya harus dipersiapkan kapur tohor,
menentukan perbandingan bahan-bahan yang akan dicampurkan,
mencampur bahan-bahan tersebut dan akhirnya menggiling bahan-
bahan yang telah tercampur itu.
Penggunaan semen terak.
Semen terak dalam beton struktural tidak menempati tempat penting,
akan tetapi dapat digunakan dengan cukup menguntungkan jika
dipergunakan dalam proyek-proyek yang membutuhkan adukan beton
dalam jumlah besar, namun tidak mementingkan kekuatannya.
Semen terak dapat pula digunakan sebagai adukan semen yang
bersifat khas, yaitu tidak memperlihatkan noda-noda oleh karena
kadar alkalinya adalah rendah.
E. Semen Alam
Semen alam adalah sebuah semen hidrolik yang dihasilkan
dengan pembakaran batu kapur yang mengandung lempung, terdapat
secara alamiah, pada suhu lebih rendah dari suhu pengerasan dan
kemudian menggilingnya menjadi serbuk halus.
123

Kadar silika, alumina dan oxida besi cukup untuk mend
gabungkan diri dengan kalsiumoxida sehingga terjadi senyawa-
senyawa kalsium silikat dan aluminat, yang dapat dianggap
mempunyai sifat-sifat hidrolik seperti semen alam. Kita kenal dua jenis
semen alam, jenis pertama pada umumnya dipergunakan dalam
konstruksi beton bersamasama dengan semen portland.
Jenis kedua adalah semen yang telah dibubuhi bahan pembantu yaitu
udara, jenis semen kedua ini fungsinya sama seperti yang telah
diutarakan diatas.
Cara pembuatannya
Semen alam dibuat dengan membakar lempung batu-kapu dengan
kadar lempung 13 % - 35 %, kadar silika 10 % 20 % dan
perbandingan yang sama antara alumina dan oxida-besi. Bahan
lempung memberikan sifat-sifat hidrolik pada semen alam ini.
Setelah dibakar yang diikuti dengan mematikannya dengan air untuk
menghilangkan kapur bebas, maka klinker yang diperoleh digiling
menjadi serbuk halus. Semen alam yang dihasilkan ini mempunyai
komposisi sebagai berikut ;
- SiO2 22% - 29%
- CaO 31% - 57%
- MgO 1½% - 2,2%
- Fe2O3 1½% - 3,2%
- Al2O3 5,2% - 8,8%
Penggunaan semen alam
Semen alam tidak boleh digunakan di tempat-tempat yang tidak
terlindung terhadap pengaruh cuaca langsung, akan tetapi dapat
dipergunakan dalam adukan atau beton yang tidak pernah akan
mengalami tegangan tinggi, atau dalam keadaan yang membutuhkan
banyak bahan namun sama sekali tidak memperhitungkan kekuatan
bahan tersebut.
F. Semen Portland
Semen portland adalah suatu bahan konstruksi yang paling
banyak dipakai serta merupakan jenis semen hidrolik yang terpenting.
124

Penggunaannya antara lain meliputi beton, adukan, plesteran,
bahan penambal, adukan encer (grout) dan sebagainya.
Semen portland dipergunakan dalam semua jenis beton
struktural seperti tembok, lantai, jembatan, terowongan dan
sebagainya, yang diperkuat dengan tulangan atau tanpa tulangan.
Selanjutnya semen portland itu digunakan dalam segala macam
adukan seperti fundasi, telapak, dam, tembok penahan, perkerasan
jalan dan sebagainya. Apabila semen portland dicampur dengan pasir
atau kapur, dihasilkan adukan yang dipakai untuk pasangan bata atau
batu, atau sebagai bahan plesteran untuk permukaan tembok sebelah
luar maupun sebelah dalam.
Bilamana semen portland dicampurkan dengan agregat kasar
(batu pecah atau kerikil). dan agregat halus (pasir) kemudian dibubuhi
air, maka terdapatlah beton. Semen portland didefinisikan sesuai
dengan ASTM C150, sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan
menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang pada
umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai
bahan tambahan yang digiling bersama dengan bahan utamanya.
Perbandingan-perbandingan bahan utama dari semen portland adalah
sebagai berikut ;
- Kapur (CaO) 60% – 65%
- Silika (SiO2) 20% – 25%
- Oxida besi dan alumina
Fe2O3 dan Al2O3 7% – 12%
Dengan mundurnya kerajaan Romawi, beton tidak dipakai lagi.
Langkah pertama terhadap perkenalan kembali adalah pada kira-kira
tahun 1790, pada waktu itu seorang Inggris bernama J. Smeaton
menemukan bahwa jika kapur yang mengandung lempung dibakar,
bahan itu akan mengeras didalam air. Semen ini menyerupai jenis
semen yang telah dibuat oleh bangsa Romawi. Penyelidikan lebih
lanjut oleh J. Parker dalam dasawarsa yang sama menjurus pada
pembuatan semen alam hidrolik secara komersial, yang secara luas
digunakan pada permultan abad ke-19 di Inggris dan kemudian di
Perancis.
Jembatan pertama yang dibuat dengan beton tak bertulang
dilaksanakan di Souillac di Perancis pada tahun 1816. Pembuatan
125

semen hidrolik yang lebih maju, yang dapat lebih dipercaya, dilakukan
oleh Joseph Aspdin, seorang tukang batu dari Inggris pada tahun
1824. Hasilnya disebut semen portland oleh karena rupanya sama
seperti batu bangunan yang ditemukan dipulau Portland, dekat pantai
Dorset. Sampai akhir abad ke 19 semen portland telah banyak di
export ke lain-lain negara di Dunia.
Pabrik semen portland yang dibuka pertama kali di luar Inggris,
adalah di Perancis dalam tahun 1855, dan di USA dalam tahun 1871.
Di Indonesia kita telah punya pabrik-pabrik semen - portland modern
dengan mutu internasional di tempat-tempat ;
1. SUMATERA, di Padang, yakni Pabrik Semen Indarung I, Indarung
II, Indarung III dan Pabrik Semen Baturaja.
2. JAWA, Pabrik Semen Gresik, Semen Cibinong, Indo
Cement, Pabrik Semen Nusantara.
3. SULAWESI, Pabrik Semen Tonasa.
Bahan mentah
Bahan semen portland dapat dibagi dalam tiga kelompok sebagai
berikut ;
Daftar ; Bahan mentah semen portland
Mengandung kapur Mengandung kapur dan Mengandung lempung
lempung
(CaCO3 > 75 %) (CaCO3 = 40% - 75%) (CaCO3 < 40%)
Batu kapur Batu kapur kelempungan Batu tulis (slate)
Kapur Kapur kelempungan Batu tulis (shale)
Kerang Batu marl kelempungan Lempung
Daftar diatas menunjukkan bahan-bahan yang dikandung oleh
tiap-tiap kelompok. Dengan memperhatikan daftar diatas dan
pengetahuan geologi, jelaslah bahwa semen portland itu terdiri
terutama dari kapur, silika dan alumina. Kapur tidak terdapat dalam
alam akan tetapi terdapat dalam bentuk yang cocok dalam kalsium
karbonat. Silika dan alumina terdapat dalam keadaan bebas dalam
alam, dalam bentuk lempung, batu tulis.
Batu kapur atau kalsiumkarbonat, mengandung kotoran kotoran
berupa magnesia, silika, alkali, besi dan belerang. Magnesia dalam
bentuk karbonat dari magnesia sering kali dijumpai dalam batu kapur,
126

dan apabila terdapat dalam jumlah 5% atau lebih, maka batu kapur
demikian itu tidak dapat dipakai. Silika tidak dapat bergabung dengan
kapur didalam oven, jadi sejumlah kecil silika bebas dalam batu kapur
menyebabkan batu kapur yang bersangkutan tidak dapat diterima.
Akan tetapi jika silika digabungkan dengan kapur dalam oven,
maka dalam hal ini kapur itu dapat diterima. Besi dalam batu kapur
dapat dijumpai dalam bentuk oxida yakni Fe2O3 atau dalam bentuk
sulfida yaitu FeS2.
Bilamana besi terdapat dalam bentuk oxida, besi itu berfungsi sebagai
aliran dalam penggabungan kapur dan silika didalam oven. Besi
sebagai sulfida menghasilkan suatu reaksi yang dapat merusak
produksi semen portland. Apabila dalam batu kapur kadar sulfida-besi
melebihi 4%, maka batu kapur yang bersangkutan harus ditolak.
Alkali dalam batu kapur harus dijumpai dalam bentuk soda
(natrium karbonat) atau potas (kalium karbonat). Jenis-jenis alkali
tersebut tidak membahayakan dan tertingggal di dalam oven.
Alumina mempunyai peranan yang penting dalam batu kapur,
salah satu peranannya ialah dengan cara bergabung dengan silika
sedemikian sehingga batu kapur akan bergabung dengan kapur akan
bergabung dengan kapur didalam oven dan dengan demikian
menjadikan batu kapur suatu bahan yang dapat diterima.
Belerang, bahan kotoran akhir yang terdapat dalam batu kapur,
dijumpai dalam dua buah bentuk yaitu kalsiumsulfat dan pyrit besi.
Jikalau kadar (kandungan) kedua bahan tersebut mencapai 3% atau
lebih, maka batu kapur yang bersangkutan harus ditolak.
Kapur adalah berbagai macam batu kapur, terbentuk dari organisma-
organisma laut atau yang mengambang berbentuk butir-butir yang
sangat harus, tembus air dan dapat dihancurkan dengan remasan
tangan. Warnanya adalah putih atau sangat muda dan hampir
seluruhnya terdiri dari kalsit.
Batuan yang dijumpai terdiri dari kerang kalsit dan dari
mikroorganisma yang sebagian diikat menjadi satu oleh kalsit tanpa
bentuk. Marl adalah deposit kalsium karbonat yang belum mengeras
dan mengandung lempung, warnanya biasanya abu-abu atau abu-abu
kebiru-biruan, agak lunak sehingga dapat diremas-remas, menyerupai
kapur, biasa dijumpai bersama-sama dengan kapur ditempat-tempat
tertentu.
127

Marl terbentuk didalam danau-danau air tawar, sebagian akibat
tumbuh-tumbuhan air, kadar lempungnya berbeda-beda yaitu berkisar
antara yang mengandung sedikit saja lempung (batu kapur
kelempungan) sampai yang mengandung banyak lempung (lempung
yang mengandung marl).
Batu tulis jenis slate terdiri dari lempung yang telah mengeras
dalam bentuk berlapis-lapis yang dapat dibelah-belah menjadi lapisan
tipis. Batu tulis jenis ini tidak banyak digunakan dalam produksi semen
portland. Batu tulis jenis shale terdiri dari lempung yang telah
mengeras akibat mengalami tekanan, terbentuk da lam endapan-
endapan dari lempung.
Dalam pembuatan semen portland batu tulis jenis shale
dianggap lebih baik dari pada lempung lunak, oleh karena
kemungkinan terjadinya segregasi dari shale dan batu kapur adalah
sangat kecil.
Lempung terbentuk dari keping-keping pelapukan batu karang.
Bergantung pada cara pengangkutannya, lem dapat dibagi dalam tiga
kelompok yaitu, residual, endapan dan glasial. Lempung yang
terbentuk akibat pelapukan batu karang disebut lempung residual.
Lempung yang terbentuk akibat gerakan arus disebut lempung
endapan. Lempung glasial terbentuk sebagai endapan akibat gerakan
gletscher.
Kadar silika dalam setiap jenis lempung tidak boleh kurang dari
55% - 65%, dan jumlah gabungan dari alumina dan oxidabesi tidak
boleh kurang dari 1/3 - 1/2 jumlah silika. Pasir besi, sebagai bahan
mentah berupa oxidabesi, diambil 1% - 4% dari jumlah semen.
Pembuatan semen portland.
Pembuatan semen portland dilaksanakan melalui baberapa tahapan
sebagai berikut ;
1. Penambangan
2. Pemecahan.
3. Penggilingan
4. Pencampuran (penggabungan)
5. Pembakaran.
6. Penggilingan
7. Penambahan bahan penghambat ikatan
8. Pengepakan
128

Semen portland dipersiapkan dengan menggiling bahan mentahnya
kemudian mencampurkan bahan-bahan tersebut dalam
perbandingan-perbandingan tertentu, selanjutnya membakar
campuran itu pada suhu tinggi sampai menjadi klinker dan menggiling
klinker itu sampai menjadi serbuk halus.
Klinker terbentuk dengan cara penebaran (pemencaran) antara butir-
butir yang telah dicampurkan, oleh karena itu cara pencampuran
bahan-bahan baku yang diperlukan harus dilaksanakan dengan
seksama agar dihasilkan semen yang seragam.
Pencampuran dapat dilakukan dalam keadaan kering atau dalam
keadaan basah, bergantung pada kekerasan batu yang sedang
diolah.
1. Proses basah
Proses basah pada umumnya dilaksanakan jika yang diolah
itu adalah bahan-bahan lunak seperti kapur dan lempung. Dalam
hal ini dibubuhkan air pada bahan-bahah yang telah dihancurkan
dan dicampurkan dalam perbandingan-perbandingan tertentu itu,
sehingga diperoleh semacam bubur dari bahan-bahan mentah
tersebut yang selanjutnya dimasukan kedalam sebuah oven
berbentuk silinder.
Oven terbuat dari baja dan dilapisi bahan yang sukar
menjadi cair, dipasang sedikit miring kebawah dan berputar
secara kontinu melalui porosnya. Pembakaran didalam oven
biasanya dilaksanakan dengan menggunakan serbuk arang batu,
selain itu dapat digunakan pula gas atau minyak. Oven silinder ini
mempunyai diameter 3,50 m, panjang 150 m dan kapasitas 700
ton semen setiap hari. Bubur yang dihasilkan dimasukkan melalui
bagian atas dan klinker yang dihasilkan dikeluarkan melalui
bagian bawah dari oven, tempat pemasukan bahan bakar.
Dengan suhu yang sedikit demi sedikit dinaikkan, bubur
mengalami perubahan demi perubahan selama perjalanannya
didalam oven. Pada suhu 100°C air menguap, pada suhu kira-kira
850°C keluar karbondioxida dan pada suhu kira-kira 1400°C
berlangsung permulaan perpaduan didaerah pembakaran, dimana
terbentuk kalsium silikat dan kalsium aluminat dalam klinker yang
129

dihasilkan. Selanjutnya klinker didinginkan dan kemudian digiling
sambil dibubuhi 1% - 5% batu tahu (gips) sampai mencapai
kehalusan butiran yang disyaratkan. Berbagai jenis semen
portland dapat dibuat dengan cara merubah perbandingan-
perbandingan bahan-bahan bakunya, suhu pembakaran, serta
kehalusan penggilingan klinkernya.
Batu tahu dibubuhkan untuk mengontrol waktu pengikatan
semen, sebab jika tidak, semen akan terlalu cepat mengikat untuk
penggunaan biasa (umum). Untuk membuat semen khusus dapat
pula ditambahkan bahan pembantu utama, Kaisium chlorida dapat
ditambahkan untuk memperoleh semen yang cepat mengeras.
2. Proses Kering dan Semi-Kering.
Proses kering atau semi kering digunakan jika harus diolah
batuan yang keras atau lebih keras dari pada batuan yang diolah
pada proses basah. Dalam hal ini biasanya bahan mentahnya
berupa batu kapur dan batu tulis jenis shale.
Bahan-bahan mentah dihancurkan sampai menjadi serbuk
dan dengan campuran sedikit air dimasukan kedalam sebuah pan
(wadah) yang berbuncak (berbenggol-benggol), berputar dan
letaknya miring. Hasilnya berupa tepung kasar, dimasukkan
kedalam oven dan proses selanjutnya adalah sama dengan
proses basah yang telah diuraikan diatas. Namun dalam proses
semi kering ini digunakan oven silinder yang lebih pendek.
Dalam proses ini penggilingan klinker menghasilkan serbuk
semen portland yang masih panas dan dibiarkan dahulu menjadi
dingin sebelum meninggalkan pabrik semen.
Sifat-sifat dari Ikatan Utama semen Portland.
Apabila dilakukan analisa kimia terhadap suatu jenis semen portland,
maka akan diperoleh susunan senyawa-senyawa sebagai berikut ;
- Kalsiumoxida
- Silika
- Alumina
- Oxida besi
- Magnesiumoxida
- Sulfur-trioxida
130

- dan lain-lain.
Analisa kimia lebih lanjut menunjukkan bahwa oxida oxida tersebut
diatas dalam semen portland dijumpai dalam bentuk ikatan-ikatan
kalsium silikat dan aluminat sebagai berikut ;
- Trikalsium silikat (3CaO.SiO2) yang dipendekan menjadi C3S
- Dikalsium silikat (2CaO.SiO2) yang dipendekan menjadi C2S
- Trikalsiumaluminat (3CaO.Al2O3) yang dipendekan menjadi C3A
- Tetrakalsium aluminoferrit (4CaO.Al2O3.Fe2O3) yang dipendekan
menjadi C4AF
Ikatan-ikatan tersebut dalam klinker didapat sebagai kristal-kristall
yang saling mengunci.
Karakteristik-karakteristik dari ikatan-ikatan utama dalam Semen
Portland.
Trikalsium Dikalsium Trikalsium Totrakalsium
Silikat Silikat Aluminat Aluminoferrit
Nilai
3CaO.SiO2 2CaO.SiO2 3CaO.Al2O3 4CaO.Al2O3.Fe2O3
(C3S) (C2S) (C3A) (C4AF)
Nilai Baik Baik Buruk Buruk
Penyemenan
Keeepatan Sedang Lambat Cepat Lamban
Reaksi
Banyaknya Sedang Sedikit Banyak Sedikit
panas yang
dibebaskan
Keterangan lebih lanjut tentang ikatan-ikatan utama dalam Semen
portland ;
1. Trikalsium silikat (C3S)
Ikatan yang paling dikehendaki dalam semen portland adalah
trikalsium silikat, oleh karena trikalsium silikat cepat mengeras dan
menjadi penyebab bagi semen portland untuk mencapai kekuatan
awal yang tinggi.
Apabila dibubuhkan air pada trikalsium silikat, maka terjadilah
reaksi yang cepat.
2. Dikalsium silikat (C2S)
Dikalsium silikat mengeras perlahan-lahan (lambat) akan tetapi
131

pengaruhnya terhadap penambahan kekuatan pada umur lebih
dari satu minggu besar.
Jika dikalsium silikat berhubungan dengan air, maka dikalsium
silikat mengikat air dengan lambat dan terbentuklah kalsium silikat
hydrat.
3. Trikalsium aluminat (C3A)
Trikalsium aluminat membebaskan panas yang sangat banyak
selama hari-hari pertama dalam men capai pengerasan.
Trikalsium aluminat memegang peranan pula dalam
perkembangan kekuatan awal, meskipun tidak banyak.
Trikalsium aluminat mengikat air dan membentuk trikalsium
aluminat hydrat, bilamana dibubuhkan batu tahu (gips), maka
terbentuklah bahan penghambat, sehingga perkembangan panas
berkurang dan pengikatan berlansung lebih lambat.
Keadaan ini terjadi oleh karena apabila terdapat batu tahu
terbentuklah kalsium sulfoaluminat dan bukan trikalsium aluminat
hydrat.
4. Tetrakalsium Aluminoferrit (C4AF)
Dengan terbentuknya tetrakalsium aluminoferrit, maka suhu yang
menyebabkan terjadinya klinker menurun, sehingga dengan
demikian membantu dalam pembuatan semen portland.
Tetrakalsium aluminoferrit cepat mengikat air namun sedikit sekali
memberikan sumbangan pada perkembangan kekuatan.
Susunan ikatan untuk jenis-jenis semen portland yang biasa
diproduksi.
Susunan ikatan dalam %
Jenis-jenis ikatan
semen portland C3S C2S C3A C4AF
I. Biasa 50 24 11 8
II. Moderat 42 33 5 13
III. Kekuatan awal tinggi 60 13 9 8
IV. Panas hydrasi rendah 26 50 5 12
V. Tahan terhadap sulfat 40 40 4 9
132

Jenis (type) Semen Portland.
Sehubungan dengan susunan ikatan kimianya, sifat - sifat dan tujuan
penggunaannya, semen portland dibagi dalam beberapa jenis.
Standar Industri Indonesia SII 0013-1977 menetapkan lima jenis
(type) semen portland yaitu ;
Jenis (type) I ;
Jenis I adalah semen untuk pemakaian umum tanpa persyaratan
khusus.
Jenis (type) II ;
Jenis II adalah semen yang mempunyai sifat ketahanan sedang
terhadap garam-garam sulfat didalam air. Untuk semen jenis ini
disyaratkan kadar C3A tidak lebih dari 8 %
Jenis (type) III ;
Jenis III adalah semen yang cepat mengeras atau se-men yang
mempunyai kekuatan tinggi pada umur muda. Kadar C3S dan C3A
pada jenis semen ini adalah tinggi, sedangkan butirannya halus
(semen digiling halus sekali).
Jenis (type) IV ;
Jenis IV adalah semen dengan panas hydrasi rendah. Semen jenis ini
pengerasan serta perkembangannya lambat.
Kadar C3S dibatasi sampai maximum 35 % dan kadar C3A maximum
5 %,
Semen jenis (type) I ripergunakan untuk pekerjaan bangunan dan
beton secara umum, yang untuk pemakaiannya atau lingkungannya
tidak diperlukan persyaratan khusus.
Semen jenis (type) II dipergunakan untuk konstruksi bangunan dan
beton yang berhubungan terus menerus dengan air kotor dan air
tanah.
Umpamanya untuk pondasi bangunan yang tertanam di dalam tanah
yang mengandung air agresif yaitu air yang mengandung larutan
garam-garam sulfat, untuk pembuatan saluran air buangan dan untuk
bangunan yang berhubungan dengan air rawa.
Semen jenis (type) III dipergunakan untuk pekerja an beton didaerah
133

yang bersuhu rendah (mempunyai musim dingin), terutama didaerah
yang beriklim dingin. Ini disebabkan oleh karena semen akan lambat
mengeras bilamana suhu udara dingin, apalagi bila suhu turun sampai
dibawah titik beku air.
Semen jenis (type) IV digunakan untuk pembuatan beton atau
bangunan yang berukuran besar dengan tebal lebih dari 2,00 m,
umpamanya untuk pembuatan bendung (dam), pondasi jembatan
yang besar atau landasan mesin berukuran besar.
Semen jenis (type) V dipergunakan untuk bangunan yang
berhubungan dengan air laut, air buangan industri, untuk bangunan
yang terkena pengaruh gas atau uap kimia yang agresif serta untuk
bangunan yang selalu berhubungan dengan air tanah yang
mengandung garam-garam sulfat dalam prosentase yang tinggi.
Disamping jenis-jenis semen tersebut diatas terdapat pula jenis-jenis
lain, yang sifat maupun pens gunaannya berbeda-beda, jenis-jenis itu
antara lain ;
1. Semen putih.
Semen putih adalah semen portland yang kadar oxidabesinya
rendah ayitu kurang dari 0,5 %.
Pada waktu pembuatannya harus dicurahkan cukup perhatian
terhadap hal-hal berikut ;
Sebagai bahan bakar harus digunakan minyak bumi. Untuk
menggiling terak lapisan dalam mesin penggiling dan bola
penggiling tidak boleh terbuat dari baja.
Bahan baku yang dipakai harus kapur murni, lempung putih yang
tidak mengandung oxida besi dan pasir silika.
Mesin penggiling dan bahan baku harus bebas dari pengotoran
oleh besi, sehingga semen yang dihasilkan bebas pula dari
pengotoran tersebut.
Semen putih antara lain dipergunakan untuk pembuatan ubin,
lantai dan bagian-bagian lain dari bangunan yang harus
memperlihatkan permukaan indah atau dekoratif.
Semen putih harganya lebih mahal dari pada semen biasa, dI
Indonesia semen putih baru dibuat oleh pabrik semen PT. INDO
CEMENT di Citeureup-Bogor.
134

2. Semen portland teras (Pozzolan).
Semen portland teras adalah campuran dari semen port land dan
bahan-bahan yang bersifat seperti teras (pozzolan).
Teras ini dapat berupa teras alam (yang baik), terak dapur tinggi,
abu arang-batu (fly ash, abu terbang) dan hasil pembakaran
lempung.
Pembuatan semen teras dilaksanakan dengan menggiling
langsung bahan-bahan untuk semen portland yang telah dibakar
dengan teras sambil dibubuhi batu-tahu, kadar teras yang
digunakan berkisar antara 10% - 30%.
Jenis semen ini antara lain dipergunakan untuk pembuatan semen
yang tahan terhadap serangan sulfat, jenis semen ini memperbaiki
ketahanan semen tehadap suhu tinggi, merendahkan panas
hydrasi serta memperlambat pengerasan semen.
Jenis semen ini dapat dipergunakan untuk pembuatan bangunan
yang berhubungan dengan air laut, untuk pembuatan bendungan
dan untuk pondasi yang berukuran besar.
3. Semen alumina
Semen alumina dibuat dari batu kapur dan bauxit yang satu demi
satu digiling sampai halus, dicampurkan menurut perbandingan-
perbandingan tertentu kemudian dibakar dalam tungku sampai
mencapai suhu 1600°C dan terbentuk klinker.
Klinker digiling sampai halus, maka dihasilkanlah semen alumina
berwarna abu-abu.
Jenis semen ini tahan terhadap asam, tahan terhadap garam-
garam sulfat serta merupakan semen tahan api (suhu tinggi), akan
tetapi jika semen ini dipergunakan terus menerus pada suhu
normal yang lebih tinggi dari 29°C, kekuatan serta daya ikatnya
berangsur-angsur akan berkurang.
Oleh sebab itu jenis semen ini hanya dapat dipakai di negara yang
beriklim dingin. Semen alumina cepat emngeras dan dalam waktu
24 jam telah mencapai kekuatan yang penuh.
Seperti telah diutarakan tadi semen alumina dipergunakan
bilamana perlu dicapai kekuatan awal yang tinggi dan seterusnya
dipertahankan suhu yang rendah.
135

4. Semen portland dapur-tinggi.
Semen portland dapur-tinggi dibuat dengan cara menggiling
klinker dari bahan-bahan untuk semen portland bersama-sama
dengan terak yang dihasilkan oleh dapur tinggi sampai halus.
Jumlah terak dapur tinggi yang digiling tidak melebihi 65 % dari
seluruh jumlah campurannya. Sifat-sifat semen dapur tinggi
menyerupai sifat-sifat semen portland, perkembangan kekuatan
serta daya ikatnya lambat, namun semen ini tahan terhadap
serangan sulfat, sehingga dapat dipergunakan untuk pembuatan
bangunan dilaut.
Semen portland dapur tinggi belum dibuat di Indonesia. Disamping
itu dari terak dapur tinggi dapat di buat pula semen \"Super-Sulfat\"
yaitu semen yang dibuat dengan menggiling sampai halus terak
dapur tinggi 80 % - 85 % dan kalsium sulfat anhydrat (gips) yang
telah dibakar 10 % - 15 %.
Semen sulfat sangat tahan tehadap serangan garam sulfat dan
asam lemah.
5. Sifat-sifat semen portland.
Pada pragraf-pragraf terdahulu telah dibahas mengenai senyawa-
senyawa atau oxida-oxida dan kemudian ikatan-ikatan dari
senyawa-senyawa tersebut yang terdapat dalam semen portland.
Sifat-sifat semen portland sangat dipengaruhi oleh susunan ikatan
dari oxida-oxida serta dari bahan-bahan kotoran-kotoran lainnya.
Untuk menilai sifat-sifat dan mutu semen perlu dilakukan
pengujian di Laboratorium.
Pengujian dilaksanakan berdasarkan suatu standar yaitu standar
cara pengujian dan standar persyaratan mutu.
Standar yang paling umum dianut di Dunia ialah standar ASTM -
C150, Standar Inggris BS – 12, Standar Jerman DIN dan Standar
\"Internasional Standar Organization\" ISO .
Kini Indonesia telah memiliki Standar Industri Indonesia (SII-0013-
77) yang menganut standar ASTM. Dari semua standar yang
terdapat di Dunia hampir semuanya menguji mutu semen
terhadap susunan kimia dan sifat-sifat physiknya.
136

• Susunan Kimia.
Untuk mengetahui susunan kimia dari semen portland
dilakukan analisa kimia, dengan cara ini diperoleh persentase
dari setiap oxida dan kemudian dihitung susunan ikatannya.
Pada umumnya analisa kimia menunjukan persentase dari
senyawa-senyawa dan hal-hal berikut ;
Bagian yang tidak larut (dalam asam chlorida).
- Silisiumdioxida (SiO2)
- Aluminiumoxida (Al2O3)
- Kalsiumoxida (CaO)
- Ferioxida (Fe2O3)
- Magnesiumoxida (MgO)
- Sulfurtrioxoda (SO3)
- Alkali sebagai Natriumoxida (Na2O)
sebagai Kaliumoxida (K2O)
- Hilang pijar.
- Kalsiumoxida bebas (CaO-bebas)
Oxida-oxida lainnya seperti phosporoxida, Titan dan Mangan
tidak dianalisa, kecuali apabila secara khusus diperlukan.
• Sifat-sifat Fisik.
Kehalusan butir.
Kehalusan butiran semen mempengaruhi kecepatan hydrasi.
Makin halus butiran-butiran semen, makin cepat berjalannya
proses hydrasi dan makin cepat pula perkembangan kekuatan
selama 7 hari pertama.
Untuk mengukur kahalusan butiran semen digunakan
\"Turbidimeter dari Wagner \" atau \" Air Permeability meter dari
Blaine \".
137

RANGKUMAN :
1. Bahan-bahan yang digunakan manusia mengikuti siklus bahan mulai
dari ekstraksi, pembuatan sampai pelapukan.
2. Suatu aspek yang sangat penting dalam konsep siklus bahan adalah
kaitan yang erat antara bahan, energi dan lingkungan.
3. Mengganti dan / atau mengurangi pemakaian bahan baku dan
penunjang yang bersifat berbahaya dan beracun (B3) terhadap
lingkungan dan manusia.
4. Membersihkan dan membuang dengan benar kemasan bekas,
terutama kemasan bahan berbahaya dan beracun sesuai dengan
ketentuan yang berlaku.
5. Tujuan penyimpanan bahan baku dan bahan penunjang yang tersisa
adalah :
• Memperoleh penghematan biaya
• Mengurangi bahaya
• Meningkatkan keselamatan
6. Sumber Logam (source of metal) adalah bijih-bijih logam yang
diperoleh dari penambangan biasanya masih bercampur dengan
bahan-bahan ikutan lainnya.
7. Ada dua macam besi kasar yang dihasilkan oleh dapur tinggi yaitu
besi kasar putih dan besi kasar kelabu.
8. Tembaga ini mempunyai sifat sifat yang sangat baik yakni; sebagai
penghantar listrik dan panas yang baik, mampu tempa, duktil dan
mudah dibentuk menjadi plat-plat atau kawat.
9. Logam aluminium mempunyai struktur kristal FCC. Logam ini tahan
terhadap korosi pada media yang berubah-ubah dan juga mempunyai
duktilitas yang tinggi.
10. Seng tergolong logam rapuh, tetapi pada temperatur 100°-150°C
mempunyai sifat-sifat mudah diroll dan ditarik menjadi kawat.
Logam ini mempunyai susunan kristal hcp.
11. Timbel berwarna abu-abu ke biru-biruan, logam ini sangat
tunak/lembek dan mampu tempa. Logam timbel mempunyai struktur
kristal f c c , dan mempunyai sifat konduksi panas/listrik yang baik ,
kekerasannya 1/10 logam tembaga.
138

12. Biji magnesium yang banyak kita kenal adalah Magnesit/ Magnesium
karbonat) MgCO3, Dolomite CaCO3, MgCO3, carolite MgCl2KCl6 H2O.
13. Proses pelapisan tembaga-nikel-khrom terhadap logam ferro atau
kuningan sebagai logam yang dilapis adalah satu cara untuk
melindungi logam terhadap serangan korosi dan untuk mendapatkan
sifat dekoratif.
14. Semen terak adalah semen hidrolik yang sebagian besar terdiri dari
suatu campuran seragam serta kuat dari terak dapur tinggi dan kapur
tohor, 60 % dari berat semen terak terdiri dari terak dapur tinggi,
campuran itu biasanya tidak dibakar.
CONTOH SOAL :
1. Jelaskan prinsip dasar pelapisan logam secara listrik?
Jawab :
Prinsip dasar pelapisan logam secara listrik :
- Benda yang dilapisi diletakkan di Katoda
- Logam pelapis diletakkan di Anoda
- Larutan eletrolit sesuai dengan garam anoda
- Arus listrik yang digunakan arus listrik searah
2. Suatu benda yang terbuat dari besi akan dilapis dengan logam
tembaga. Waktu pelapisan 10 menit. Arus yang digunakan 2 A/dm2.
Luasan benda yang akan dilapis 2 dm2. Tentukan massa tembaga
yang terlapis? MA = 63,5.
Jawab :
eIt
G=
96500
63,5 / 2 . 2,2 . 10 × 60
=
96500
= 0,79 gram
3. Jelaskan macam-macam metoda untuk pengendalian korosi?
Jawab :
1. Membuat logam tahan korosi
2. Membuat lingkungan menjadi tidak korosif
139

3. Membalikkan arah arus
4. Memisahkan logam dari lingkungan
LATIHAN SOAL :
1. Jelaskan yang disebut bahan baku dan bahan pembantu? Berikan
contohnya!
2. Suatu perkakas akan dilapis dengan logam khrom. MA Cr = 52.
Waktu pelapisan 15 menit dengan arus 25 A/dm2. Luasan yang
dilapis 1,2 dm2. Tentukan massa khrom yang terlapis pada
permukaan logam besi?
3. Jelaskan karakteristik besi tuang, dan berikan contoh
penggunaannya?
4. Jelaskan yang dimaksud dengan paduan logam? Berikan contoh-
contohnya!
5. Sebutkan sifat-sifat umum dari kapur dan semen?
140

BAB III
INSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN
Setiap alat yang digunakan dan dioperasikan dalam sebuah pabrik
dilengkapi dengan instrumen untuk mengukur parameter-parameter tertentu
sesuai kondisi operasi yang harus selalu dipantau setiap saat. Instrumen
yang dimaksud terdiri dari dua macam yaitu instrumen lokal dan instrumen
panel. Skala ukur yang terbaca dalam instrumen lokal merupakan kontrol
terhadap skala ukur instrumen panel. Instrumentasi merupakan salah satu
ilmu teknik yang makin terasa keperluannya dalam kehidupan sehari-hari
untuk mendapatkan nilai pengukuran yang lebih akurat.
Untuk mendasari pengetahuan yang diperlukan dalam kegiatan
mengukur maka di bawah ini dibahas terlebih dahulu tentang satuan dan
standardnya serta konsep angka penting dan galat.
3.1. DEFINISI
Instrumentasi (Instrumentation)
a. Penggunaan piranti ukur (instrumen) untuk menentukan harga besaran
yang berubah-ubah, yang seringkali pula untuk keperluan pengaturan
besaran yang perlu berada di batas-batas harga tertentu
b. Semua piranti (kimia, listrik, hidrolik, magnit, mekanik, optik, pneumatik)
yang digunakan untuk : menguji, mengamati, mengukur, memantau;
mengubah, membangkitkan, mencatat, menera, memelihara, atau
mengemudikan sifat-sifat badani (fisik) gerakan atau karakteristik lain.
Instrumen (Instrument)
Instrumen atau piranti ukur merupakan piranti untuk mengukur
sesuatu besaran selama dipengamatan. Piranti itu dapat berupa instrumen
tuding (indicating instrument) dan dapat berupa instrumen rekan (recording
instrument)
Istilah \"INSTRUMEN\" digunakan dua maksud yaitu :
a. Instrumen murni yang terdiri dari mekanisme dan bagian-bagian yang di
bangun didalam wadah (rumah) atau piranti yang berkaitan dengan itu
b. Instrumen murni berikut sembarang alat-alat imbuhan (auxliary) seperti
misalnya: tahanan kondensator atau transformator instrumen.
141

Sebagai pengganti kata \"Instrumen\" (piranti) seringkali dipakai pula kata
\"alat ukur\" (meter). Kata piranti digunakan pula sebagai pengindonesiaan
\"device\".
3.2. STANDARD DAN SATUAN
Ketika kita mengukur suatu besaran, kita selalu membandingkan-nya
terhadap suatu standard. Jika kita mengatakan panjang sebuah meja 1,5
meter, itu artinya panjang meja tersebut 1,5 kali panjang suatu batang
meteran yang panjangnya didefinisikan sebagai 1 meter. Standard seperti
itu didefinisikan sebagai satuan (unit) besaran. Meter adalah satuan jarak,
sekon satuan waktu dan sebagainya.
Untuk membuat pengukuran yang akurat, kita membutuhkan satuan
pengukuran yang tidak berubah dan dapat diduplikasi oleh pengamat
(pengukur) di berbagai tempat. Sistem satuan yang digunakan oleh para
ilmuwan dan insinyur di seluruh dunia disebut “sistem metrik” yang sejak
tahun 1960 disebut sebagai Sistem Internasional (International System)
atau SI (singkatan diambil dari bahasa Perancis, Systeme International).
3.2.1. Waktu
Dari tahun 1889 sampai 1967, satuan waktu didefinisikan sebagai
satu fraksi tertentu dari rata-rata lamanya siang hari (yaitu saat matahari
bersinar), waktu rata-rata antara kedatangan berturut-turut matahari pada
titik tertingginya di langit. Standard yang sekarang digunakan dibuat tahun
1967, jauh lebih teliti. Standard itu berdasarkan pada jam atomik, yang
menggunakan beda energi antara dua tingkat energi terendah dari atom
cesium. Ketika ditembaki dengan gelombang mikro pada frekuensi yang
tepat, atom cesium mengalami transisi dari salah satu tingkat energi ke
tingkat energi satunya. Satu sekon didefinisikan sebagai waktu yang
dibutuhkan untuk melakukan 9.192.631.770 siklus dari radiasi ini.
3.2.2. Panjang
Pada tahun 1960 standard atomik untuk meter juga ditetapkan
dengan menggunakan panjang gelombang cahaya jingga-merah yang
diemisikan oleh atom-atom kripton (86Kr) di dalam suatu tabung lucutan
cahaya. Pada November 1983 standard panjang berubah lagi secara lebih
radikal. Laju rambat cahaya dalam ruang hampa didefinisikan dengan tepat
142

sebagai 299.792.458 m/s. Meter didefinisikan ulang agar konsisten dengan
bilangan ini dan dengan definisi sekon di atas. Maka, definisi baru meter
adalah jarak yang ditempuh oleh cahaya di ruang hampa dalam
1/299.792.458 sekon.
3.2.3. Massa
Standrad massa, kilogram, didefinisikan sebagai massa suatu
tabung yang terbuat dari paduan (alloy) platinum-iridium. Tabung tersebut
disimpan di International Bureau of Weights and Measures di Sèvres, dekat
Paris. Suatu standard atomik dari massa akan membuatnya lebih mendasar
lagi, namun sampai sekarang belum dapat mengukur massa dalam skala
atomik dengan akurasi seperti dalam skala makroskopik.
3.2.4. Sistem British
Selain Sistem International yang diakui sebagai sistem satuan juga
ada sistem satuan lain yaitu Sistem British. Sistem ini hanya digunakan di
Amerika dan beberapa negara lainnya dan kebanyakan satuannya mulai
digantikan oleh satuan SI. Satuan British sekarang secara legal didefinisikan
dalam satuan SI, sebagai berikut:
Panjang : 1 inci = 2,54 cm (tepat)
Gaya : 1 pound (pound force) = 4,448221615260 newton (tepat)
Berbeda dengan Sistem International dimana gaya adalah besaran
turunan (satuan : kg m / s2), dalam sistem British gaya adalah besaran
pokok (satuan : pound force atau lbf). Konsekuensinya, dalam sistem British
ini kita menggunakan sebuah faktor konversi, gc, sebuah konstanta yang
mempunyai harga bukan satu, untuk membuat satuan menjadi sesuai.
Harga gc adalah 32,174 (ft)(lbm)/(lbf)(s2). Feet (ft) adalah satuan panjang, lbm
adalah satuan massa dan lbf adalah satuan gaya.
Sebagai contoh, sebuah benda dengan massa 1 lbm, percepatan
gravitasi (g) = 32, 174 ft/s2 maka berat (gaya) benda tersebut:
32,174 (ft)(s 2 )
mg
= (1 lb m )
F= = 1 lb f
32,174 (lb m )(ft)/(lb f )(s 2 )
gc
143

3.2.5. Konsistensi dan Konversi
Kita menggunakan persamaan untuk menyatakan hubungan antara
besaran-besaran yang direpresentasikan dengan simbol-simbol aljabar.
Setiap simbol aljabar selalu menyatakan sebuah bilangan dan sebuah
satuan. Sebagai contoh, d bisa menyatakan suatu jarak sejauh 10 m, t suatu
selang waktu sepanjang 5 s dan v laju sebesar 2 m/s.
Suatu persamaan harus selalu konsisten dalam dimensi
(dimensionally consistent). Kita tidak dapat menambahkan 5 kg dengan 10
meter; dua besaran bisa dijumlahkan atau disamakan hanya jika besaran-
besaran tersebut mempunyai satuan yang sama.
Satuan dikali dan dibagi sama seperti simbol-simbol aljabar biasa.
Hal ini akan memudahkan dalam mengkonversikan besaran dari suatu
satuan ke satuan lainnya. Kita dapat menyatakan besaran yang sama dalam
dua satuan yang berbeda dan membentuk suatu kesamaan. Sebagai
contoh, jika kita katakan bahwa 1 menit = 60 sekon, tidak berarti bahwa
bilangan 1 sama dengan bilangan 60; yang kita maksudkan adalah bahwa 1
menit merepresentasikan selang waktu yang sama dengan 60 sekon.
Dengan alasan yang sama, perbandingan (1 menit) / (60 sekon) sama
dengan 1, demikian juga kebalikannya (60 sekon / 1 menit). Kita dapat
mengalikan suatu besaran dengan salah satu dari faktor ini tanpa mengubah
arti besaran tersebut. Contoh, untuk mendapatkan bilangan dengan satuan
sekon dari 5 menit, kita tuliskan:
60 s
5 menit = 5 menit = 300 s
1 menit
3.3. ANGKA PENTING DAN GALAT
Angka penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasil
pengukuran, yang terdiri dari angka eksak dan satu angka terakhir yang
ditaksir (atau diragukan). Misalnya kita mengukur panjang suatu benda
dengan mistar berskala mm dan melaporkan hasilnya dalam 4 angka
penting, didapat 114,5 mm. Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan
jangka sorong maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting, misalnya
114,40 mm, dan jika diukur dengan mikrometer sekrup maka hasilnya
dilaporkan dalam 6 angka penting, misalnya 113,390 mm. Ini menunjukkan
bahwa banyak angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran
144

mencerminkan ketelitian suatu pengukuran. Makin banyak angka penting
yang dapat dilaporkan, makin teliti pengukuran tersebut. Tentu saja
pengukuran panjang dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka
sorong dan mistar.
Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan
penting yang mengandung 4 angka penting : 114,5 mm. Tiga angka
pertama, yaitu: 1, 1, dan 4 adalah angka eksak karena dapat dibaca pada
skala, sedang satu angka terakhir, yaitu 5 adalah angka taksiran karena
angka ini tidak bisa dibaca pada skala, tetapi hanya ditaksir.
Aturan-aturan angka penting:
1. Semua angka bukan nol adalah angka penting.
2. Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol termasuk angka
penting.
3. Semua angka nol yang terletak pada deretan akhir dari angka-angka
yang ditulis di belakang koma desimal termasuk angka penting.
4. Angka-angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal
adalah bukan angka penting.
5. Bilangan-bilangan puluhan, ratusan, ribuan, dan seterusnya yang
memiliki angka-angka nol pada deretan akhir harus dituliskan dalam
notasi ilmiah agar jelas apakah angka-angka nol tersebut adalah angka
penting atau bukan
Bilangan penting diperoleh dari kegiatan mengukur, sedangkan
bilangan eksak diperoleh dari kegiatan membilang. Hasil perkalian atau
pembagian antara bilangan penting dengan bilangan eksak hanya boleh
memiliki angka penting sebanyak bilangan pentingnya. Angka lebih kecil dari
sama dengan 4 ditiadakan dalam pembulatan, sehingga angka sebelumnya
tidak berubah. Angka lebih besar sama dengan 5 dibulatkan ke atas,
sehingga angka sebelumnya bertambah dengan satu.
Banyak angka penting dalam hasil perkalian atau pembagian
bilangan-bilangan penting sama dengan banyak angka penting dari bilangan
penting yang memiliki angka penting paling sedikit. Hasil penjumlahan atau
pengurangan bilangan-bilangan penting hanya boleh mengandung satu
angka taksiran. Hasil memangkatkan atau menarik akar suatu bilangan
penting hanya boleh memiliki angka penting sebanyak angka penting dari
bilangan penting yang dipangkatkan atau ditarik akarnya.
145

Perbedaan hasil pengukuran panjang suatu benda dengan mistar,
jangka sorong dan mikrometer sekrup adalah pada ketidakpastian
(uncertainty) pengukuran tersebut. Pengukuran dengan mikrometer sekrup
memiliki ketidakpastian yang lebih kecil; ini menghasilkan suatu pengukuran
yang lebih akurat. Ketidakpastian juga disebut galat (error), karena hal
tersebut juga mengindikasikan selisih maksimum yang mungkin terjadi
antara nilai terukur dan nilai sebenarnya. Ketidakpastian atau galat dari
sebuah nilai terukur bergantung pada teknik pengukuran yang dilakukan.
Dalam mengindikasikan akurasi nilai terukur yaitu, seberapa dekat
nilai terukur itu terhadap nilai sebenarnya dengan menuliskan bilangan
diikuti simbol ± dan bilangan kedua yang menyatakan ketidakpastian
pengukuran. Misalnya diameter sebuah silinder dituliskan 54,56 ± 0,02 mm,
ini berarti nilai sebenarnya tidak mungkin kurang dari 54,54 mm atau lebih
dari 54,58 mm.
Selain dengan cara di atas, akurasi juga dapat dinyatakan dengan
galat fraksional atau galat persen. Untuk diameter silinder seperti contoh
di atas fraksi kesalahannya adalah (0,02 mm) / (54,56 mm) atau sekitar
0,0004; persen kesalahannya sekitar 0,04%.
3.4. PEMBACAAN SKALA UKUR INSTRUMEN
Penunjuk atau pencatat adalah bagian dari alat ukur melalui mana
harga dari hasil suatu pengukuran ditunjukkan atau dicatat. Hampir semua
alat ukur, kecuali beberapa alat ukur standar dan alat ukur batas,
mempunyai bagian penunjuk yang dapat kita kategorikan menjadi 2 macam,
yaitu :
1. Penunjuk berskala, dan
2. Penunjuk berangka (digital)
3.4.1. Penunjuk Berskala
Skala adalah susunan garis yang beraturan dengan jarak antara dua
garis yang berdekatan dibuat tetap dan mempunyai arti tertentu. Jarak
antara dua garis dari skala alat ukur geometris dapat berarti bagian dari
meter atau bagian dari derajat. Secara visual pembacaan dilakukan dengan
pertolongan garis indeks atau jarum penunjuk yang bergerak relatif terhadap
skala. Posisi dari garis indeks atau jarum penunjuk pada skala menyatakan
suatu harga (hasil sudut pengukuran), lihat Gambar 3.1.
146

Gambar 3.1. Skala dengan garis indeks dan jarum penunjuk
3.4.2. Skala Nonius (Vernier Scale)
Tidak selalu garis indeks tepat segaris dengan garis skala, akan
tetapi sering garis indeks ini terletak di antara dua garis skala sehingga
timbul kesulitan di dalam menentukan harganya. Oleh karena itu untuk
menaikkan kecermatan pembacaan maka garis indeks sering diganti
dengan suatu susunan garis yang disebut dengan skala nonius yang mana
sesuai dengan cara pembuatannya dikenal dua macam skala nonius, skala
nonius satu dimensi dan skala nonius dua dimensi.
Prinsip dari skala nonius satu dimensi mungkin dapat kita jelaskan
sebagaimana Gambar 3.1. Skala alat ukur dalam hal ini kita sebut sebagai
skala utama sedang skala yang terletak di bawahnya disebut skala nonius.
Misalkan jarak antara dua garis skala utama adalah u.
Garis nol nonius segaris dengan garis A skala utama.
u = jarak satu bagian skala utama
n = jarak satu bagian skala nonius
k =u–n
Garis nol nonius tergeser sejauh k dari garis A; garis
pertama nonius segaris dengan salah satu garis skala
utama.
Garis nol nonius tergeser sejah 2 K dari garis A; garis
kedua nonius segaris dengan salah satu garis skala
utama.
147

Sedang n adalah jarak antara dua garis skala nonius, maka setiap
satu bagian skala utama akan lebih panjang sebesar k dibandingkan dengan
satu bagian skala nonius. Apabila posisi garis nol nonius adalah tepat
segaris dengan suatu garis skala utama misalkan A, maka hasil pengukuran
adalah tepat berharga A. Selanjutnya apabila garis nol nonius tergeser ke
kanan sebesar k maka garis pertama nonius akan tepat segaris dengan
salah satu garis skala utama. Seandainya garis nol nonius lebih tergeser ke
kanan lagi sejauh 2 k dari posisi garis A maka garis kedua noniuslah yang
tepat segaris dengan salah satu garis skala utama. Proses pergeseran ini
dapat kita lakukan terus sampai akhirnya garis nol nonius kembali menjadi
segaris dengan garis skala utama (sesudah A). Dengan demikian penentuan
posisi garis nol nonius relatif terhadap A adalah melihat garis nonius yang
keberapa yang menjadi segaris dengan salah satu garis skala utama.
Jarak k adalah menggambarkan kecermatan dari skala nonius,
semakin kecil k maka kecermatannya semakin tinggi, artinya posisi garis nol
nonius relatif terhadap suatu garis skala utama (sesudahnya) menjadi
semakin jelas. Akan tetapi semakin kecil k berarti skala nonius memerlukan
jumlah garis yang lebih banyak, karena jumlah garis nonius (kecuali garis
nol) atau jumlah bagian dari skala nonius adalah sama dengan 1/k buah.
Dengan demikian k tidak boleh terlalu kecil, karena:
- Untuk mempermudah penentuan garis nonius yang menjadi segaris
dengan skala utama
- Untuk membatasi panjang keseluruhan skala nonius, (harus jauh lebih
pendek dari panjang keseluruhan skala utama).
Tabel 3.1 berikut adalah beberapa contoh kecermatan skala nonius yang
digunakan pada beberapa alat ukur, misalnya mistar ingsut dan busur bilah.
148

Tabel 3.1. Skala nonius satu dimensi
Kecermatan Besar u Skala nonius
pada skala Besar n Jumlah Panjang/besar
utama pada skala bagian keseluruhan
nonius
1 mm 0,9 mm 10 9 mm
1
(0,10) mm
10
1 mm 0,95 mm 20 19 mm
1
(0,05) mm
2 mm 1,95 mm 30 39 mm
20
1 mm 0,98 mm 50 49 mm
1
(0,02) mm
1 mm 0,98 mm 25 24,5 mm
50
10 110
12
10 110
(5’) mm
12 12
230
20 230
12
12
10 29,50
30
10 590
(0,10) mm
60 60
Supaya skala nonius tidak begitu panjang (tidak memakan tempat),
kadang-kadang hanya setengah panjang keseluruhan skala nonius saja
yang dipakai dengan catatan bahwa setiap bagian dari skala utama dalam
hal ini harus dibagi menjadi dua sehingga pembacaan dapat diulangi lagi
mulai dari garis nol nonius sete etengah bagian dari skala utama dilewati,
lihat Gambar 3.2.
Garis nol nonius belum melewati setengah
bagian skala utama
Garis nol nonius telah melewati setengah bagian
dari skala utama, pembacaan diulang lagi mulai
dari garis nol nonius.
Gambar 3.2. Pembagian skala utama menjadi dua bagian, apabila skala nonius hanya
setengah panjang keseluruhannya
Beberapa contoh cara pembacaan dengan memakai skala nonius
ditunjukkan pada Gambar 3.3: Untuk garis nol nonius yang tidak segaris
dengan garis s ama maka penunjukan berharga sama dengan harga dari
149

skala utama sesudah garis nol nonius ditambah dengan harga garis skala
nonius adalah menyatakan sepersepuluh harga skala utama. Angka pada
skala nonius adalah menyatakan sepersepuluh harga skala utama, atau
dalam menit kalau skala utama dalam derajat. Untuk skala nonius dengan
setengah panjang keseluruhannya, jika garis nol nonius telah melewati
setengah bagian skala utama, maka kita harus menambahkan angka lima
pada setiap angka dari skala nonius (atau menambah tiga puluh menit untuk
skala utama dalam derajat).
Skala satuan panjang, mm Contoh pembacaan
posisi nol :
Gambar 3.3. Contoh pembacaan skala nonius
150

3.4.3. Skala nonius dua dimensi
Suatu segi empat dengan satu diagonal di mana, sisi datar adalah u
dan sisi tegak dibagi dalam n bagian yang sama, dapat berfungsi sebagai
skala nonius dua dimensi. Untuk penunjukan tepat maka kedua sisi tegak
akan berimpit dengan garis skala utama (karena u dibuat a dengan jarak
satu bagian skala utama), lihat Gambar 3.4. Untuk skala nonius kanan,
apabila sisi tegak sebelah kanan tergeser ke sebelah kanan maka posisinya
relatif terhadap garis A dapat diketahui dengan melihat perpotongan antara
garis A dengan diagonal serta membaca angka pada garis nonius mendatar
yang tepat pada titik perpotongan tersebut. Demikian pula halnya dengan
skala nonius kiri di mana urutan pembacaan skala utama adalah mulai dari
kanan ke kiri (terbalik).
Gambar 3.4. Prinsip skala nonius dua dimensi
Kecermatan pembacaan adalah tergantung dari jumlah garis
mendatar nonius. Untuk n = 10 maka kecermatannya adalah (1/10) x u, jika
n = 100 maka kecermatannya adalah (1/100) x u. Beberapa alat ukur yang
peka diperlengkapi dengan pengubah optis yang berfungsi sebagai
pembesar bayangan dari skala utama. Melalui okuler kita dapat melihat
jarak antara dua garis skala utama menjadi lebih jauh terpisah, dengan
demikian beberapa skala nonius (biasanya 10 buah) dapat disusun
sekaligus untuk pembacaan jarak pada sepersepuluh bagian dari skala.
Gambar 3.4. adalah merupakan dua contoh pembacaan dengan skala
nonius dua dimensi dengan n sama dengan 10 dan 100.
Untuk n = 100 maka dibuat skala nonius yang melingkar dengan
maksud untuk memperjelas pembacaan serta tidak terlalu panjang ke
bawah. Skala nonius jenis ini dibuat dengan teknik fotografi pada keping
151

kaca yang tipis serta kecil yang kemudian dipasang tepat pada fokus dari
okuler.
Gambar 3.5. Skala nonius (kiri) dua dimensi
3.4.4. Skala Mikrometer
Skala pada semua jenis mikrometer dibuat pada kedua bagian dari
mikrometer, pertama pada silinder tetap (kita sebut skala tetap) dan kedua
pada silinder putar (kita namakan skala putar). Tepi dari silinder putar
berfungsi sebagai garis indeks untuk pembacaan skala tetap (pembacaan
kasar), sedang garis yang melintang sepanjang skala tetap berfungsi
sebagai garis indeks untuk pembacaan skala putar (pembacaan halus).
Biasanya untuk satu kali putaran, tepi dari silinder putar akan menggeser
(pembacaan halus). Biasanya untuk satu kali putaran, tepi dari silinder putar
akan menggeser sejauh setengah skala tetap (0,5 mm), oleh karena itu
angka pada skala putar bermula dan berakhir pada angka 0 yang juga
berarti angka 50 apabila pembagian skala putar adalah 50 buah. Dengan
demikian satu bagian dari skala putar adalah sesuai dengan jarak 0,01 mm.
Apabila tepi silinder putar telah melewati setengah bagian dari skala utama,
maka angka pada silinder putar harus diartikan sebagai kelebihannya angka
50. Gambar 3.6 adalah merupakan contoh pembacaan skala mikrometer
dengan kecermatan 0,01 mm.
Beberapa mikrometer mempunyai silinder putar dengan diameter
yang relatif besar, dengan demikian pembagian skala putar dapat
diperhalus. Kecermatan sampai 0,002 mm dapat dicapai dengan membuat
pembagian skala putar harus diartikan sebagai kelebihannya angka 50.
152

Gambar 3.6 adalah merupakan contoh pembacaan skala mikrometer
dengan kecermatan 0,01 mm.
Garis indeks
pembacaan kasar
Garis indeks
pembacaan halus
6,48 mm 6,53 mm
Skala putar
Skala tetap
6,98 mm
Gambar 3.6. Pembacaan skala mikrometer dengan kecermatan 0,01 mm
Beberapa mikrometer mempunyai silinder putar dengan diameter
yang relatif besar, dengan demikian pembagian skala putar dapat
diperhalus. Kecermatan sampai 0.002 mm dapat dicapai dengan membuat
pembagian skala putar menjadi 250 buah. Untuk mikrometer dengan
diameter silinder putar yang agak kecil pun dapat dinaikkan kecermatan
pembacaannya, yaitu dengan cara membuat skala nonius (satu dimensi)
yang digunakan pada waktu membaca skala putar. Skala nonius ini dibuat
pada silinder tetap pada arah agak lurus skala tetap dengan garis
melintangnya skala tetap dianggap sebagai garis nol nonius. Kecermatan
pembacaan dalam hal ini tergantung dari cara pembuatan skala nonius (lihat
pada pembicaraan mengenai skala nonius satu dimensi, dalam hal ini skala
putar dianggap sebagai skala utama). Contoh pembacaan skala mikrometer
dengan skala nonius adalah seperti Gambar 3.7.
153

Gambar 3.7. Pembacaan skala mikrometer dengan skala nonius
3.4.5. Skala dengan jarum penunjuk
Alat ukur pembanding (comparator) umumnya mempunyai jarum
penunjuk yang bergerak relatif terhadap skala yang diam, di mana gerakan
dari jarum penunjuk adalah berdasarkan prinsip mekanis ataupun prinsip
elektris. Prinsip mekanis dipakai pada alat ukur dengan pengubah mekanis,
sedang prinsip elektris digunakan pada alat ukur dengan pengubah elektris.
Penunjuk dari jenis elektris ini sesungguhnya merupakan suatu alat ukur
lain, yaitu dapat merupakan voltmeter (yang mengukur besarnya tegangan
listrik) atau berupa amperemeter (yang mengukur besarnya arus listrik) akan
tetapi skalanya telah disesuaikan (dikalibrasi) menjadi penunjukan satuan
panjang.
Suatu kesalahan pembacaan yang dikenal dengan nama paralaks
mungkin dapat terjadi pada waktu membaca posisi jarum penunjuk pada
skala, yaitu apabila mata kita tidak pada satu bidang yang melalui jarum
penunjuk dan tegak lurus bidang skala (bidang pembacaan), lihat Gambar
3.8. Paralaks ini dapat dicegah apabila mata kita (sebelah kanan atau
sebelah kiri) tepat pada bidang pembacaan. Beberapa alat ukur mempunyai
cermin pada bidang skalanya, dengan demikian apabila mata kita tepat
pada bidang pembacaan maka bayangan dari jarum penunjuk masih tetap
kelihatan, pembacaan boleh dilakukan setelah jarum penunjuk menutupi
bayangannya. Meskipun tidak memakai cermin, dengan membuat letak
jarum penunjuk sangat dekat dengan bidang skala maka akibat dari
paralaks dapat dikurangi.
154

Gambar 3.8. Paralaks cara menghindarinya
3.4.6. Penunjuk Berangka (Digital)
Pada alat ukur dengan penunjuk berangka kita dapat langsung
mengetahui hasil pengukuran melalui deretan angka yang ada padanya.
Penunjuk berangka ini dapat kita golongkan menjadi 2 macam, yaitu jenis
mekanis dan jenis elektronis.
Penunjuk digital mekanis terdiri dari susunan beberapa silinder
masing-masing diberi angka pada permukaannya mulai dari 0 sampai
dengan 9, lihat Gambar 3.9. Mulai dari yang paling kanan silinder-silinder
tersebut kita sebut sebagai silinder pertama, kedua dan seterusnya. Melalui
sistem roda gigi, pengubah mekanis secara kontinu memutar silinder
pertama. Untuk satu kali putaran, silinder pertama akan memutar silinder ke
dua sebanyak 1/10 putaran. Apabila silinder kedua ini telah genap berputar
satu kali maka silinder ketiga akan terputar sebanyak 1/10 putaran. Proses
pemutaran silinder dengan cara bertingkat ini dapat berlangsung terus
sampai silinder berakhir. Dengan demikian angka pada suatu silinder
menyatakan kelipatan 10 dari angka silinder disamping kanannya.
Penunjuk digital elektronis menggunakan komponen elektronis yang
disebut dengan LED (Light Emitting Diode). Suatu kode angka dapat dibuat
155

dari 7 buah LED yang disusun seperti angka 8, lihat Gambar 3.10. Apabila
pada suatu saai ke 7 buah LED ini menyala (biasanya dengan sinar merah)
maka kita melihat sebagai kode angka 8. Jika hanya beberapa LED yang
menyala pada tempat-tempat tertentu maka akan terlihat sebagai kode
angka lain. Suatu sirkuit elektronis memerintahkan LED ini untuk
menunjukkan suatu kode angka, demi dan pula halnya untuk kode angka-
angka yang lain yang disusun menjadi satu barisan angka.
Silinder ke
Gambar 3.9. Penunjuk digital dengan sistem mekanis
Gambar 3.10. Penunjuk digital elektronis
Isyarat dari pengubah elektronis yang berupa pulsa dihitung secara
aljabar biner dengan menggunakan suatu sirkuit elektronis tertentu. Setelah
diubah oleh pembuat kode decimal isyarat diteruskan ke bagian pengatur
penyalaan LED.
156

3.5. PENCATATAN SKALA UKUR
Untuk beberapa hal tertentu penunjukkan suatu harga pada suatu
saat dianggap tidak memberikan suatu informasi yang lengkap mengenai
proses pengukuran yang sedang dilakukan. Oleh karena itu diperlukan alat
pencatat yang dapat membuat suatu grafik pengukuran pada kertas
berskala. Beberapa proses pengukuran yang memerlukan alat pencatat
antara lain adalah pengukuran konfigurasi permukaan pengukuran
kebulatan. Pada saat ini alat pencatat yang berdasarkan prinsip kerja
elektris lebih banyak kita jumpai daripada alat pencatat dengan sistem
mekanis. Dua prinsip kerja yang umum digunakan oleh alat pencatat elektris
adalah prinsip galvanometer atau prinsip servo-motor.
Suatu kumparan, spoel, yang bebas berputar pada suatu medan
magnit tetap adalah merupakan komponen utama dari galvanometer (lihat
Gambar 3.11). Apabila ada arus listrik (berasal dari pengubah elektris) yang
melalui kumparan ini maka posisi dari kumparan akan terputar sampai suatu
kedudukan tertentu tergantung dari kuat lemahnya arus listrik. Akibatnya
pena pada ujung batang yang bersatu dengan kumparan akan
menggoreskan suatu garis pada kertas grafik (kertas berskala) yang secara
kontinu bergerak selama proses pengukuran berlangsung. Pegas spiral
yang terpasang pada kumparan berfungsi untuk menyetel/mengembalikan
ke posisi nol serta untuk menaikkan reaksi dari alat pencatat.
Gambar 3.11. Alat pencatat dengan prinsip galvanometer dan prinsip servo motor
157

3.6. KELAINAN SKALA UKUR
3.6.1. Ketelitian
Ketelitian juga dikenal sebagai reproduksibilitas. Ketelitian
pembacaan merupakan kecocokan antara pembacaan-pembacaan itu
sendiri. Jika nilai yang sama dari peubah yang terukur, diukur beberapa kali
dan memberikan hasil yang kurang-lebih sama, maka alat ukur tersebut
dikatakan mempunyai ketelitian atau reproduksibilitas tinggi, dan juga berarti
alat ukur tidak mempunyai penyimpangan. Penyimpangan nilai alat ukur
yang telah dikalibrasi disebabkan oleh berbagai faktor seperti, kontaminasi
logam pada termokopel. Hal ini terjadi secara berangsur-angsur dalam satu
periode waktu, dan nampaknya tidak diperhatikan. Penyimpangan ini hanya
dapat diketahui melalui pemeriksaan secara berkala kalibrasi alat ukur.
3.6.2. Ketepatan
Ketepatan didefinisikan sebagai tingkat perbedaan yang sekecil-
kecilnya antara nilai pengamatan dengan nilai sebenarnya. Untuk
memperoleh ketepatan yang diharapkan kalibrasi alat ukur, perlu dilakukan
secara berkala dengan menggunakan standar konstan yang telah diketahui.
Meskipun semua pemakai alat ukur bertujuan agar selalu
memperoleh tingkat ketepatan setinggi mungkin, namun kesalahan relatif
tetap harus diingat. Ukuran relatif suatu kesalahan biasanya dinyatakan
dalam lingkup nilai sesungguhnya dari kuantitas yang diukur, sebagai
persentase. Sebagai contoh, bila termokopel digunakan untuk mengukur
suhu api, misalnya pada 1.000°C dengan ketepatan ± 5°C, maka persentase
kesalahannya adalah :
5
± x 100 % = ± 100 = ± 0 , 5 %
1 . 000
Namun bila kesalahan ± 5°C terjadi pada pengukuran suhu air mendidih
pada 100°C, maka persentase kesalahannya adalah :
5
± x 100 % = ± 0,5%
1.000
Jauh lebih serius kesalahannya.
158

3.6.3. Kepekaan
Kepekaan alat ukur secara umum mengacu kepada dua hal. Pada
beberapa kasus kepekaan menyatakan perubahan terkecil nilai peubah
yang diukur di mana alat ukur memberikan tanggapan sementara aliran
pemikiran lain menganggap kepekaan aan sebagai ukuran perubahan yang
dihasilkan oleh alat ukur untuk suatu perubahan peubah yang diukur.
Daerah mati (dead zone) adalah rentang nilai terbesar dari peubah yang
diukur di mana alat ukur tidak memberikan tanggapan. Daerah mati
biasanya terjadi karena gesekan pada alat pencatat. Juga ditemukan jenis
mekanisme tertentu yang hanya dapat menunjukkan sedikit perubahan dan
perubahan diskrit dari nilai peubah yang diukur.
3.6.4. Jangkauan (Rangebility)
Jangkauan (rangeabilitas) dari instrumen biasanya diartikan
perbandingan pembacaan meter maksimum ke pembacaan meter minimum,
di mana kesalahan kurang dari harga yang dinyatakan. Dalam hal
pengukuran yang mempunyai jarum atau pena, ketidakmampuan pemakai
untuk menafsirkan
perpindahan kecil dari jarum atau pena secara tepat, membatasi jangkauan.
3.6.5. Kalibrasi
Kalibrasi mengacu kepada satu keadaan di mana semua masukan
(yang dikehendaki, yang mengganggu, yang mengubah) kecuali satu
masukan dipertahankan pada nilai tetap. Masukan yang dipelajari tersebut
kemudian diubah-ubah sepanjang rentang nilai konstanta yang sama, yang
menyebabkan nilai keluaran berubah sepanjang rentang nilai konstanta
tertentu. Prosedur yang sama diulangi secara bervariasi sesuai dengan
setiap masukan yang diteliti berdasarkan minat, sehingga mengembangkan
satu kumpulan hubungan masukan-keluaran statis.
Tidak mungkin melakukan kalibrasi suatu alat ukur dengan ketepatan
lebih besar dari standar yang diikuti adalah suatu standar kalibrasi yang
paling sedikit mempunyai ketepatan 10 kali alat ukur yang dikalibrasi. Jadi
adalah amat penting bahwa orang yang melakukan kalibrasi alat ukur hams
yakin bahwa standar kalibrasi mempunyai ketepatan yang memadai sebagai
pembanding.
159

Pada penggunaan yang berkesinambungan, mungkin terjadi bahwa
setelah beberapa waktu alat ukur mengalami kesalahan penyetelan
menyebabkan kesalahan nilai nol. Jadi bagi semua jenis alat ukur kalibrasi
angka nol dan jangka waktunya perlu dilakukan. Penting pula bagi pemakai
untuk mengetahui bagaimana kalibrasi dilakukan.
3.6.6. Kesalahan Pengukuran
Dalam melakukan pengukuran fisik, tujuan utamanya adalah
memperoleh suatu nilai yang terdiri dari satuan yang dipilih dan besarannya,
yang akan menyatakan besar kuantitas fisik yang diukur. Sebagai contoh,
dalam pengukuran tekanan, satuan yang dipilih adalah bar dan besarnya
adalah 100. jadi, 100 bar. Tingkat kegagalan dalam menspesifikasi besaran
ini dilakukan secara pasti, dan ini berarti pula variasi kuantitas nilai yang
dinyatakan dari nilai sebenarnya, merupakan kesalahan pengukuran.
Kesalahan ini muncul dalam sistem pengukuran itu sendiri dan dari
standar yang digunakan untuk kalibrasi sistem tersebut. Sebagai tambahan
untuk kesalahan yang dihasilkan dari kalibrasi sistem pengukuran yang
salah, ada sejumlah sumber kesalahan yang perlu diperiksa. Sumber
kesalahan ini meliputi (1) kebisingan (noise), (2) waktu tanggap (response
time), (3) keterbatasan rancangan (design limitation), (4) pertambahan atau
kehilangan energi karena interaksi, (5) transmisi, (6) keausan atau
kerusakan sistem pengukuran, (7) pengaruh ruangan terhadap sistem, (8)
kesalahan penafsiran oleh pengamat. Untuk bahasan terinci mengenai
karakteristik ini pembaca disarankan untuk menyelusuri rujukan.
Dalam memperkirakan besar ketidakpastian atau kesalahan dalam
menetapkan nilai kuantitas sebagai hasil pengukuran, harus dibedakan
antara dua golongan kesalahan : sistematis dan acak. Kesalahan sistematis
adalah kesalahan yang secara konsisten terulang apabila dilakukan
pengulangan percobaan. Kesalahan kalibrasi sistem pengukuran atau suatu
perubahan dalam sistem yang menyebabkan penunjuk menyimpang secara
konsisten dari nilai kalibrasi merupakan kesalahan jenis ini.
3.7. KLASIFIKASI ALAT UKUR
Dalam fisika dan teknik, pengukuran adalah aktivitas
membandingkan kuantitas fisik dari objek dan kejadian dunia nyata.
Pengukuran dilakukan dengan alat ukur atau alat pengukur. Alat pengukur
160

adalah alat yang digunakan untuk mengukur benda atau kejadian tersebut.
Meskipun sudah dibuat seakurat mungkin, seluruh alat pengukur terkena
kesalahan atau error peralatan yang bervariasi. Ada banyak alat ukur yang
digunakan, namun yang banyak digunakan dalam industri dapat
diklasifikasikan:
a. Alat pengukur suhu
b. Alat pengukur tekanan
c. Alat pengukur aliran
d. Alat pengukur sifat kimiawi: pH atau keasaman, COD, BOD
3.7.1. Alat Pengukur Sifat Fisik
A. Alat Pengukur suhu (Termometer)
Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu adalah
sensasi dingin atau hangatnya sebuah benda yang dirasakan ketika
menyentuhnya. Secara kuantitatif, kita dapat mengetahuinya dengan
menggunakan termometer. Termometer adalah alat yang digunakan
untuk mengukur suhu (temperatur), ataupun perubahan suhu. Istilah
termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti panas dan
meter yang berarti untuk mengukur (to measure). Termometer
diklasifikasikan sebagai termometer kontak dan termometer non kontak
atau termometer inframerah dan diterangkan dibawah ini.
1. Termometer bulb (air raksa atau alkohol) dengan ciri kasnya
sebagai berikut:
• Menggunakan gelembung besar (bulb) pada ujung bawah tempat
menampung cairan, dan tabung sempit (lubang kapiler) untuk
menekankan perubahan volume atau tempat pemuaian cairan.
• Berdasar pada prinsip suatu cairan, volumenya berubah sesuai
temperatur. Cairan yang diisikan terkadang alkohol yang
berwarna tetapi juga bisa cairan metalik yang disebut merkuri,
keduanya memuai bila dipanaskan dan menyusut bila
didinginkan
• Ada nomor disepanjang tube gelas yang menjadi tanda besaran
temperatur
• Termometer bulb tidak memerlukan alat bantu, relatif murah,
tidak mudah terkontaminasi bahan kimia sehingga cocok untuk
161

laboratorium kimia, konduktivitas panas rendah. Akan tetapi
termometer bulb mudah pecah
• Dalam penggunaannya, bulb harus dilindungi terhadap benturan
dan menghindari pengukuran yang melebihi skala termometer.
Sumber kesalahan termometer bulb:
• time constant effect, waktu yang diperlukan konduksi panas dari
luar ke tengah batang kapiler
• thermal capacity effect, apabila massa yang diukur relatif kecil,
akan banyak panas yang diserap oleh termometer dan
mengurangi suhu sebenarnya
• cairan (alkohol, merkuri) yang terputus
• kesalahan pembacaan
• kesalahan pencelupan
Gambar 3.12. Termometer Bulb
2. Termometer spring
Menggunakan sebuah coil (pelat pipih) yang terbuat dari
logam yang sensitif terhadap panas, pada ujung spring terdapat
pointer. Bila udara panas, coil (logam) mengembang sehingga
pointer bergerak naik, sedangkan bila udara dingin logam mengkerut
162

dan pointer bergerak turun. Secara umum termometer ini paling
rendah keakuratannya di banding termometer bulb dan digital.
Penggunaan termometer spring harus selalu melindungi pipa
kapiler dan ujung sensor (probe) terhadap benturan/gesekan. Selain
itu, pemakaiannya tidak boleh melebihi suhu skala dan harus
diletakkan di tempat yang tidak terpengaruh getaran.
3. Termometer elektronik
Ada dua jenis yang digunakan di industri, yakni thermocouple
dan resistance thermometer. Biasanya, industri menggunakan
nominal resistan 100 ohm pada 0 °C sehingga disebut sebagai
sensor Pt-100. Pt adalah simbol untuk platinum, sensivitas standar
sensor 100 ohm adalah nominal 0.385 ohm/°C, RTDs dengan
sensivitas 0.375 dan 0.392 ohm/°C juga tersedia.
Gambar 3.13. Termometer Termokopel
163

4. Termometer Non-kontak atau termometer inframerah.
Termometer non-kontak atau termometer inframerah dapat
mengukur suhu tanpa kontak fisik antara termometer dan obyek di
mana suhu diukur. Termometer ditujukan pada permukaan obyek
dan secara langsung memberikan pembacaan suhu. Alat ini sangat
berguna untuk pengukuran di tungku atau suhu permukaan dan lain
sebagainya.
Termometer infra merah dapat digunakan untuk mengukur
suhu dimana sensor konvensional tidak dapat digunakan atau tidak
dapat menunjukkan pembacaan yang akurat, seperti sebagai berikut:
- Bila dibutuhkan pengukuran pada respon yang cepat, seperti
pengukuran pada benda yang bergerak (contoh: rol, mesin
bergerak atau belt conveyor)
- Karena adanya bahan pencemaran atau kondisi berbahaya
(misalnya: tegangan tinggi)
- Jarak yang terlalu jauh atau tinggi
- Suhu yang terlalu tinggi untuk termokopel atau kontak sensor
lainnya
- Obyek dalam keadaan vakum atau pada kondisi atmosfir
terkontrol lainnya
- Obyek dikekelingi oleh medan listrik (seperti induksi panas)
Prinsip dasar termometer infra merah adalah bahwa semua
obyek memancarkan energi infra merah. Semakin panas suatu
benda, maka molekulnya semakin aktif dan semakin banyak energi
infra merah yang dipancarkan. Termometer infra merah terdiri dari
sebuah lensa yang focus mengumpulkan energi infra merah dari
obyek ke alat pendeteks/detektor. Detektor akan mengkonversi
energi menjadi sebuah sinyal listrik, yang menguatkan dan
melemahkan dan ditampilkan dalam unit suhu setelah dikoreksi
terhadap variasi suhu ambien.
164

Gambar 3.14. Termometer Inframerah atau Non-kontak
5. Termometer Kontak atau Termokopel
Termokopel (termometer kontak) terdiri dari dua logam yang
tidak sama, digabung menjadi satu pada ujungnya. Bila gabungan
dua logam dipanaskan atau didinginkan, tegangan akan dihasilkan
yang dapat dikorelasikan kembali kepada suhu. Probe dimasukkan
kedalam aliran cairan atau gas untuk mengukur suhunya, misalnya:
gas buang, udara atau air panas. Probe jenis daun digunakan untuk
mengukur suhu permukaan. Pada hampir semua kasus, termokopel
secara langsung memberikan pembacaan pada unit yang dihendaki
(derajat Celsius atau Fahrenheit pada panel digital)
Pada audit energi, suhu merupakan salah satu parameter
yang penting untuk diukur dalam rangka menentukan kehilangan
atau membuat keseimbangan energi panas. Pengukuran suhu
diambil pada audit unit pendingin udara, boiler, tungku, sistim steam,
pemanfaatan kembali panas, penukar panas dan lain sebagainya.
Selama audit, suhu dapat diukur dari:
• Udara ambien
• Air pendingin/ chilled water di plant pendingin.
165

• Udara masuk kedalam unit handling udara pada plant
pendingin udara.
• Air pendingin masuk dan keluar pada menara pendingin.
• Permukaan jalur pemipaan steam, boiler, kiln.
• Air masuk boiler.
• Gas buang.
• Kondensat yang kembali.
• Pemanasan awal pasokan udara untuk pembakaran.
• Suhu dari bahan bakar minyak.
Pencegahan dan keselamatan pengukuran berikut diterapkan
ketika menggunakan termometer :
• Probe harus dilumuri cairan dan pengukuran harus diambil
setelah satu-dua menit, yaitu setelah pembacaan stabil.
• Sebelum menggunakan termokopel, jarak antara suhu
dimana termokopel didesain harus diperiksa.
• Probe dari termokopel jangan pernah menyentuh api
menyala.
• Sebelum menggunakan termometer non kontak, pancaran
harus diatur sesuai dengan suhu permukan yang diukur.
• Periksa manual operasi dari instruksi peralatan pemantauan
lebih rinci untuk keselamatan dan pencegahan sebelum
menggunakan peralatan.
Uji Operasional
6.
Semua alat pengukuran harus dikontrol pada saat pertama
beroperasi dan sesudah digunakan paling sedikit satu kali pertahun
dengan menggunakan termometer terkalibrasi. Pengujian harus
dilakukan paling sedikit dengan satu nilai pada rentang temperatur
dimana alat dioperasikan. Untuk pengukuran pada temperatur kamar
0
misal alat tersebut dicek pada 15 – 25 C. Suhu yang ditunjukkan
oleh masing-masing termometer dicek oleh termometer terkalibrasi,
dimana termometer-termometer tersebut dimasukkan kedalam lemari
pendingin atau penangas air (water bath), sampai temperatur yang
ditunjukkan oleh masing-masing termometer stabil paling sedikit
dalam satu menit. Untuk pengukuran suhu udara dengan
166

menggunakan termometer, hal berikut dianjurkan untuk
memperlambat penunjukan suhu, tempelkan gabus atau kapas/wool
pada ujung termometer dan biarkan termometer kira-kira 1 (satu) jam
untuk mencapai temperatur diinginkan.
Contoh pengujian menggunakan pengukuran 2 (dua) nilai :
Catatan pada pengukuran alat (sebagai koreksi)
0
- 0,3 pada 22 C
0
- 0,2 pada 12 C
0
Pada tanyangan menunjukkan : 19,7 C
Temperatur yang sebenarnya adalah :
0
( tayangan + koreksi ) = ( 19,7 – 0,3 ) = 19,4 C
Rentang kerja yang diijinkan
7.
Deviasi yang diijinkan pada termometer minimum/maksimum
0
dari termometer kalibrasi, tidak boleh lebih dari 2,0 C, deviasi dari
0
termometer biasa (normal) tidak boleh lebih dari 1 C, jika tidak ada
nilai-nilai lainnya yang disimpan pada buku peralatan.
Pembersihan dan Perawatan
8.
Sensor temperatur harus dibersihkan dengan solvent (pelarut)
dan dibersihkan dengan air bebas mineral / aquadest, setelah
digunakan.
Kelainan skala ukur atau pengukuran dalam kasus
9.
penyimpangan (deviasi)
Dalam kasus terjadinya penyimpangan lebih tinggi atau lebih rendah
o
+/- 5 C, yang ditunjukkan oleh termometer pada alat, harus
ditentukan faktor koreksi (suhu yang diinginkan / suhu terukur) dan
dicantumkan secara jelas pada alat. Pada kasus lainnya dari deviasi
suhu yang dijinkan, harus didokumentasikan pada buku alat.
10. Laporan atau Dokumentasi
Test-test operational harus dicatat sebagai lampiran dalam
buku peralatan. Sebagai suatu alternatif, buku terpisah dapat dipakai
167

untuk mencatat atas semua peralatan pengukur suhu yang terdapat
di wilayah kerja tertentu. Dalam kasus ini, peralatan yang dimaksud
harus diberikan label yang jelas. Selama test operational, peralatan
kalibrasi dan suhu terukur dan nilai aktualnya (jika ada deviasinya)
harus didokumentasikan berbarengan dengan tanggal dan tanda
tangan.
11. Pencegahan dan keselamatan pengukuran
Pencegahan dan keselamatan pengukuran berikut diterapkan
ketika menggunakan termometer:
• Probe harus dilumuri cairan dan pengukuran harus
diambil setelah satu – dua menit, yaitu setelah
pembacaan stabil.
• Sebelum menggunakan termokopel, jarak antara suhu
dimana termokopel didesain harus diperiksa.
• Probe dari termokopel jangan pernah menyentuh api
menyala.
• Sebelum menggunakan termometer non kontak,
pancaran harus diatur sesuai dengan suhu permukaan
yang diukur.
• Periksa manual operasi dari instruksi peralatan
pemantauan lebih rinci untuk keselamatan dan
pencegahan sebelum menggunakan peralatan.
B. Alat Pengukur Tekanan
1. Manometer
Manometer adalah alat ukur tekanan dan manometer tertua
adalah manometer kolom cairan. Alat ukur ini sangat sederhana,
pengamatan dapat dilakukan langsung dan cukup teliti pada
beberapa daerah pengukuran. Manometer kolom cairan biasanya
digunakan untuk pengukuran tekanan yang tidak terlalu tinggi
(mendekati tekanan atmosfir)
a. Fungsi manometer
Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada
audit energi untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang
168

berlawanan. Jenis manometer tertua adalah manometer kolom
cairan. Versi manometer sederhana kolom cairan adalah bentuk
pipa U (lihat Gambar 4-4) yang diisi cairan setengahnya
(biasanya berisi minyak, air atau air raksa) dimana pengukuran
dilakukan pada satu sisi pipa, sementara tekanan (yang mungkin
terjadi karena atmosfir) diterapkan pada tabung yang lainnya.
Perbedaan ketinggian cairan memperlihatkan tekanan yang
diterapkan.
a b c
Gambar 3.15. Ilustrasi skema manometer kolom cairan
b. Prinsip kerja manometer adalah sebagai berikut:
Gambar a. Merupakan gambaran sederhana manometer
tabung U yang diisi cairan setengahnya, dengan
kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama
tinggi.
Gambar b. Bila tekanan positif diterapkan pada salah satu sisi
kaki tabung, cairan ditekan kebawah pada kaki
tabung tersebut dan naik pada sisi tabung yang
lainnya. Perbedaan pada ketinggian, “h”, merupakan
penjumlahan hasil pembacaan diatas dan dibawah
angka nol yang menunjukkan adanya tekanan.
Gambar c. Bila keadaan vakum diterapkan pada satu sisi kaki
tabung, cairan akan meningkat pada sisi tersebut
169

dan cairan akan turun pada sisi lainnya. Perbedaan
ketinggian “h” merupakan hasil penjumlahan
pembacaan diatas dan dibawah nol yang
menunjukkan jumlah tekanan vakum.
c. Tipe manometer
Terdapat tiga tipe utama manometer:
1) Manometer satu sisi kolom yang mempunyai tempat cairan
besar dari tabung U dan mempunyai skala di sisi kolom
sempit. Kolom ini dapat menjelaskan perpindahan cairan
lebih jelas. Kolom cairan manometer dapat digunakan untuk
mengukur perbedaan yang kecil diantara tekanan tinggi.
2) Jenis membran fleksibel: jenis ini menggunakan defleksi
(tolakan) membran fleksibel yang menutup volum dengan
tekanan tertentu. Besarnya defleksi dari membran sesuai
dengan tekanan spesifik. Ada tabel keterangan untuk
menentukan tekanan perbedaan defleksi.
3) Jenis Pipa koil: Sepertiga bagian dari manometer ini
menggunakan pipa koil yang akan mengembang dengan
kenaikan tekanan. Hal ini disebabkan perputaran dari sisi
lengan yang disambung ke pipa.
d. Dimana manometer digunakan
Selama pelaksanaan audit energi, manometer digunakan
untuk menentukan perbedaan tekanan diantara dua titik di
saluran pembuangan gas atau udara. Perbedaan tekanan
kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan aliran di
saluran dengan menggunakan persamaan Bernoulli (Perbedaan
tekanan = v2/2g). Rincian lebih lanjut penggunaan manometer
diberikan pada bagian tentang bagaimana mengoperasikan
manometer. Manometer harus sesuai untuk aliran cairan.
Kecepatan aliran cairan diberikan oleh perbedaan
tekanan = f LV2/2gD dimana f adalah factor gesekan dari bahan
pipa, L adalah jarak antara dua titik berlawanan dimana
perbedaan tekanan diambil, D adalah diameter pipa dan g adalah
konstanta gravitasi.
170

e. Pengoperasian manometer
Tidak mudah untuk menjelaskan pengoperasian
manometer dengan satu cara, sebab terdapat banyak macam
manometer yang membutuhkan cara penanganan yang berbeda.
Tetapi, beberapa tahapan operasinya sama. Selama audit energi,
kecepatan aliran udara di saluran dapat diukur dengan
menggunakan tabung pitot dan aliran dihitung dengan
menggunakan manometer. Sebuah lubang pengambil contoh
dibuat di saluran (tabung pembawa gas buang) dan tabung pitot
dimasukkan kedalam saluran. Kedua ujung tabung pitot terbuka
disambungkan ke dua manometer yang terbuka. Perbedaan
tingkat pada manometer menghasilkan total kecepatan tekanan.
Sebagai contoh, dalam kasus manometer digital pembacaan
ditampilkan dalam mm dari kolom air.
Gambar 3.16. Pengukuran Menggunakan Tabung Pitot dan Manometer
f. Pencegahan dan keselamatan pengukuran
1) Manometer tidak dapat digunakan pada tekanan yang sangat
tinggi. Pada kasus tekanan tinggi, digunakan inclined tune
manometer.
171

2) Periksa panduan manual operasi dari peralatan pemantauan
untuk instruksi yang lebih rinci untuk keselamatan dan
pencegahan sebelum menggunakan peralatan.
g. Pengukur Tekanan Gauge
Pada alat ukur ini sebagai medium pengukur tekanan
tidak menggunakan zat cair. Bagian utama dari alat ini adalah
bahan elastis yang terbuat dari logam, plastik maupun kulit yang
tipis.
Tekanan akan mengakibatkan perubahan bentuk elastis
yang besarnya sebanding dengan tekanan yang diukur. Karena
perubahan bentuk elastis sangat kecil, maka perlu diperbesar
sehingga dapat dilihat dengan jelas pada skala jarum.
2. Tabung Bourdon (Bourdon Tube)
Tabung Bourdon merupakan alat ukur yang banyak
digunakan karena mempunyai daerah pengukuran cukup besar (0
sampai 700 atmosfir) dan harganya cukup murah.
Gambar 3.17. Tabung Bourdon
Tabung Bourdon terbuat dari paduan logam yang dipasang
melengkung membentuk huruf C. Tabung yang berpenampang tipis
tersebut oleh pengaruh tekanan akan mengembang dan bergerak ke
arah luar. Untuk tekanan sampai 600 psi bahan tabung terbuat dari
172

perunggu (bronze), tekanan sampai dengan 10.000 psi terbuat dari
paduan berilyum-tembaga sedangkan untuk pengukuran tekanan
10.000 psi atau lebih digunakan baja tak berkarat (stainless-steel)
maupun paduannya.
C. Pengukuran Aliran
1. Fungsi pengukur aliran
Pengukur aliran adalah alat yang digunakan untuk mengukur
linier, non linier, laju alir volum atau masa dari cairan atau gas.
Bagian ini secara spesifik menerangkan tentang pengukur aliran air.
Pemilihan metode atau jenis pengukur aliran air tergantung pada
kondisi tempat dan kebutuhan pengukuran yang akurat. Sebagian
dari pengukur aliran air, ada beberapa metoda yang dapat mengukur
aliran air selama audit. Dua metoda umum untuk mendapatkan
perkiraan akurat yang beralasan dari aliran air adalah:
a. Metoda waktu pengisian: Air diisikan pada bejana atau tangki
dengan volum yang telah diketahui (m3). Waktu yang dibutuhkan
untuk mengisi volume sampai penuh dicatat menggunakan stop
watch (detik). Volum dibagi dengan waktu menjadi aliran rata-rata
dalam m3/detik.
b. Metoda melayang: Metoda ini umumnya digunakan untuk
mengukur aliran pada saluran terbuka. Jarak spesifik (misalnya
25 meter atau 50 meter) ditandai pada saluran. Bola pingpong
diletakkan di air dan dicatat waktu yang diperlukan untuk bola
melayang menuju jarak yang diberi tanda. Pembacaan diulang
beberapa kali untuk menghasilkan waktu yang akurat. Kecepatan
air dihitung oleh jarak yang ditempuh oleh bola dibagi rata-rata
waktu yang diperlukan. Tergantung kepada kondisi aliran dan
karakteristik tempat, perhitungan kecepatan lebih lanjut dibagi
dengan faktor 0,8 sampai dengan 0,9 untuk menghasilkan
kecepatan puncak pada saluran terbuka; kecepatan di
permukaan dikurangi karena adanya tenaga pendorong angin
dan lain lain.
173

2. Jenis-jenis Pengukuran Aliran
Beberapa jenis pengukur aliran yang paling umum adalah sebagai
berikut:
a. Rotameter atau pengukur aliran dengan variasi area untuk
gas dan cairan
Rotameter terdiri dari tabung runcing dan bagian alat yang
mengambang. Alat ini sangat luas digunakan pada area yang
bervariasi karena biayanya murah, sederhana, perbedaan
tekanan rendah, rentang pengukurannya lebar dan hasil
keluarannya linier.
Gambar 3.18. Rotameter (Omega Engineering Ltd)
b. Pengukur aliran variabel – pengukur aliran piston dan spring
untuk gas dan cairan
Jenis pengukur aliran piston menggunakan orifis tabung
yang dibentuk oleh piston dan sebuah kerucut runcing. Piston
ditempatkan dibagian dasar kerucut (tidak pada posisi aliran)
oleh kalibrasi spring. Skalanya berdasarkan pada berat jenis 0,84
174

untuk pengukur minyak dan 1,0 untuk pengukur air. Desainnya
sederhana dan mudah yang dapat dilengkapi alat untuk
mentransmisikan sinyal listrik yang membuatnya menjadi
ekonomis untuk rotameter untuk mengukur laju alir dan kontrol.
Gambar 3.19. Pengukur Aliran Spring dan Piston
c. Pengukur aliran ultrasonik (Non-Intrusif atau Doppler) untuk
cairan
Pengukur aliran ultrasonik Doppler biasanya digunakan
pada penggunaan cairan kotor seperti limbah cair dan cairan
kotor lainnya dan lumpur yang biasanya menyebabkan
kerusakan pada sensor konvensional. Prinsip dasar operasi
memakai pergantian frekuensi (Efek Doppler) dari sinyal
ultrasonik ketika direfleksikan oleh partikel yang mengambang
atau gelembung gas (tidak sinambung) dalam pergerakan.
d. Pengukur aliran turbin
Pengukur aliran turbin merupakan pengukur yang sangat
teliti (0,5% pembacaan) dan dapat digunakan untuk cairan bersih
dan cairan kental hingga mencapai 100 centistokes. Sebuah pipa
lurus berdiameter 10 diperlukan pada saluran masuk. Keluaran
yang paling umum adalah frekuensi gelombang sinus atau
gelombang kuadrat, namun pengkondisi sinyal dapat disimpan di
puncak meteran untuk keluaran analog dan pengklasifikasian anti
ledakan. Meterannya terdiri dari sebuah rotor multi-bladed yang
dipasang pada sudut yang tepat terhadap aliran dan tersuspensi
dalam aliran fluida pada bearing yang berjalan bebas.
Sensor roda pengayuh
Sensor roda pengayuh merupakan pengukur aliran
terkenal yang efektif biayanya untuk air atau fluida seperti air.
Beberapa alat ditawarkan dengan tambahan alat aliran atau gaya
175

sisipan. Meteran tersebut, seperti meteran turbin, memerlukan
pipa lurus dengan diameter minimum 10 pada saluran masuk dan
5 pada saluran keluar. Bahan kimia yang cocok harus diperiksa
bila tidak menggunakan air. Keluaran pulsa gelombangnya jenis
gelombang sinus dan gelombang kuadratnya namun pengirim
transmiternya tersedia untuk integral atau panel mounting. Rotor
roda pengayuh tegak lurus terhadap aliran dan hanya
berhubungan dengan penampang lintang aliran yang terbatas.
Pengukur aliran jenis positive displacement
Meteran ini digunakan untuk pengukur air jika tidak
tersedia pipa lurus dan jika meteran turbin dan sensor pengayuh
roda akan mengakibatkan terlalu banyak turbulensi. Pengukur
aliran jenis positive displacement juga digunakan untuk
mengukur aliran cairan kental.
Vortex meters
Keuntungan utama vortex meters adalah kepekaannya
yang rendah terhadap berbagai kondisi proses dan rendahya
pemakaian relatif terhadap pengukur orifis atau turbin. Juga,
biaya awal dan perawatannya rendah. Karena alasan tersebut,
alat ini banyak digunakan.
e. Pengukur aliran magnetik untuk cairan konduktif
Pengukur aliran ini tersedia dalam satu jalur atau dengan
disisipkan. Pengukur aliran magnetik tidak memerlukan bagian
yang bergerak dan ideal untuk pengukuran aliran air limbah atau
cairan kotor yang konduktif. Hasil pengukurannya dalam bentuk
integral atau analog, dapat digunakan untuk pemantauan jarak
jauh atau pencatatan data harian.
1) Dimana pengukur aliran air digunakan
Pada audit energi, pengukuran aliran air merupakan
hal yang penting. Umumnya pengukuran dilakukan untuk
menentukan jumlah aliran cairan/air didalam sebuah pipa.
Jika tidak terdapat alat pengukur aliran yang terpasang di
jalur pemipaan, maka aliran dapat dihitung dengan
176

menggunakan pengukur aliran ultrasonik. Kasus khusus
dimana pengukuran aliran air sangat penting adalah pada
penentuan efisiensi pompa, efisiensi menara pendingin,
chiller plant dan AC, penukar panas, dan kodensor.
2) Bagaimana mengoperasikan pengukur aliran air
Terdapat banyak jenis pengukur aliran ultrasonik yang
tersedia di pasaran. Fungsi masing-masing model berbeda
satu dengan yang lainnya. Namun demikian prinsip dasar
seluruhnya adalah sama. Dua buah probes /sensor pengukur
aliran ultrasonik ditempatkan pada permukaan pipa pada
jarak yang terpisah sepanjang garis lurus. Diameter pipa
menentukan jarak antara probes. Bila meterannya dinyalakan,
alat ini akan menghasilkan gelombang suara yang akan
ditransmisikan melalui salah satu probes/sensor dan diterima
oleh yang lainnya. Meteran ditera/dikalibrasi untuk
menampilkan kecepatan atau volum aliran cairan dibagian
dalam pipa, berdasarkan waktu yang diperlukan oleh
gelombang suara untuk menempuh perjalanan dari satu
sensor ke yang lainnya.
D. Pengujian Peralatan Volumetrik
1. Kebutuhan
Pada umumnya hanya beberapa peralatan volumetrik yang
digunakan, yang mempunyai ketegasan sudah disertifikasi atau yang
dilengkapi dengan jaminan spesifikasi dari pabrik (seperti BRAND
atau yang setingkat / sebanding). Deviasi hanya dijinkan jika
peralatan volumetrik yang tersedia dipasaran tidak disertifikasi/
dijamin. Hanya beberapa peralatan volumetrik yang dapat digunakan
dimana terbuat dari bahan yang tidak menyebabkan kontaminasi
pada sampel. Pada analisa zat organik, hanya peralatan volumetrik
yang terbuat dari bahan yang mempunyai ketahanan (resistan)
terhadap pelarut (solven), yang dapat digunakan.
2. Petunjuk Operasional
Setelah dicuci bersih dan dibilas dengan aquadest, peralatan
volumetrik dikeringkan tetapi jangan dikeringkan pada temperatur
177

o
diatas 100 C. pada umumnya peralatan volumetrik tidak harus
dikosongkan.
- Pipet Gondok (vol Pipette)
Hanya pipet gondok yang terbuat dari gelas dan telah dikalibrasi
(volumenya) yang digunakan sebelum menggunakan pipet, kita
harus yakin bahwa ujung pipet tidak rusak/retak/patah. Untuk
mengisi atau menarik cairan kedalam pipet, gunakan alat bantu
yaitu “pipette filler” “jangan sekali-kali menghisap cairan kedalam
pipet dengan mulut, demi keamanan”. Pada saat cairan
dikeluarkan, posisi pipet harus berdiri tegak, untuk membiarkan
cairan mengalir bebas. Ada durasi (lamanya) untuk mengalirkan
cairan keluar pipet yang tercantum pada pipet, hal ini harus
dilakukan setelah cairan keluar dari pipet. Cairan yang sangat
kental jangan diukur dengan pipet. Pada kasus ini volume harus
ditentukan dengan ditimbang (gravimetri) dan dihitung dengan
menggunakan densitas cairan yang akan diukur.
- Gelas Ukur
Gelas ukur dikalibrasi berdasarkan cairan yang diisikan kedalam
gelas ukur. Oleh karena itu gelas ukur cocok untuk pengukuran
secara kuantitatif, terutama gelas ukur dibawah 100 mL. Hanya
gelas ukur yang terbuat dari gelas yang digunakan didalam
laboratorium analisa organik. Pengukuran volume gelas ukur
dapat dilakukan dengan cara penimbangan dan dihitung dengan
menggunakan densitas cairan yang diisikan kedalamnya.
- Labu Ukur
Hanya labu ukur yang terbuat dari gelas atau plastik / PVC yang
mempunyai ketegasan sudah disertifikasi.
- Alat Pembagi (dispenser)
Dispenser digunakan apabila ada persetujuan dari kepala fasilitas
pengujian / kepala laboratorium dibawah pengawasan yang ketat
dari petunjuk operasional, bilamana penambahan
dibatasi/kuantitas yang tepat dari solvent. Biasanya alat ini tidak
digunakan untuk pengukuran kuantitatif.
3. Uji Peralatan Volumetrik
- Jenis/tipe peralatan volumetrik yang akan diuji
178

Peralatan volumetrik yang digunakan untuk mengukur volume
yang tepat, tetapi tidak memiliki sertifikat pengukuhan /
penegasan atau spesifikasi yang dijinkan yang disediakan oleh
pabrik (seperti BRAND) atau yang setingkat), harus diuji untuk
penegasan.
- Frekuensi
Alat-alat tersebut diatas harus diuji untuk penegasan, dilakukan
oleh petugas laboratorium sebelum alat tersebut digunakan untuk
pertama kalinya.
- Cara Kerja
Dalam melakukan uji penegasan gunakan air bebas mineral /
0
aquadest dengan temperatur 20 + 2 C , yang diisikan kedalam
alat yang akan diuji dan telah ditimbang sampai volume sesuai
dengan yang ditinjukkan atau mencapai tanda “tentukan berat alat
yang sudah terisi dengan neraca analitik dan hitung berat air /
aquadest yang diisikan cari densitas air yang sesuai dengan
0
temperatur ( 1 g/ml untuk 20 C). Cara kerja ini dapat dimodifikasi
dengan menggunakan pelarut organik, (seperti etanol,
sikloheksan) sebagai pengganti air / aquadest, untuk kalibrasi
dengan mempertimbangkan densitas masing-masing pelarut.
Pada setiap pengujian, lakukan minimum 5 kali pengujian secara
individu, untuk menentukan nilai rata-rata atau penyimpangan
baku (standard deviation).
3.7.2. Alat Pengukur Sifat Kimiawi
A. Pengukuran pH
Salah satu pengukuran yang sangat penting dalam berbagai
cairan proses (industri, farmasi, manufaktur, produksi makanan dan
sebagainya) adalah pH, yaitu pengukuran ion hidrogen dalam suatu
larutan. Larutan dengan harga pH rendah dinamakan ”asam” sedangkan
yang harga pH-nya tinggi dinamakan ”basa”. Skala pH terentang dari 0
(asam kuat) sampai 14 (basa kuat) dengan 7 adalah harga tengah
mewakili air murni (netral)
179

Gambar 3.20. Skala pH
pH larutan dapat diukur dengan beberapa cara. Secara kualitatif
pH dapat diperkirakan dengan kertas Lakmus (Litmus) atau suatu
indikator (kertas indikator pH). Seraca kuantitatif pengukuran pH dapat
digunakan elektroda potensiometrik. Elektroda ini memonitor perubahan
voltase yang disebabkan oleh perubahan aktifitas ion hidrogen (H+)
dalam larutan. Elektroda potensiometrik sederhana untuk tipe ini seperti
gambar 4-10.
Gambar 3.21. Elektroda Potensiometrik
180

Gambar 3.22. Pengukuran pH dengan pH Meter
Elektroda pH yang paling modern terdiri dari kombinasi tunggal
elektroda referensi (reference electrode) dan elektroda sensor (sensing
electrode) yang lebih mudah dan lebih murah daripada elektroda tepisah
seperti gambar 4-10. Elektroda kombinasi ini mempunyai fungsi yang
sama dengan elektroda pasangan.
B. Pengukuran BOD dan COD
BOD (Biochemical Oxygen Demand) atau KOB (kebutuhan
oksigen biokimiawi) adalah suatu pernyataan untuk menyatakan jumlah
oksigen yang diperlukan untuk degradasi biologis dari senyawa organik
dalam suatu sampel. Pengukuran BOD dengan sendirinya digunakan
sebagai dasar untuk mendeteksi kemampuan senyawa organik dapat
didegradasi (diurai) secara biologis dalam air. Perbedaan antara BOD
dan COD (Chemical Oxygen Demand) adalah bahwa COD menunjukkan
senyawa organik yang tidak dapat didegradasi secara biologis.
Secara analitis BOD (biochemical oxygen demand) adalah
jumlah mg oksigen yang dibutuhkan untuk menguraikan zat organik
secara biokimiawi dalam 1 liter air selama pengeraman 5 x 24 jam pada
suhu 20o C. Sedangkan COD (chemical oxygen demand) atau KOK
(kebutuhan oksigen kimiawi) adalah jumlah (mg) oksigen yang
dibutuhkan untuk mengoksidasikan zat organik dalam 1 liter air dengan
menggunakan oksidator kalium dikromat selama 2 jam pada suhu
150 oC.
181

Pengukuran BOD dan COD merupakan pengukuran yang
penting untuk memantau kualitas buangan limbah cair dari industri
dan rumah tangga.
Gambar 3.23. Reaktor COD
3.8. KLASIFIKASI INSTRUMENTASI
Instrumentasi adalah alat-alat dan piranti (device) yang dipakai untuk
pengukuran dan pengendalian dalam suatu sistem yang lebih besar dan
lebih kompleks. Secara umum instrumentasi mempunyai 3 fungsi utama:
• sebagai alat pengukuran
• sebagai alat analisa
• sebagai alat kendali
Instrumentasi sebagai alat pengukuran meliputi instrumentasi survey/
statistik, instrumentasi pengukuran suhu dan lain-lain. Instrumentasi sebagai
alat analisa banyak dijumpai di bidang kimia dan kedokteran. Sedangkan
instrumentasi sebagai alat kendali banyak ditemukan dalam bidang
elektronika, industri dan pabrik-pabrik. Sistem pengukuran, analisa dan
kendali dalam instrumentasi ini bisa dilakukan secara manual (hasilnya
dibaca dan ditulis tangan), tetapi bisa juga dilakukan secara otomatis
dengan mengunakan komputer (sirkuit elektronik). Untuk jenis yang kedua
ini, instrumentasi tidak bisa dipisahkan dengan bidang elektronika dan
instrumentasi itu sendiri.
Instrumentasi sebagai alat pengukur sering kali merupakan bagian
awal dari bagian-bagian selanjutnya (bagian kendalinya), dan bisa berupa
pengukur dari semua jenis besaran fisis, kimia, mekanis, maupun besaran
listrik. Beberapa contoh di antaranya adalah pengukur: massa, waktu,
panjang, luas, sudut, suhu, kelembaban, tekanan, aliran, pH (keasaman),
182

level, radiasi, suara, cahaya, kecepatan, torque, sifat listrik (arus listrik,
tegangan listrik, tahanan listrik), viskositas, densiti, dll.
3.9. ALAT KENDALI KETINGGIAN
Terdapat dua macam dasar dalam pengukuran tinggi permukaan
yaitu : pertama, pengukuran head. Dalam hal ini tinggi permukaan dapat
diketahui langsung. Kedua, pengukuran tekanan. Melalui pengukuran
tekanan, tinggi permukaan dapat ditentukan dengan hubungan sebagai
berikut:
p p
h= =
ρ ρ w SG
Dimana:
h : tekanan
p : densiti cairan
p w : densiti air ( pada 60 oF)
SG : spesific gravity (berat jenis)
3.9.1. Pengukuran Langsung Tinggi Permukaan
A. Tabung Gelas
Pengukuran tinggi permukaan yang sederhana dan secara
langsung ialah dengan gelas penduga yang berbentuk tabung gelas.
Cara ini sangat baik untuk pengukuran cairan jernih serta tidak
dipersyaratkan pengukuran dari jarak jauh.
Alat ini mempunyai batas ukur 1 meter dan kekurangannya
adalah jika gelas penduga pecah maka cairan akan tumpah. Untuk
mengatasi kekurangan tersebut kemudian digunakan konstruksi ekstrom
gauge.
B. Ekstrom Gauge
Pada tabung yang dihubungkan ke tangki, di dalamnya berisi
pelampung yang bersifat magnetik (dimagnetisasikan). Oleh pengaruh
permukaan cairan pelampung akan naik turun. Di bagian luar terdapat
tabung gelas yang berisi bola besi berongga yang akan selalu
menyesuaikan dengan kedudukan pelampung magnetik. Jadi,
183

seandainya tabung gelasnya pecah maka cairannya tidak tumpah. Batas
ukur alat ekstrom berkisar antara 0,3 m sampai 6,6, m. Kebaikan lainnya
adalah tahan terhadap tekanan tinggi (± 35 atm)
3.9.2. Pengukuran dengan Pelampung
Alat ini hanya digunakan untuk pengukuran pada tangki terbuka.
Selaiun konstruksinya sederhana juga harganya relatif murah. Pelampung
dibuat dari bola tembaga berlapis nikel, plastik atau karet. Bola pelampung
akan mengikuti tinggi permukaan cairan. Agar kedudukan pelampung stabil
dan tidak cepat kotor maka posisinya tenggelam separuh.
3.9.3. Pengukuran Tidak Langsung Tinggi Permukaan
Dengan mengetahui sifat fisik cairan maka dapat diketahui tinggi
permukaan cairan tersebut.
Pengukuran secara tidak langsung terdiri dari: pengukuran dengan
metoda listrik, dengan memakai isotop, dengan ultrasonik, dengan metoda
hidrostatik dan pengukuran dengan gelembung udara.
Gambar 3.24. Pengukuran ketinggian (Level Measurement) menentukan posisi
ketinggian cairan relatif terhadap permukaan atas atau dasar dari
sebuah tangki penyimpan ciaran proses
184

RANGKUMAN :
1. Instrumentasi merupakan salah satu ukur teknik yang makin terasa
keperluannya dalam kehidupan sehari-hari untuk mendapatkan nilai
pengukuran yang lebih akurat.
2. Instrumen atau alat ukur merupakan piranti untuk mengukur sesuatu
besaran selama pengamatan.
3. Sekon atau detik adalah jangka waktu 9192631770 periode radiasi atom
cesium 133 yang mengalami transisi diantara dua tingkat yang sangat
kecil pada keadaan dasar.
4. Satuan massa adalah kilogram yang didefinisikan oleh massa The
International Prototype kilogram terbuat dari platinum Irridium dan
disimpan oleh Biro International untuk Berat dan ukuran di dekat Paris.
5. Meter adalah jarak yang ditempatkan oleh cahaya di ruang hampa dalam
1/299792458 sekon.
6. Angka penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasil
pengukuran, yang terdiri dari angka eksak dan satu angka terakhir yang
ditaksir (atau diragukan).
7. Ada banyak alat ukur yang digunakan, namun yang banyak digunakan
dalam industri dapat diklasifikasikan:
a. Alat pengukur suhu
b. Alat pengukur tekanan
c. Alat pengukur aliran
d. Pengujian Peralatan Volumetrik
e. Alat pengukur sifat kimiawi: pH atau keasaman, COD, BOD
8. Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu
(temperatur), ataupun perubahan suhu.
9. Termometer diklasifikasikan sebagai termometer kontak dan termometer
non kontak atau termometer inframerah dan diterangkan dibawah ini.
10. Jenis – jenis Alat Pengukur Tekanan
a. Manometer
b. Tabung Bourdon (Bourdon Tube)
11. Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada audit energi
untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Jenis
manometer tertua adalah manometer kolom cairan.
12. Pengukur aliran adalah alat yang digunakan untuk mengukur linier, non
linier, laju alir volum atau masa dari cairan atau gas.
185

13. Jenis pengukur aliran yang paling umum adalah sebagai berikut:
a. Rotameter atau pengukur aliran dengan variasi area untuk gas dan
cairan.
b. Pengukur aliran variabel – pengukur aliran piston dan spring untuk
gas dan cairan.
c. Pengukur aliran ultrasonik (Non-Intrusif atau Doppler) untuk cairan
pengukur aliran turbin
d. Pengukur aliran magnetik untuk cairan konduktif
14. Jenis-jenis Peralatan Volumetrik :
- Pipet Gondok (vol Pipette)
- Gelas Ukur
- Labu Ukur
15. Alat Pengukur Sifat Kimiawi
- Pengukuran pH
- Pengukuran BOD dan COD
16. Skala adalah susunan garis yang beraturan dengan jarak antara dua
garis yang berdekatan dibuat tetap dan mempunyai arti tertentu.
17. Pembacaan angka pada skala nonius adalah pembacaan yang
menyatakan sepersepuluh hanya skala utama, atau dalam menit kalau
kalau utama dalam derajat.
18. Pencatatan skala ukur instrumen diperlukan alat pencatat yang dapat
membuat suatu grafik pengukuran pada kertas berskala.
19. Sumber kesalahan pengukuran meliputi kebisingan (noise), waktu
tanggap (respon time), keterbatasan rancangan (design limitation),
pertambahan atau kehilangan energi karena interaksi, transmisi,
keausan atau kerusakan sistem pengukuran, pengaruh regangan
terhadap sistem, kesalahan penafsiran oleh pengamat.
CONTOH SOAL :
1. Termokopel digunakan untuk mengukur suhu api, misalnya 1200°C
dengan ketepatan ± 6°C, maka persentase kesalahannya adalah :
6
± x 100% = ± 0,5%
1200
186

Namun bila kesalahan ± 6°C terjadi pada pengukuran suhu air mendidih
pada 100°C, maka persentase kesalahannya adalah :
6
± x 100% = ± 6%
100
Kesalahannya lebih besar
2. Kaliper Vernir (Vernier Caliper)
Pada gambar 3.25 digunakan kaliper vernir, yang dapat
digunakan untuk mengukur bagian dalam dan luas suatu benda. Vernir
terdiri dari bilah utama atau bilah yang dibagi dalam milimeter dan suatu
bilah pembantu yang dibagi 100. Seratus garis pada bilah pembantu
sama dengan 49 milimeter pada bilah utama sehingga setiap garis =
100
mm. Bila suatu garis bilah pembantu berimpit dengan suatu tanda
49
pada skala utama, maka harga ukurnya adalah jumlah skala dihitung
dari angka 0 x 0,02 mm.
Pada pengukuran, mula-mula kita baca skala pada bilah utama.
Harga vermir diperoleh dengan memperhatikan garis yang berimpit
dengan garis pada skala utama. Andaikan merupakan garis keempat,
maka ditambahkan 4 x 0,02 pada pembacaan skala utama.
Pada Gambar 3.25. tampak cara pengukuran dalam dan luar.
Ukuran dalam :
Skala utama = 70 + 8 = 78,00 mm
Vernir = 4 garis x 0,02 = 0,08 mm
Ukuran dalam = 78,08 mm
Ukuran luar :
Skala utama = 70 + 0 = 70,00 mm
Vernir = 4 garis x 0,02 = 0,08 mm
Ukuran luar = 70,08 mm
187

Gambar 3.25. Kaliper vernir
Cara pengukurannya tidak secepat mikrometer akan tetapi
mempunyai keuntungan bahwa dapat digunakan untuk jarak yang lebih
besar dengan ketelitian yang sama. Selain itu dapat pula digunakan
pada protraktor untuk pengukuran sudut.
3. Mikrometer, lihat Gambar 3.26. digunakan untuk mengukur dengan
cepat dan dengan ketelitian 0,002 mm. Pada mikrometer terdapat sekrup
dengan ulir yang teliti. Sekrup ini dihubungkan ke spindel dan diputar
pada pemutar atau kenop di ujungnya. Ulir sekrup dibuat dengan teliti
dan mempunyai pit sebesar 0,05 mm. Sekrup bergerak sebanyak 0,05
mm setiap putaran. Pada barrel terdapat garis-garis yang diberi tanda
skala milimeter, dan garis diatasnya menunjukkan setengah milimeter.
Skala lingkaran berjumlah 50 (pembagian yang sama) diberi nilai 0, 5, 10
dan seterusnya sampai 50. Oleh karena itu setiap skala adalah 1/50 dan
½ mm, 1/100 atau 0,01 mm.
Sebagai contoh, perhatikanlah Gambar 5.3.
Pertama-tama perhatikanlah bilangan bulat pada skala utama
barrel, lalu perhatikanlah apakah terbaca skala setengah milimeter di
atas (ada kalanya di bawah) skala utama dan akhirnya bacalah skala
perseratusan pada lingkaran.
Nilai pada Gambar 5.3. harus dibaca sebagai berikut :
Skala utama = 10 x 1,00 mm = 10,00 mm
Skala minor = 1 x 0,50 mm = 0,50 mm
188

Skala pemutar = 16 x 0,01 mm = 0,16 mm
Nilai = 10,66 mm
Karena daya ukur mikrometer umumnya adalah 25 mm, dibuat
beberapa ukuran mikrometer untuk berbagai jumlah. Prinsip mikrometer
juga diterapkan untuk pengukur diameter dalam, ukuran kedalaman dan
untuk mengukur ulir.
Gambar 3.26. Mikrometer dengan kemampuan ukur dari 0 sampai 25 mm
Untuk memperhalus pembacaan mikrometer hingga 0,002 mm,
barrel dilengkapi dengan vernir. Vernir, lihat Gambar 3.26, kanan
bawah. Setiap garis vernir mewakili dua perseribuan milimeter (0,002
mm) dan setiap garis diberi tanda 0, 2, 4, 5, 8 dan 0. Untuk membaca
mikrometer vernir perlu diperhatikan skala utama, skala minor dan skala
pemutar. Kemudian perhatikan garis vernir mana yang berimpit dengan
garis skala pemutar.
Gambar 3.27. harus dibaca sebagai berikut :
Skala utama = 10 x 1,00 mm = 10,00 mm
Skala minor = 1 x 0,50 mm = 0,50 mm
Skala pemutar = 16 x 0,01 mm = 0,16 mm
Skala vernir = 3 x 0,0002 mm = 0,006 mm
Nilai = 10,666 mm
Bila garis vernir berimpit dengan nilai 8, tidak perlu ditambahkan
perseribuan milimeter.
189

Untuk pengukuran di bengkel sampai ketelitian 0,001 mm,
digunakan mikrometer bangku. Mesin ini disetel dengan menggunakan
blok ukur presisi dan nilai dibaca langsung pada kepala diam. Tekanan
pada benda yang akan diukur diusahakan sama dan dapat dicapai
ketelitian hingga 0,0005 mm. Mesin pengukur presisi menggunakan
kombinasi antara prinsip pengukuran elektronika dan mekanik dan dapat
mencapai ketelitian hingga 0,000001 m.
4. Termometer air-raksa mempunyai tabung kapiler berdiameter 0, 3 mm.
Kalau bola termometer dibuat dari bahan dengan pemuaian-nol, berapa
volumenya kalau diperlukan kepekaan 4 mm/°C?
Kalau bolanya bulat (sferis) dan terendam dalam
udara pada 20°C, diperkirakan konstanta waktu
(Gambar 3.27).
GAMBAR 3.27
= 0,8 kal/det. cm2. °C
Koefisien perpindahan panas
= 0,18 x 10–3
Koefisien pemuaian panas
Panas jenis = 0,4 kal/kg°C
2
Diketahui : h = 0,8 Kal/det. cm °C
X = 0,18 x 10–3
C = 0,4 Kal/kg°C
Kepekaan = 4 mm/°C
= 0,4 cm/°C
Diameter tabung kapiler = 0,3 mm = 0,03 cm
Karena At x Xo = Vb . . Tb
di mana,, At = luas penampang tabung
Xo = pemuaian dari fluida termometer
Vb = Volume bola termometer
= koefisien pemuaian panas
Tb = beda temperatur sehubungan dengan Xo .
At . X b
atau Vb =
a . Tb
190

πd 2
× Xo
4
=
(a × Tb )
π
× 0,03 2 × 0,4
4
=
(0,18 × 10 −3 × 1)
= 6,28 cm3
ρ . C . Vb
Konstanta waktu, =
h . Ab
π
d3
ρC 6
=
πd 2
h
4
ρC 2
d
=
h 3
= rapat fluida = 0,136 kg/cm3
di mana,
13
dan Vb = d (volume rata-rata)
6
6 Vb
d =3
π
6 × 6,28
=3
π
= 2,27 cm
Dengan memasukkan harga-harga d dan
0,136 × 0,4 4
× × 2,27
=
0,8 6
= 0,103 s
191

5. Perkiraan perubahan tangga (step) terbesar yang akan memberikan sifat
linear dalam manometer air dengan L = 70 cm dan R = 2 cm. Beberapa
dan n untuk manometer ini ? Kalau suatu step berubah lima kali nilai
yang didapatkan di atas digunakan, diperkirakan dan n untuk
keadaan ini.
Gambar 3.28.
Dinamika manometer. Perhatikan seluruh badan cairan sebagai
benda bebas dan ambil massa efektif, yang didasarkan pada energi
kinetic dari aliran laminer yang mantap, kita gunakan hukum Newton dan
tuliskan gerakan dalam arah 'X' (Gambar).
4μX 4 πR 2 Lγ
R2 (P1-P2) - 2 R2 x - 2 RL X
=
3
R g
yang merupakan bentuk dari
X K
(D) =
D2
P D
+ 2ξ +1
ωn
2
ωn
1
di mana, K=
2γ
3g
=
n
2L
192

gL
dan = 2,45 μ
R 2γ
Catatan bahwa instrumen kurang peredam yang mempunyai
gerakan order kedua dan rumus Reynold untuk aliran pipa mantap atau
aliran kritis untuk transisi dari aliran laminer ke turbulen sama dengan
2100.
Karena itu, fungsi step maksimum Xm diberikan oleh
2γRωn X m
2100 =
gμ
Diketahui: L = 70 cm
R = 2 cm
Misalkan: μ = 0,007Pa s
= 0.018x 108 kg/m3
9,81 × 0,70
= 2,45 x 0,007
0,02 × 0,018 × 10 6
3
= 0,0623
3 × 9,81
3g
= = = 4,64 cps
n
2 × 0,7
2L
2100 gμ
jadi, Xm =
2 γ Rωn
2100 × 9,81 × 0,007
=
2 × 0,018 × 10 6 × 0,02 × 4,64
= 0,0434 m
atau Xm = 4,34 cm
Sekarang kalau Xm = 5 x 4,34 = 21,70 cm = Y
(kurang dan sama dengan kondisi NR=2100)
21,70
Angka Reynold NR= x 2100 = 10,500
4,34
Yang berada kurang dari arus turbulen dalam pipa halus (3000 <
NR < 10.500).
Hasil ini mensubstitusi gaya akibat tekanan geser ke dalam
Hukum Newton yang menghasilkan persamaan tak-linear.
193

Sekarang, kalau sistem dengan redaman tak-linear melakukan
osilasi dengan amplitudo tetap selama satu siklus, gaya peredaman
akan mengeluarkan sejumlah energi tertentu.
Perbandingan redaman e dapat dihitung dengan
1• 25
μ
(ωγ )0•75
0,184 L
γg
=
e
R 1•25
2 × 9,81
2g
di mana, = = = 5,3 Hz
n
0,7
L
0,184 0,70(0,007/ 0,018×106 × 9,81) 0,25 × 5,3 × 0,217) 0,75
Jadi =
e
0,021,25
x 5,3 x 0,217)0,75
= 0,0128
(Catatan : 1. telah diambil sama dengan n )
2. Nilai n telah dihitung untuk aliran turbulen dengan
mengabaikan sama sekali faktor redaman).
LATIHAN SOAL :
1. Apa beda pengertian Instrumentasi dan Instrumen? Jelaskan, berikan
contoh !
2. Jelaskan mengapa alat ukur timbangan analitik yang sudah dipakai
beberapa lama perlu dikalibrasi?
3. Bagaimana menyiapkan pembacaan skala ukur instrumen?
4. Jelaskan tentang ketelitian ketepatan, kepekaan suatu alat ukur?
Berikan contohnya!
5. Jelaskan sumber-sumber kesalahan pengukuran?
6. Penunjuk dibedakan penunjuk berskala dan penunjuk berangka (digital).
Apa kelebihan dan kekurangan alat pencatat tersebut? Bila ada kelainan
skala ukur bagaimana cara melaporkannya?
7. Apa beda termometer kontrol dan non-kontrol? Jelaskan
penggunaannya untuk masing-masing termometer?
194

8. Suatu tabung U sederhana (panjang total kolom air = 30 cm) digunakan
disekitar penyempitan (orifice) untuk mengukur aliran udara keluar dari
kompresor bolak-balik satu aksi. Pada saat mesin mempercepat
putarannya, pengukur berlaku normal sampai air dalam manometer tiba-
tiba mulai
9. Termometer air raksa mempunyai tabung kapiler 0,4 mm. Bila
termometer dibuat dari bahan dengan pemuaian nol. Berapa volumenya
kalau diperlukan kepekaan 5 mm/°C?
Koefisien perpindahan panas = 0,10 kal/det.cm2.°C.
Koefisien pemuaian panas = 0,16 x 10-3
Panas jenis = 0,5 kal/kg°C.
10. Perkiraan perubahan tangga (step) terbesar yang akan memberikan sifat
linear dalam manometer air dengan L = 90 cm dan R = 3 cm. Berapa
perbandingan redaman (ξ) dan frekuensi natural (ωn) untuk manometer
ini? Jika suatu step berubah empat kali.
195

BAB IV
TEKNOLOGI PROSES
Kata teknologi mempunyai arti aplikasi dari ilmu pengetahuan
(scientific) yang digunakan dalam rangka untuk mempermudah kehidupan
manusia. Sebagaimana sebuah kalimat yang mengatakan “The scientist
makes things known, the engineer makes things work” (ulrich, 1984), atau
dalam terjemahan bebasnya dapat dikatakan bahwa ilmu pengetahuan
membuat sesuatu menjadi dapat difahami (diketahui), sedangkan teknologi
akan membuat sesuatu tersebut dapat lebih bermanfaat. Dengan teknologi,
maka manusia akan dapat melakukan sesuatu menjadi lebih mudah.
Sedangkan proses secara umum merupakan perubahan dari masukkan
(input) dalam hal ini bahan baku setelah melalui proses maka akan menjadi
keluaran (output) dalam bentuk produk. Ada tiga kata kunci dalam
mengartikan proses, yaitu input, perubahan dan output, sebagaimana
terlihat pada gambar 4.1.
Bahan PROSES Produk
Baku
Gambar 4.1 : Hubungan antara Bahan baku dan Produk
Dengan demikian “teknologi proses” merupakan aplikasi dari ilmu
pengetahuan untuk merubah bahan baku menjadi produk atau bahan yang
mempunyai nilai lebih (added value), dimana perubahan dapat berupa
perubahan yang bersifat fisik maupun perubahan yang bersifat kimia dalam
skala besar atau disebut dengan skala industri. Perubahan yang bersifat
fisik disebut dengan satuan operasi (unit operation), sedangkan yang
bersifat perubahan kimia disebut dengan satuan proses (unit process),
sebagaimana yang telah dijelaskan pada bab I. Dibagian awal akan dibahas
mengenai bagaimana membaca suatu sistem proses yang merupakan
gabungan dari elemen-elemen proses.
196

4.1. DIAGRAM ALIR PROSES
Untuk menghindari kerumitan dalam permasalah, maka suatu sistem
kadang kala dibuat sederhana (simple). Hal ini sering dilakukan dalam
bidang keteknikan, salah satunya merubah diskripsi dalam bentuk gambar
atau diagram. Selain lebih mudah untuk difahami, bentuk diagram atau
dalam bentuk simbol akan mempercepat seseorang dalam melihat suatu
proses. Salah satu bentuk diagram yang sederhana adalah bentuk diagram
kotak (block diagram), dimana dibagian dalam dari kotak-kotak terdapat
keterangan yang menerangkan fungsi, jenis peralatan, ataupun kondisi
operasi.
Sebagai contoh proses pembuatan garam dapur dari air laut,
sebagaimana yang ditampilkan pada gambar 4.8
Matahari
Penguapan
Garam kristal
Tambak
Air Laut Pompa Sawah
kotor
Pemurnian +
Garam
Cetak
Iodium
Dapur
Gambar 4.2: Proses pembuatan garam dapur dari air laut
Proses pembuatan garam dapur sebagaimana yang ditunjukkan pada
gambar 4.1 diawali dengan memompa Air laut ke sawah yang miring pada
musim kemarau. Pengaliran diatur sehingga terjadi proses penghabluran
pada sudut petak tambak yang tinggi. Dari tambak ini hablur diagkut ke
pabrik di mana hablur ini dikristalkan lagi, dimumikan, dicampur dengan iod
(bila perlu) kemudian dicetak.
197

Contoh lain bentuk diagram balok, sebagaimana yang ditunjukkan
pada gambar 4.3, yaitu proses pembuatan gula dari tebu.
Pada proses tersebut diawali dari bahan baku gula berupa tebu
mempunyai komposisi gula 16%, air 25% dan pulp (bubur) 59% berat.
Kemudian bahan baku tebu tersebut dimasukkan kedalam alat penggilingan
dimana akan terpisahkan baggase dengan gula beserta air dan sebagian
pulp. Dimana baggase merupakan ampas dari tebu, yang sudah tidak
mengandung gula, dan baggase ini merupakan bahan baku untuk pabrik
kertas atau dapat juga digunakan sebagai bahan bakar.
Hasil keluaran dari mesin penggiling, berupa gula cair dan masih ada
padatan pulpnya, dimasukkan kedalam alat penyaring, maka akan
dipisahkan padatan pulp dengan campuran gula dan air yang disebut
dengan sirup. Selanjutnya, sirup tersebut dikentalkan dengan menggunakan
alat penguapan (evaporator) Dan keluaran dan mesin penguap, selanjutnya
dimasukkan dalam alat pengkristal (kristaliser) dan akan didapat gula kristal.
Gula : 16%
Tebu Air : 25%
Pulp /bubur : 59%
Penggiling Bagase
Gula
Pulp
Padatan :
Penyaring berisi Pulp
Sirup
(Gula+Air)
Air
Penguapan
Sirup
kental
Pengkritalisasi Gula
(Penghabluran) kristal
Gambar 4.3 : Diagram balok pembuatan Gula Kristal
198

Dua contoh mengenai diagram balok, sebagaimana terlihat pada gambar
4.2 maupun 4.3, setiap balok dapat mendeskripsikan proses (misalkan
penguapan, penggilingan), ataupun dapat juga berupa alat (seperti pompa)
dan juga material (garam dapur). Diagram balok lebih menonjolkan pada
sekuense (urutan) dari proses. Selain bentuk diagram balok, yang lebih
umum digunakan dalam pabrik disebut dengan diagram alir proses (process
flow diagram, disingkat PFD). Pada diagram bentuk ini, menggambarkan
sistem proses yang lebih detail dibandingkan bentuk diagram balok. Pada
tabel 4.1 merupakan simbol untuk identifikasi dari aliran pada diagram aliran
proses. Identifikasi dimulai dari awal dari proses, yang dapat berupa
masuknya bahan baku atau bahan antara, dimana bahan tersebut dapat
berupa produk dari unit (bagian) lain dari pabrik tersebut. Kemudian
identifikasi dari setiap aliran ditandai dengan nomor arus, dimana setiap
arus memuat kondisi operasi (suhu dan tekanan) dan juga neraca massa
dari tiap komponen yang biasanya ditampilkan dalam bentuk tabel dibagian
bawah dari diagram alir proses tersebut.
Tabel 4.1: Identifikasi Aliran pada diagram proses
Simbol Keterangan
Aliran proses dimulai
Bahan baku masuk
Bahan antara masuk
Aliran Proses berakhir
Produk keluar
Produk samping keluar
199

Tabel 4.1: Identifikasi Aliran pada diagram proses (lanjutan)
Simbol Keterangan
Proses terputus, pindah ke halaman lain
Nomor arus 9 (misalnya), menunjukan neraca
9
bahan
Suhu, 150oC (misalkan)
Tekanan, 3 atm
3
Aliran gas, 120 std m3/det; (misalkan)
gas ideal pada 273 K, 1 atm
Aliran cairan, 300 liter/det
Selain aliran beserta identitasnya, pada diagram alir proses terdapat
peralatan yang berupa simbol-simbol. Dengan simbol tersebut, maka dapat
diketahui jenis dari peralatan beserta fungsinya. Dimana Ulrich (1984), telah
mengelompokkan peralatan tersebut dan pemberian kode sebagaimana
ditunjukkan paa tabel 4.2.
Tabel 4.2: Kode peralatan (Ulrich, 1984)
Kode
Pada Jenis Alat
Alat
A Fasilitas alat bantu
B Peralatan kontak gas-padat (Dryer, Kiln)
C Crusher, Mill, Grinder
Sistem Bejana (Process Vessel ): menara destilasi, kolom
D
absorpsi, scrubber, stripper, spray tower.
E Penukar panas (cooler, condensor, heater, reboiler)
F Bejana penyimpan (tangki, drum, receiver, bin, hopper, siol)
G Gas mover (Fan, kompresor, pompa vakum, ejektor vakum
H Separator (bag filter, rotary filter, cartri
200

Tabel 4.2: Kode peralatan (Ulrich, 1984) (lanjutan)
Kode
Pada Jenis Alat
Alat
J Konveyor
Instrumentasi (katup kendali, tranmiter, indikator, recorder,
K
analiser)
L Pompa
M Agitator, Pencampur
N Motor, turbin, penggerak (drive)
P Unit paket (refrigerator, generator uap, menara pendingin)
Q Tungku (furnace), process heater
R Reaktor
S Size enlargement equipment
V Vaporizer dan evaporator
X Lain-lain
Beberapa simbol dari peralatan satuan operasi dapat dilihat pada gambar
berikut beserta pengelompokkannya berdasarkan tabel 4.2
Kelompok A: Fasilitas Alat Bantu:
Peralatan pada kelompok A ini, merupakan peralatan yang banyak
digunakan dalam unit alat bantu pabrik, atau pada bagian utilitas. Untuk satu
satuan (unit) tidak berarti hanya terdiri dari satu alat, akan tetapi dapat terdiri
dari beberapa alat.
Utilitas
udara
Udara kering
Unit Udara bertekanan
Gambar 4.4: Unit Udara (Air plant)
201

gas bersih
gas kotor
Gambar 4.5: Chimney or Stack
Utilitas
Bahan Bakar
Unit Pembangkit Tenaga
&
Listrik Listrik
Udara
Gambar 4.6: Unit Pembangkit Tenaga Listrik
202

Gambar 4.7: Unit Pengolah Air Limbah
air sungai air pendingin
Gambar 4.8: Unit Pengolah Air Proses
203

Kukus
(Steam)
Gas buang
(Flue gas)
Umpan
Umpan
Air - Boiler
Bahan bakar
&
Udara
Abu (ash)
Gambar 4.9: Insenerator
umpan
Gambar 4.10: Menara Pendingin (Cooling Tower)
204

Kelompok B: Peralatan Gas - Padatan
Peralatan pada kolompok B, merupakan peralatan yang melakukan satuan
operasi yang berhubungan dengan bahan padat dan gas, seperti
pengeringan padatan biji-bijian dengan menggunakan media udara
pemanas kering, sebagaimana ditunjukkan pada gambar-gambar berikut.
Keluaran
(Vent)
biji bijian basah biji bijian ker ing
Media
Pengering
Gambar 4.11: Tunnel
biji bijian basah
biji bijian ker ing
Gambar 4.12: Rotary
205

Keluaran
(Vent)
Media
Pengering
air kotor
Gambar 4.13: Menara vertikal (Vertical tower)
Kelompok C: Crusher, Mill, Grinder
Peralatan pada kelompok ini, pada dasarnya merupakan peralatan yang
digunakan untuk memperkecil ukuran dari bahan fase padat.
umpan ukuran besar
produk ukuran kecil
Gambar 4.14: Penggiling Bola (Ball Mill)
206

Proses memperkecil ukuran dari bahan padatan dengan menggunakan bola
dan tangki dalam keadaan berputar
umpan ukuran besar
umpan ukuran kecil
Gambar 4.15: Penghancur Gulung (Roll Crusher)
Bahan padatan yang akan dihancurkan, masuk diantara gulungan yang
berputar
Bahan pada tan
Bahan padat yang
berbentuk remukan
Gambar 4.16: Palu Penghancur (Hammer Crusher)
Bahan dihancurkan dengan menggunakan palu (hammer) yang berputar
Kelompok D: Tangki Proses (Process Vessel)
Peralatan pada kelompok ini, merupakan peralatan untuk memisahkan atau
proses pemurnian yang banyak digunakan dalam industri kimia.
207

gas bersih
umpan
air kotor
Gambar 4.17: Menara Piringan (Tray Column)
gas bersih
umpan
air kotor
Gambar 4.18: Menara Isian (Packed Tower)
208

gas bersih
air
gas kotor
air kotor
Gambar 4.19: Menara Semprot (Spray Tower)
gas bersih
gas kotor
air
air kotor
Gambar 4.20: Menara Gelembung (Bubble Tower)
209

uap
umpan
cairan
Gambar 4.21: Destilasi Kilat (Flash Distillation) atau
KO (Knockout) drum
Kelompok E: Alat Penukar Panas
umpan umpan
umpan
umpan
Fluida proses pada sisi selongsong
Fluida proses pada sisi tabung
(shell)
Gambar 4.22: Simbol Alat Penukar Panas Tabung – Selongsong Aliran lawan arah
(Shell-Tube Heat Exchanger- Counter Current)
210

umpan
umpan
umpan
umpan
Fluida proses pada sisi selongsong
Fluida proses pada sisi tabung
(shell)
Gambar 4.23: Simbol Alat Penukar Panas Tabung – Selongsong
Aliran searah – Aliran paralel
(Shell-Tube Heat Exchanger- Co Current – parralel flow)
Aliran kalor
Aliran fluida
Aliran fluida
a.
Aliran kalor
Aliran fluida panas
Aliran fluida dingin
b.
Gambar 4.24: Alat Penukar Panas Tipe Tabung Selongsong, dengan:
a. aliran 1,1 (shell, tube); b.aliran 1,2 (shell,tube)
211

Gambar 4.25: Pendidih ulang (Reboiler) - Ketel (kettle)
Kelompok F: Alat Penyimpan
Gambar 4.26: Penampung Gas (Gas Holder)
`
atap tetap
output
Gambar 4.27: Tangki penyimpan dengan atap tetap (fixed roof) berbentuk konikal
212

output
input
Gambar 4.28: Tangki penyimpan dengan atap mengapung (floating roof)
input
output
Gambar 4.29: Penyimpanan pada lapangan (daerah) terbuka (open yard)
input
output
213

Gambar 4.30: Tangki silinder tegak - bertekanan
input
output
Gambar 4.31: Tangki silinder datar – bertekanan
Kelompok G: Pemindah Gas (Gas mover)
output
input
Gambar 4.32: Blower jenis sentrifugal (Centrifugal Fan)
output
input
Gambar 4.33: Fan jenis Aksial (Axial Fan)
input
output
Gambar 4.34: Kompresor
214

Kelompok H: Pemisah (Separator)
gas bersih
gas kotor
debu
Gambar 4.35: Siklon
gas kotor
debu
debu
Gambar 4.36: Sentrifuge
gas bersih
gas kotor
debu
Gambar 4.37: Dekanter
215

Pencuci
Umpan Gumpalan
(Cake)
Filtrat
Gambar 4.38: Proses Penyaringan Kontinyu
Gambar 4.39: Proses Penyaringan tak kontinyu (Plate & Frame)
cairan
bagian yang tersaring
hasil saringan
Gambar 4.40: Penyaring
216

Kelompok J: Konveyor
umpan produk
Gambar 4.41: Bucket elevator
umpan
produk
Gambar 4.42: Konveyor jenis Sabuk (Belt conveyor)
umpan
produk
Gambar 4.43: Konveyor Ulir (Screw conveyor)
Kelompok L : Pompa
Gambar 4.4: Unit Udara (Air plant)
217

outlet
inlet
Gambar 4.45: Rotary Pump (Positive displacement)
inlet outlet
Gambar 4.46: Reciprocating pump
inlet
outlet
Gambar 4.47: Pompa Aliran Aksial (Axial Flow Pump)
218

Kelompok R: Reaktor
inlet
outlet
Gambar 4.48: Reaktor Tangki Alir Berpengaduk
(Continous Stirred Tank Reactor)
Gambar 4.49: Reaktor Berpengaduk Tumpak
(Batch Reactor)
output
input
PFR
Gambar 4.50: Reaktor Alir Pipa (Plug Flow Reactor)
219

outlet
inlet
Gambar 4.51: Reaktor Isian Tetap (Fixed Bed Reactor)
outlet
inlet
Gambar 4.52: Reaktor Isian Fluidisasi (Fluidized Bed Reactor).
220

Gambar 4.53: Diagram Alir Proses Unit Pembangkit Uap.
221

Aturan dalam sistem pemberian nomor pada diagram alir proses, dengan
menggunakan contoh seperti pada gambar 4.53, yang merupakan diagram
alir proses dari unit pembangkit tenaga uap:
1. Tiap alat dimulai dari huruf yang merupakan kode kelompok dari
peralatan seperti yang disajikan pada tabel 4.2, misalkan Q-110
(kelompok furnace dan proses pemanasan); H-118 (kelompok
separator dalam hal ini peralatannya adalah bag filter sebagai alat
penyaring udara)
2. Nomor pada setiap lokasi (area) proses dimulai dari 100, 200, 300
dan seterusnya. Artinya, digit pertama menunjukkan lokasi (area)
dari alat proses tersebut. Jadi peralatan diatas Q-110 dan H-118
berada pada lokasi yang sama yaitu pada lokasi 1.
3. Nomor dari bagian peralatan proses utama dimulai dari angka satu
pada digit kedua, jadi 110, 120, 130 dan seterusnya. Jadi pada unit
boiler (yang berada didalam garis putus-putus) yaitu dengan kode P-
101 di dalamnya terdiri dari peralatan F-114; L-115; Q-110; G-117
dan seterusnya
4. Nomor bagian pendukung dari suatu alat dibedakan pada digit ke
tiga, sebagaimana pada peralatan Q-110 didalam bagian dari alat
tersebut terdapat dua alat pendukung yaitu E-111 dan E-112, yang
keduanya berada didalam alat Q-110 sebagai pemanas.
5. Pada bagian bawah dari diagram alir proses, biasanya memuat tabel
neraca bahan dari sistem tersebut sebagaimana pada tabel 4.3
Tabel 4.3 Neraca Bahan (g/detik)
Air umpan Produk
Udara boiler steam
Komponen
…… …….
(BM)
5 6 7
N2 (28) 1271 - -
…… ……
O2 (32) 386 - -
…… ……
H2O (18) 22 1390 1390
…… ……
- -
…… ….. ……
Total 1679 1390 1390
….. …..
222

4.2. IDENTIFIKASI SATUAN PROSES DAN OPERASI PADA KIMIA
INDUSTRI
Satuan Proses dan Satuan Operasi merupakan inti dari Kimia
Industri, karena satuan proses maupun operasi pada pengolahan ini sangat
menentukan ekonomis atau tidaknya suatu proses. Sebagaimana telah
dijelaskan pada bab I, Satuan Operasi merupakan dari bagian dari sistem
proses, dimana pada bagian ini lebih menekankan pada perubahan yang
lebih bersifat fisis, sedangkan Satuan Proses penekanannya pada
perubahan yang bersifat kimiawi. Tentunya dari kedua satuan tersebut
memerlukan alat (equipment) untuk melakukan perubahan. Peralatan untuk
satuan operasi cukup banyak, dimana sebagian simbol dari peralatan
tersebut telah dibahas pada sub-bab sebelumnya.
Salah satu yang perlu diperhatikan dalam sistem proses adalah
proses kontinyu dan proses tidak kontinyu. Proses tidak kontinyu (batch)
atau disebut dengan tumpak merupakan suatu sistem proses dimana
selama proses berlangsung tidak ada masukkan (input) maupun keluaran
(output). Sedangkan proses dengan sistem kontinyu atau sinambung
merupakan suatu sistem proses dimana selama proses berlangsung
terdapat masukkan dan keluaran. Apabila hanya ada masukkan saja atau
hanya ada keluaran saja atau kadang-kadang ada yang dikeluarkan atau
ditambahkan selama proses, maka proses disebut dengan semi tumpak
(semi-batch).
Pada sistem kontinyu (sinambung) setelah beberapa saat akan
terjadi keadaan tunak (steady state), hal ini disebabkan pada sistem
tersebut tidak terjadi akumulasi atau akumulasi = 0, dimana secara umum
rumus dalam suatu sistem dapat dinyatakan sebagai:
[akumulasi = input – output].
Akumulasi merupakan perubahan dari variabel yang diamati pada sistem
tersebut (misalkan konsentrasi, suhu) sebagai fungsi waktu. Jadi pada
sistem kontinyu pada suatu kondisi dimana input = output, akibatnya
akumulasi = 0, atau dengan kata lain sistem dengan keadaan tunak
merupakan suatu sistem dimana variabel yang diamati (misalkan
konsentrasi atau kualitas dari produk) tidak berubah dengan waktu atau
bukan fungsi waktu. Sebaliknya, pada sistem tumpak, variabel yang diamati
akan berubah selama waktu pengamatan.
223

Berdasarkan kondisi tersebut, maka suatu industri kimia dimana
produk yang dihasilkan dalam jumlah yang besar, pada umumnya dilakukan
dengan sistem kontinyu atau sinambung. Hal ini dengan pertimbangan
produk kualitas yand dihasilkan akan lebih seragam. Disisi lain untuk suatu
industri apabila jumlah produksinya relatif sedikit (misalkan industri farmasi)
maka industri tersebut menggunakan sistem batch atau tak kontinyu. Hal
yang sama dilakukan untuk suatu industri, dimana produksi yang bersifat
musiman atau tergantung dari permintaan konsumen (misalkan industri
pakaian, tekstil, makanan), maka industri tersebut akan menggunakan
sistem tumpak.
Peralatan yang digunakan untuk sistem kontinyu pada umumnya
lebih kecil dibanding sistem tumpak akan tetapi pada sistem kontinyu
diperlukan alat pengendalian yang lebih ketat dibanding sistem tumpak.
Perbedaan dari kedua sistem tersebut dapat dilihat pada tabel 4.4.
Tabel 4.4: Perbedaan sistem Sinambung dan Tumpak
Kontinyu - Sinambung Tak kontinyu – Tumpak (Batch)
Ada masukkan dan keluaran Tidak ada masukkan dan keluaran
Keadaan tunak Keadaan tak-tunak
Tidak fungsi waktu Fungsi waktu
Produksi besar Produksi kecil atau musiman
Produksi seragam Produksi bervariasi
Alat lebih kecil Alat lebih besar
Pengendalian Proses lebih baik Pengendalian proses sederhana
Pada sub bab selanjutnya akan dibahas mengenai beberapa macam
satuan operasi yang kemudian dilanjutkan satuan proses.
4.3. PROSES MENGUBAH UKURAN BAHAN PADAT
Hampir kebanyakan bahan padat mempunyai ukuran yang masih
cukup besar untuk dilakukan suatu proses baik fisik maupun kimia. Bahan
padat dengan ukuran kecil akan lebih mudah untuk ditangani. Selain itu,
pada proses yang bersifat heterogen (dua fase), misalkan padat-cair atau
padat-gas tergantung dari kontak antara padatan tersebut dengan gas atau
cairan. Dimana kontak tersebut akan tergantung oleh luas permukaan
padatan. Oleh karenanya semakin besar luas permukaan dari padatan,
224

maka proses baik fisis maupun kimia akan semakin baik. Untuk
memperbesar luas permukaan dari padatan, maka bahan padat tersebut
perlu diubah ukurannya menjadi lebih kecil (size reduction). Secara umum
digunakan kata penghancuran (crushing) dan penggiling, penggerusan
(grinding) untuk mengubah partikel padatan dari ukuran besar menjadi kecil.
4.3.1. Peralatan Pemecah dan penghalus
Peralatan penghancur zat padat dibagi atas mesin pemecah
(crusher), mesin giling (grinder), dan mesin potong (cutting machine). Mesin
pemecah bertugas melakukan kerja berat memecah bongkah-bongkah
besar menjadi kepingan-kepingan kecil. Mesin giling bertugas memperkecil
lagi umpan hasil pecahan menjadi serbuk. Mesin potong menghasilkan
partikel yang ukuran dan bentuknya tertentu. Berikut beberapa macam
mesin pengubah ukuran dari bahan padat yang banyak dijumpai di pasaran.
Gambar 4.54. Mesin perajang Gambar 4.55. Mesin pemarut
Gambar 4.56. Mesin pemipih Gambar 4.57. Mesin penepung
4.4. PROSES PENCAMPURAN BAHAN
225

4.4.1. Pendahuluan
Pencampuran bahan merupakan salah satu proses penting dalam
industri kimia. Pencampuran adalah peristiwa menyebarnya bahan-bahan
secara acak, dimana bahan yang satu menyebar ke dalam bahan yang lain
demikian pula sebaliknya, sedang bahan-bahan itu sebelumnya terpisah
dalam keadaan dua fase atau lebih yang akhirnya membentuk hasil yang
lebih seragam (homogen). Pada proses pencampuran diperlukan gaya
mekanik untuk menggerakkan bahan-bahan sehingga didapat hasil yang
homogen. Gaya mekanik diperoleh sebagai akibat adanya aliran bahan
ataupun dihasilkan oleh alat pencampur. Beberapa peralatan yang biasa
digunakan untuk mencampur zat cair dapat juga digunakan untuk
mencampur zat padat atau pasta, dan demikian juga sebaliknya.
4.4.2. Tujuan Pencampuran Bahan
Beberapa tujuan yang perlu diperhatikan pada proses pencampuran antara
lain:
• Menghasilkan campuran bahan dengan komposisi tertentu dan
homogen.
• Mempertahankan kondisi campuran selama proses kimia dan fisika agar
tetap homogen
• Mempunyai luas permukaan kontak antar komponen yang besar
• Menghilangkan perbedaan konsentrasi dan perbedaan suhu,
mempertukarkan panas
• Mengeluarkan secara merata gas-gas dan uap-uap yang timbul.
• Menghasilkan bahan setengah jadi agar mudah diolah pada proses
selanjutnya, atau menghasilkan produk akhir (produk komersial) yang
baik.
4.4.3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pencampuran Bahan
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pencampuran, waktu
pencampuran dan energi yang diperlukan untuk pencampuran adalah :
• Aliran
226

Aliran yang turbulen dan laju alir bahan yang tinggi biasanya
menguntungkan proses pencampuran. Sebaliknya, aliran yang laminar
dapat menggagalkan pencampuran.
• Ukuran partikel/luas permukaan
Semakin luas permukaan kontak bahan-bahan yang harus dicampur,
yang berarti semakin kecil partikel dan semakin mudah gerakannya di
dalam campuran, maka proses pencampuran semakin baik.
• Kelarutan
Semakin besar kelarutan bahan-bahan yang akan dicampur satu
terhadap lainnya, semakin baik pencampurannya.
4.4.4. Pemilihan Alat Pencampur
Pemilihan alat pencampur dan juga metode pencampuran terutama
didasarkan pada:
• Jenis-jenis bahan yang akan dicampur
• Jenis campuran yang akan dibuat
• Jumlah campuran yang akan dibuat
• Derajat pencampuran yang ingin dicapai
• Maksud pembuatan campuran
• Sistem operasi (kontinu, terputus-putus)
Selain hal-hal tersebut diatas, salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam
menentukan peralatan yang harus digunakan dalam pencampuran adalah
fase dari bahan yang akan dicampur. Berikut akan dibahas pencampuran
berdasarkan fase dari bahan yang dicampur.
A. Pencampuran Bahan Cair-Cair
Pencampuran cairan dengan cairan digunakan untuk mempersiapkan
atau melangsungkan proses-proses kimia dan fisika serta juga untuk
membuat produk akhir yang komersial. Alat yang digunakan untuk
pencampuran bahan cair-cair dapat berupa tangki atau bejana yang
dilengkapi dengan pengaduk. Tangki atau bejana biasanya berbentuk
silinder dengan sumbu terpasang vertikal, bagian atas bejana itu bias
terbuka saja ke udara atau dapat pula tertutup. Ujung bawah tangki itu
biasanya agak membulat, jadi tidak datar saja, maksudnya agar tidak
terdapat terlalu banyak sudut-sudut tajam atau daerah yang sulit
227

ditembus arus zat cair. Kedalaman zat cair biasanya hampir sama
dengan diameter tangki. Di dalam tangki itu dipasang pengaduk
(impeller) pada ujung poros menggantung, artinya poros itu ditumpu dari
atas. Poros itu digerakkan oleh motor, yang kadang-kadang
dihubungkan langsung dengan poros itu, namun biasanya dihubungkan
melalui peti roda gigi untuk menurunkan kecepatannya.
Gambar 4.58. Alat pencampuran cair-cair
B. Pencampuran Bahan Padat-Cair
Pada proses pembuatan produk industri kimia yang siap untuk
diperdagangkan dan pada pengolahan produk setengah jadi, seringkali
bahan-bahan padat harus dicampurkan dengan sejumlah kecil cairan. Di
sini dapat terbentuk bahan padat yang lembab atau campuran yang
sangat viskos seperti pasta atau adonan. Seringkali cairan harus juga
ditambahkan ke dalam pasta, adonan atau massa yang plastis tersebut.
Contoh :
• Mencampur serbuk dengan cairan untuk membuat butiran-butiran
(granulat)
• Mencampur pasta pada industri farmasi dan kosmetik dengan bahan-
bahan aktif.
• Mencampur masa sintetik yang plastis dengan bahan-bahan
penolong (misalnya bahan pelunak, stabilisator, bahan pewarna).
228

Alat yang digunakan dapat berupa tangki atau bejana vertikal yang
berbentuk silinder, bahan digilas dan diuli oleh satu atau dua perkakas
campur yang mirip pengaduk.
Gambar 4.59. Alat pencampur padat-cair
C. Pencampuran Bahan Padat-Padat
Pencampuran dua atau lebih dari bahan padat banyak dijumpai yang
akan menghasilkan produk komersial industri kimia.
Contoh :
• Pencampuran bahan pewarna dengan bahan pewarna lainnya atau
dengan bahan penolong untuk menghasilkan nuansa warna tertentu
atau warna yang cemerlang.
Alat yang digunakan untuk pencampuran bahan padat dengan padat
dapat berupa bejana-bejana yang berputar, atau bejana-bejana
berkedudukan tetap tapi mempunyai perlengkapan pencampur yang
berputar, ataupun pneumatik.
229

D. Pencampuran Bahan Cair-Gas
Untuk proses kimia dan fisika tertentu gas harus dimasukkan ke dalam
cairan, artinya cairan dicampur secara sempurna dengan bahan-bahan
berbentuk gas.
Contoh :
- Proses hidrogenasi, khorinasi dan fosfogensi
- Oksidasi cairan oleh udara (fermentasi, memasukkan udara kedalam
lumpur dalam instalasi penjernih biologis)
- Meningkatkan kadar (melarutkan) gas dalam cairan (misalnya HCL
dalam air, oksigen dalam cairan-cairan)
- Membangkitkan basa (misalnya busa pemadam api).
4.4.5. Merawat Alat Pencampur
Untuk mendapatkan kerja yang efisien, bukan hanya kebutuhan daya yang
merupakan hal terpenting tetapi juga laju pencapaian derajat pencampuran
yang diinginkan serta perawatan yang terjadwal. Telah dibuktikan bahwa
sangat sukar untuk mendapatkan derajat pencampuran yang diingikan pada
suatu waktu, dan keputusan untuk menentukan kapan material tersebut
sudah tercampur masih tergantung kepada perkiraan, pengalaman dan
keputusan operator serta kegiatan perawatan yang terus menreus
dilakukan.
Beberapa metode perawatan perlu diperhatikan agar pengadukan efektif
adalah berdasarkan :
1. Laju dispersi pada suatu elektrolitnya
2. Laju distribusi pada campuran pasir dalam air, dan
3. Laju dissolusi padatan dalam zat pelarut yang berbeda.
Perawatan dilakukan sebagai berikut :
− Pengaduk dikondisikan dapat berputar sesuai dengan kondisi operasi
yang diinginkan yaitu dengan jalan memberikan pelumas pada tangki
pengaduk
− Semua peralatan dijaga jangan cepat berkarat terutama yang terbuat
dari logam besi dengan jalan membersihkan dari karat dengan
mengamplas dan memoles.
230

− Pengoperasian alat dehumidifier untuk mengurangi kelembaban udara
dalam ruangan yang di dalamnya menyimpan peralatan pencampuran
yang rentan terhadap serangan korosi. Peralatan-peralatan
pencampuran yang rawan terhadap pengaruh korosi perlu disimpan di
ruang tertutup, jauh dari kemungkinan pencemaran udara akibat
terlepasnya bahan-bahan korosif ke lingkungan.
− Menutup alat sewaktu tidak dipergunakan untuk menghindari masuknya
debu-debu ke dalam alat. Perlu diketahui bahwa debu dapat tertempeli
polutan korosif yang apabila terbang terbawa udara dapat masuk ke
dalam alat dan menempelkan dirinya ke permukaan komponen-
komponen elektronik di dalam alat tersebut.
4.5. PENYULINGAN (Distillation)
4.5.1. Pendahuluan
Distilasi (penyulingan) adalah proses pemisahan komponen dari
suatu campuran yang berupa larutan cair-cair dimana karakteristik dari
campuran tersebut adalah mampu-campur dan mudah menguap, selain itu
komponen-komponen tersebut mempunyai perbedaan tekanan uap dan
hasil dari pemisahannya menjadi komponen-komponennya atau kelompok-
kelompok komponen. Karena adanya perbedaan tekanan uap, maka dapat
dikatakan pula proses penyulingan merupakan proses pemisahan
komponen-komponennya berdasarkan perbedaan titik didihnya.
Sebagai contoh, proses penyulingan dari larutan garam yang
dilakukan di laboratorium, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 4.60.
Pada gambar tersebut, terlihat, larutan garam (NaCl) dimasukkan pada labu,
dimana pada bagian atas dari labu tersebut dipasang alat pengukur suhu
atau thermometer. Larutan garam di dalam labu dipanasi dengan
menggunakan pembakar Bunsen. Setelah beberapa saat, larutan garam
tersebut akan mendidih dan sebagian akan menguap. Uap tersebut
dilewatkan kondensor, dan akan terkondensasi yang ditampung pada
erlemeyer. Cairan pada erlemeyer merupakan destilat sebagai air murni.
231

Gambar 4.60: Penyulingan larutan garam skala laboratorium
Pada operasi distilasi, terjadinya pemisahan didasarkan pada gejala bahwa
bila campuran cair ada dalam keadaan setimbang dengan uapnya,
komposisi uap dan cairan berbeda. Uap akan mengandung lebih banyak
komponen yang lebih mudah menguap, sedangkan cairan akan
mengandung lebih sedikit komponen yang mudah menguap. Bila uap
dipisahkan dari cairan, maka uap tersebut dikondensasikan, selanjutnya
akan didapatkan cairan yang berbeda dari cairan yang pertama, dengan
lebih banyak komponen yang mudah menguap dibandingkan dengan cairan
yang tidak teruapkan. Bila kemudian cairan dari kondensasi uap tersebut
diuapkan lagi sebagian, akan didapatkan uap dengan kadar komponen yang
lebih mudah menguap lebih tinggi. Untuk menunjukkan lebih jelas uraian
tersebut, berikut digambarkan secara skematis:
1) Keadaan awal
Mula-mula, pada cairan terdapat campuran A dan B, dimana
karakteristik dari komponen-komponen tersebut adalah komponen A
lebih mudah menguap (volatil) dibanding komponen B. Komposisi dari
kedua komponen tersebut dinyatakan dengan fraksi mol. Untuk fase
cair komponen A dinyatakan dengan xA, sedangkan komponen B
dinyatakan dengan xB.
232

xA,1 : fraksi mol A, fase cair
xB,1 : fraksi mol B, fase cair
xA,1 + xB,1 = 1
2) Campuran diuapkan sebagian, uap dan cairannya dibiarkan dalam
keadaan setimbang.
xA,1 = fraksi A di fasa cair (setimbang)
xB,1 = fraksi B di fasa cair (setimbang)
xA +xB =1
yA,1= fraksi A di fasa uap (setimbang)
yB,1= fraksi B di fasa uap (setimbang)
yA +yB =1
Pada keadaan ini maka:
yA,1 > xA,1 dan yB,1< xB,1
Bila dibandingkan dengan keadaan mula:
yA,1 > xA,1> xA,2 dan yB,1< xB,1 < xB,2
3) Uap dipisahkan dari cairannya dan dikondensasi; maka didapat dua
cairan, cairan I dan cairan II. Cairan I mengandung lebih sedikit
komponen A (lebih mudah menguap) dibandingkan cairan II
Gambar 4.61: Skema proses perpindahan massa pada peristiwa distilasi
Pada kondisi diatas, dari campuran dua komponen cairan (campuran biner)
akan didapat dua cairan yang relatif murni. Hal ini dapat terlaksana, apabila
beda titik didih dari kedua komponen tersebu relatif besar. Apabila
perbedaan titik didih dari kedua komponen tersebut tidak terlalu jauh, maka
perlu dilakukan proses penyulingan sebagaimana ditunjukkan pada gambar
4.62.
233

Pada gambar 4.62 merupakan contoh alat penyuling (distillation)
kontinyu (sinambung). Pada gambar tersebut terlihat pendidih ulang
(reboiler) yang mendapat umpan berupa zat cair secara kontinyu yang
merupakan komponen yang akan dipisahkan. Karena adanya panas yang
masuk (pemanasan) pada pendidih-ulang, maka zat cair masuk akan diubah
sebagian menjadi uap, dalam hal ini uap akan kaya dengan komponen yang
volatil (mudah menguap). Apabila perbedaan titik didih dari komponen
tersebut relatif tinggi, maka uapnya hampir merupakan komponen murni.
Akan tetapi apabila perbedaan titik didih dari komponen tersebut, tidak
terlalu besar, maka uap merupakan campuran dari beberapa komponen.
Kemudian uap campura tersebut dikondensasikan, kemudian zat cair hasil
kondensasi, sebagian dikembalikan kedalam kolom, yang disebut dengan
refluks. Cairan yang dikembalikan tersebut (refluks) diusahakan agar dapat
kontak secara lawan arah dengan uap, sehingga diharapkan hasil atas (over
head) akan meningkat kemurniannya. Untuk mendapatkan kondisi tersebut
(kemurnian meningkat), diperlukan uap yang banyak agar dapat digunakan
sebagai refluks dan hasil atas. Kondisi tersebut harus diimbangi dengan
panas yang masuk pada reboiler harus besar (ditingkatkan). Hal ini perlu
dipertimbangkan, khususnya dalam rangka penghematan energi.
KONDEN
SOR
REFLUKS
UAP
masuk
Panas
Gambar 4.62: Kolom fraksinasi dengan Reboiler
234

Gambar 4.63. Rangkaian alat distilasi fraksinasi di laboratorium
Dalam distilasi, fase uap yang terbentuk setelah larutan dipanasi,
dibiarkan kontak dengan fase cairannya sehingga transfer massa terjadi
baik dari fase uap ke fase cair maupun dari fase cair ke fase uap sampai
terjadi keseimbangan antara kedua fase. Setelah keseimbangan tercapai,
kedua fase kemudian dipisahkan. Fase uap setelah dikondensasikan dalam
kondensor disebut sebagai distilat sedangkan sisa cairannya disebut residu.
Distilat mengandung lebih banyak komponen yang volatil (mudah menguap)
dan residu mengandung lebih banyak komponen yang kurang volatil.
Permukaan zat cair Tanggul
D
C
A Aliran Gas
B Aliran Zat Cair
Gambar 4.64: Piring satu tahap pada destilasi bertingkat
235

Keterangan gambar:
A : Piring (plate)
B : Lubang-lubang pada piring (perforasi)
C : Saluran limpahan menuju piring berikutnya
D : Saluran limpahan dari piring sebelumnya
Distilasi adalah sistem perpindahan yang memanfaatkan
perpindahan massa. Masalah perpindahan massa dapat diselesaikan
dengan dua cara yang berbeda. Pertama dengan menggunakan konsep
tahapan kesetimbangan dan kedua atas dasar proses laju difusi. Distilasi
dilaksanakan dengan rangkaian alat berupa kolom/menara yang terdiri dari
piring (plate/tray tower) sehingga dengan pemanasan komponen dapat
menguap, terkondensasi, dan dipisahkan secara bertahap berdasarkan
tekanan uap/titik didihnya. Proses ini memerlukan perhitungan tahap
kesetimbangan.
Untuk menentukan jumlah variabel bebas dalam suatu sistem
digunakan kaidah derajat kebebasan:
DK = C – P + 2
Dimana:
DK = Derajat kebebasan
C = Jumlah komponen
P = Jumlah fase
Sebagai contoh, campuran antara CO2-udara-air pada kesetimbangan gas-
cair, maka berdasarkan rumus diatas terdapat tiga derajat kebebasan (DK =
3), dimana C = 3 dan P = 2. Jadi apabila tekanan total dan suhu sudah
ditentukan, maka tinggal satu variabel yang bisa diatur.
Jadi pada distilasi satu tahapannya yang memisahkan dua
komponen (C=2), misalkan campuran amonia-air, dengan sistem uap-cair (2
fasa, P=2), maka pada sistem tersebut, mempunyai dua derajat kebebasan.
Pada sistem tersebut, terdapat empat variabel yaitu tekanan, suhu, dan
fraksi komposisi komponen A (NH3) pada fasa cair, xA dan fraksi komposisi
komponen A (NH3) fasa uap, yA. Dimana fraksi komposisi komponen B sama
dengan 1 dikurangi fraksi komposisi komponen A dapat diketahui,
berdasarkan: xA + xB = 1 dan yA + yB = 1. Jika telah ditetapkan temperatur,
hanya ada satu variabel saja yang dapat diubah secara bebas, sedangkan
236

temperatur dan konsentrasi fasa uap didapatkan sebagai hasil perhitungan
sesuai sifat-sifat fisik pada tahap kesetimbangan.
Batas perpindahan fase tercapai apabila kedua fasa mencapai
kesetimbangan dan perpindahan makroskopik terhenti. Pada proses
komersial yang dituntut memiliki laju produksi besar, terjadinya
kesetimbangan harus dihindari.
4.5.2. Dasar Kesetimbangan Uap-Cair
Keberhasilan suatu operasi penyulingan tergantung pda keadaan
setimbang yang terjadi antar fasa uap dan fasa cairan dari suatu campuran.
Dalam hal ini akan ditinjau campuran biner yang terdiri dari kompoenen A
(yang lebih mudah menguap) dan komponen B (yang kurang mudah
menguap).
Pada gambar 4.65 merupakan hubungan antara komponen A dan
komponen B dengan suhu kesetimbangan uap-cair. Campuran dua
komponen disebut juga dengan campuran biner. Pada sumbu horisontal,
menunjukkan fraksi dari komponen A. Diujung sebelah kiri ditandai dengan
angka nol, artinya fraksi komponen A, xA dan yA = 0, atau pada titik tersebut
merupakan komponen B murni. Disisi lain, pada ujung sebelah kanan,
ditandai dengan angka 1, merupakan komponen A murni. Garis vertikal
menunjukkan suhu, baik suhu A, B maupun campuran A dan B. Pada grafik
tersebut terlihat bahwa titik didih (boiling point) dari komponen A murni lebih
rendah dibanding komponen B, TA < TB. Hal ini menunjukkan bahwa,
komponen A lebih mudah menguap dibanding komponen B.
Kurva bagian atas pada grafik tersebut, menunjukkan kurva untuk
titik embun (dew point), sedangkan kurva dibagian bawah, merupakan kurva
titik gelembung (bubble point). Ruang diatas kurva titik embun, bahan
berada pada fase uap, sedangkan ruang dibawah kurva titik gelembung,
bahan berada pada fase cair. Diantara kedua kurva tersebut, bahan berada
pada fase campuran.
237

Gambar 4.65: Grafik hubungan antara komposisi dan suhu untuk campuran biner
Pada titik 1 (dalam lingkaran), apabila ditarik lurus kekanan, maka
garis yang memotong kurva titik gelembung dan ditarik kebawah akan
didapat komposisi, xA1 (komposisi A pada fase cair pada suhu T1).
Sedangkan apabila garis tersebut memotong kurva titik embun, kemudian
ditarik kebawah, akan didapat komposisi, yA1 (komposisi A pada fase uap
pada suhu T1). Selanjutnya, pada titik 2 dimana bahan mempunyai
komposisi tertentu, maka untuk mendapatkan titik gelembung dan titik
embunnya dengan cara menarik garis keatas, sehingga didapat TB2 dan TD2.
Sedangkan gambar 4.65, menunjukkan hubungan komposisi uap-cairan
pada kesetimbangannya pada suhu tertentu. Dalam banyak campuran biner,
terlihat bahwa pada suhu tertentu, harga yA selalu lebih besar daripada
harga xA, sebagaimana ditampilkan pada gambar 4.66.
238

1
YA1
1
0 XA1
Fraksi cair, XA
Gambar 4.66: Komposisi uap-cairan pada kesetimbangan
Ada beberapa campuran biner yang titik didihnya di atas atau di
bawah titik didih kedua komponennya. Campuran pertama disebut azeotrop
minimum seperti dapat dilihat pada Gambar 4.67-a sedangkan campuran
kedua disebut azeotrop maksimum pada Gambar 4.67-b. Dalam kedua hal,
yA tidak selalu lebih besar daripada harga xA, ada kesetimbangan uap cairan
dengan yA selalu lebih kecil daripada xA. Pada titik azeotrop, yA sama
dengan xA dan campuran cairan dengan komposisi sama dengan titik
azeotrop tidak dapat dipisahkan dengan cara distilasi biasa.
b
a
Gambar 4.67 Titik azeotrop minimum dan maksimum
239

4.5.3. Dasar Peralatan Penyulingan
Kolom distilasi adalah kolom fraksionasi kontinu yang dilengkapi
berbagai perlengkapan yang diperlukan. Umpan dimasukkan di sekitar
pertengahan kolom dengan laju tertentu. Tray tempat masuk umpan
dinamakan feed plate. Semua tray yang terletak di atas tray umpan adalah
bagian rektifikasi (enriching section) dan semua tray di bawahnya, termasuk
feed plate sendiri, adalah bagian stripping. Umpan mengalir ke bawah pada
stripping section ini, sampai di dasar kolom di mana permukaan cairan
ditetapkan pada ketinggian tertentu. Cairan itu lalu mengalir dengan gaya
gravitasi ke dalam reboiler. Dimana reboiler adalah alat penukar panas jenis
penguap (vaporizer) dengan menggunakan pemanasan uap (steam) yang
dapat menghasilkan komponen uap (vapor) dan mengembalikannya ke
dasar kolom. Komponen uap tersebut lalu mengalir ke atas sepanjang
kolom. Pada ujung reboiler terdapat suatu tanggul. Produk bawah
dikeluarkan dari kolam zat cair itu pada bagian ujung tanggul dan mengalir
melalui pendingin. Pendinginan ini juga memberikan pemanasan awal pada
umpan melalui pertukaran kalor dengan hasil bawah yang panas.
Uap yang mengalir naik melalui bagian rektifikasi dikondensasi
seluruhnya oleh kondensor dan kondensatnya dikumpulkan dalam
akumulator (pengumpul D), di mana permukaan zat cair dijaga pada
ketinggian tertentu. Cairan tersebut kemudian dipompa oleh pompa
refluks dari akumulator ke tray teratas. Arus ini menjadi cairan yang
mengalir ke bawah di bagian rektifikasi, yang diperlukan untuk berinteraksi
dengan uap yang mengalir ke atas. Tanpa refluks tidak akan ada
rektifikasi yang dapat berlangsung dan kondensasi produk atas tidak akan
lebih besar dari konsentrasi uap yang mngalir naik dari feed plate.
Kondensat yang tidak terbawa pompa refluks didinginkan dalam penukar
kalor, yang disebut product cooler dan dikeluarkan sebagai produk atas.
Karena tidak terjadi azeotrop, produk atas dan produk bawah dapat terus
dimurnikan sampai tercapai kemurnian yang diinginkan dengan mengatur
jumlah tray dan refluks ratio.
Distilasi kontinu dengan refluks efektif memisahkan komponen-komponen
yang volatilitasnya sebanding. Dengan melakukan redistilasi berulang-ulang
dapat diperoleh komponen yang hampir murni karena jumlah komponen
pengotor lain sedikit. Metoda ini dimodifikasi menjadi lebih modern untuk
240

diterapkan pada skala industri dengan dihasilkannya distilasi metoda
rektifikasi.
Kolom distilasi terdiri dari banyak tray yang diasumsikan ideal. Jika
diperhatikan tray ke-n dari puncak kolom, maka tray yang langsung berada
di atasnya adalah tray ke-n-1 dan tray yang langsung berada di bawahnya
adalah tray ke-n+1. Ada 2 aliran fluida yang masuk ke dalam dan 2 arus
keluar dari tray n. Aliran zat cair L n-1 (mol/jam) dari tray n-1 dan aliran uap
Vn+1 dari tray n+1 (mol/jam) mengalami kontak di tray n. Aliran uap Vn naik ke
tray n-1 dan aliran cairan Ln turun ke tray n+1. Jika konsentrasi aliran uap
dalam fasa V ditandai dengan y, dan konsentrasi aliran cairan ditandai
dengan x, maka konsentrasi aliran yang masuk dan yang keluar tray n
adalah: uap keluar dari tray (yn), cairan keluar dari tray (xn), uap masuk ke
tray (yn+1), dan cairan masuk ke tray (xn-1).
Sesuai definisi tray ideal, uap dan cairan yang keluar piring n berada
dalam kesetimbangan, sehingga xn dan yn merupakan konsentrasi
kesetimbangan. Oleh karena konsentrasi dalam fas uap dan cair berada
dalam kesetimbangan, aliran masuk dan ke luar tidak sama. Bila uap yang
keluar dari tray n+1 dan cairan dari tray n-1 dikontakkan, konsentrasinya
akan bergerak ke arah kesetimbangan. Sebagian komponen yang lebih
volatil akan menguap dari fasa cair sehingga konsentrasi zat cair pada xn-1
turun menjadi xn, sedangkan komponen yang kurang volatil akan
terkondensasi dari uap sehingga konsentrasi uap naik dari yn+1 menjadi yn.
Aliran zat cair berada pada bubble point sedangkan aliran uap berada pada
dew point, sehingga kalor yang dibutuhkan untuk penguapan didapatkan
dari kalor yang dibebaskan selama kondensasi. Setiap tray berfungsi
sebagai media pertukaran dimana komponen volatil pindah ke fasa uap,
sedangkan komponen yang kurang volatil pindah ke fasa cair. Karena
konsentrasi komponen volatil di dalam cairan dan uap meningkat dengan
bertambahnya tinggi kolom, suhu akan berkurang dari n+1, n, ke n-1.
Distilasi satu tahap tidak efektif menghasilkan bottom product
yang mendekati murni karena zat cair dalam umpan tidak mengalami
rektifikasi. Keterbatasan ini diatasi dengan memasukkan umpan ke tray
yang berada di bagian tengah kolom. Cairan itu mengalir ke bawah kolom
menuju reboiler dan mengalami rektifikasi dengan uap yang mengalir naik
dari reboiler. Karena komponen volatil yang berada di reboiler telah
241

diambil dari cairan maka produk bawahnya adalah komponen kurang
volatil yang hampir murni dari komponen volatil.
Faktor-faktor penting dalam merancang dan mengoperasikan kolom
distilasi
- Jumlah tray yang diperlukan untuk mendapatkan pemisahan yang
dikehendaki.
- Diameter kolom, kalor yang dikonsumsi dalam pendidih.
- Konstruksi tray.
4.5.4. Neraca Massa Pada Kolom Distilasi
Kolom mendapat umpan sebesar F (mol/jam) umpan yang
berkonsentrasi xf, dan menghasilkan D (mol/jam) distilat yang
berkonsentrasi xd dan produk bawah yang berkonsentrasi xb. Ada 2 neraca
massa yang penting:
Neraca massa total:
F=D+B [4.1]
Neraca komponen:
F.xf = D.xd + B.xb [4.2]
Jumlah D adalah selisih antara laju aliran arus yang masuk dan yang keluar
atas kolom.
Neraca massa pada konsensor dan akumulator adalah:
D = V a – La [4.3]
Selisih antara laju aliran uap dan laju aliran cairan di manapun pada bagian
atas kolom adalah D, yang jelas terlihat bila diperhatikan bagian dari
instalasi itu yang dikurung permukaan kendali I. Permukaan ini meliputi
kondensor dan semua piring di n+1. Neraca massa total pada permukaan
tersebut adalah:
242

D = Vn+1 – Ln [4.4]
Jumlah D adalah laju aliran netto bahan ke atas pada bagian atas kolom.
Berapapun pertukaran konsentrasi komponen pada V dan L selisihnya
selalu D. Neraca massa untuk komponen a sesuai dengan persamaan:
D. xd = Va.ya – La.xa = Vn+1.yn+1 – Ln.xn. [4.5]
Jumlah D.xd adalah laju aliran netto komponen A ke atas pada bagian ata
kolom. Jumlah ini konstan pada seluruh bagian atas kolom.
Pada bagian bawah kolom, laju alir netto juga konstan, tetapi arahnya ke
bawah. Laju aliran netto total adalah B, untuk komponen A adalah B.xb,
sesuai persamaan:
B = Lb – Vb = Lm – Vm+1 [4.6]
B.xb = Lb.xb – Vb.yb = Lm.xm – Vm+1.ym+1 [4.7]
Karena kolom distilasi terdiri dari bagian atas dan bagian bawah, maka ada
2 garis operasi, satu untuk bagian rektifikasi dan satu untuk bagian
pelucutan. Persamaan garis operasi untuk bagian pelucutan adalah:
V y -L x
Ln
y n+1 = xn = a a a a [4.8]
Vn+1 y n+1
Substitusi Va.ya – La.xa menghasilkan
D. x d
Ln
y n+1 = xn + [4.9]
Vn+1 Vn+1
Gradien garis operasi adalah ratio antara aliran cairan dan uap. Jika Vn+1
dieliminasi:
D.x d
Ln
y n+1 = xn + [4.10]
Ln + D Ln + D
243

Untuk bagian bawah kolom, neraca massanya adalah:
Vm+1.ym+1 = Lm.xm - B.xb [4.11]
Dalam bentuk lain, persamaan tersebut menjadi
D. x b
Lm
y m+1 = xm + [4.12]
Vm+1 Vm+1
Persamaan ini adalah persamaan garis operasi bagian pelucutan. Di sini
pun gradien garis adalah ratio antara aliran zat cair dan aliran uap.
Eliminasi Vm+1 akan menghasilkan:
B.x b
Lm
y m+1 = xm + [4.13]
Lm − B Lm − B
Bila garis operasi bagian atas dan bagian bawah tersebut digambarkan
bersama kurva kesetimbangan pada diagram x-y, dapat digunakan
konstruksi bertahap McCabe-Thille untuk menghitung berapa banyaknya
tray ideal yang diperlukan untuk mendapatkan suatu perbedaan konsentrasi
tertentu, baik pada bagian rektifikasi maupun pada bagian pelucutan. Jika
dilihat persamaan garis operasi, terlihat bahwa garis operasi akan
merupakan garis lengkung, kecuali jika Ln dan Lm konstan. Garis
operasipun hanya dapat digambarkan jika perubahan konsentrasi pada
aliran dalam diketahui. Untuk menentukan garis operasi yang berbentuk
kurva diperlukan neraca entalpi.
Pada distilasi, laju aliran molar uap dan zat cair pada masing-masing bagian
kolom itu hampir mendekati konstan, dan garis operasinya mendekati garis
lurus. Hal ini akibat kalor penguapan molar yang hampir sama, sehingga
setiap mol komponen yang titik didihnya tinggi yang terkondensasi pada
waktu uapnya mengalir ke atas akan membebaskan energi sebanyak yang
diperlukan untuk menguapkan 1 mol komponen yang titik didihnya rendah.
Perubahan entalpi aliran cairan dan uap dan kehilangan kalor dari kolom
biasanya mengakibatkan perlunya pembentukan uap yang agak lebih
banyak pada bagian bawah kolom, sehingga ratio molar aliran uap pada
bagian bawah akan lebih mendekati 1. Karena itu, dalam merancang kolom
distilasi biasanya digunakan konsep constant molal overflow, sehingga
244

dalam persamaan garis operasi tanda tray n, n-1, n+1, m, m-1, dan m+1
pada L dan V dapat dianggap sama. Dalam model ini, persamaan-
persamaan neraca massa adalah linear dan garis operasinya berupa garis
lurus. Garis operasi dapat digambar bila diketahui dua titik. Akibatnya,
metoda McCabe-Thiele dapat digunkan tanpa memerlukan neraca entalpi.
4.5.5. Analisis Kolom Fraksinasi
Analisis kolom fraksionasi dimudahkan lagi dengan menggunakan
besaran refluks ratio. Ada 2 macam refluks ratio yang biasa digunakan, yaitu
refluks ratio terhadap hasil atas Rd dan refluks ratio terhadap uap (aliran
uap komponen) Rv.
Persamaan kedua refluks ratio tersebut adalah:
L L -D
Rd = = [4.14]
D D
L L
Rv = = [4.15]
V L +D
Karena itu persamaa garis operasi untuk bagian rektifikasi yang mengikuti
constant molal overflow dapat disederhanakan:
Rd x
y n+1 = xd + d [4.16]
R d+1 R d+1
Titik potong y dari garis ini adalah xd / (Rd+1). Konsentrasi xd
ditentukan kondisi rancangan, dan Rd merupakan variabel operasi yang
dapat dikendalikan dengan mengatur pembagian antara refluks dan hasil
atas, atau dengan mengubah banyaknya uap yang terbentuk dalam reboiler
untuk suatu laju distilat tertentu.
Karena kemiringan garis rektifikasi adalah Rd / (Rd+1).), kemiringan
dapat bertambah bila refluks ratio ditingkatkan sampai V=L saat Rd tak
berhingga, bergradien1, sehingga garis operasi menjadi berimpitan dengan
diagonal, yang disebut refluks total. Pada refluks total jumlah tray minimum,
245

tetapi produk atas dan bawah adalah 0 pada setiap umpan dengan laju alir
tertentu.
ya
xa
Jika α ab = [4.17]
yb
xb
Jumlah tray minimum dapat dihitung dengan persamaan:
log[x d (1 − x b ) / x b (1 − x d )]
Nmin = [4.18]
log α ab
Persamaan tersebut adalah persamaan Fenske. Jika perubahan nilai
ab bagian dasar dan puncak kolam tidak signifikan nilai ab yang digunakan
adalah rata-rata geometriknya.
Jika refluks kurang dari refluks total, jumlah tray yang dibutuhkan untuk
mendapatkan pemisahan tertentu akan lebih besar daripada yang
dibutuhkan untuk refluks total. Pada refluks ratio yang kecil, jumlah tray akan
besar, dan pada refluks ratio minimum jumlah tray menjadi tak berhingga.
Semua kolom distilasi yang menghasilkan produk atas dan produk bawah
dalam jumlah tertentu harus beroperasi pada refluks ratio yang besarnya
antara Rd minimum (saat jumlah tray tak berhingga) dan saat Rd tak
berhingga (saat jumlah tray minimum).
Refluks ratio minimum dapat diperoleh dengan menggerakkan garis operasi
sambil menurunkan refluks ratio. Pada refluks total dari operasi berimpitan
dengan diagonal. Jika refluks diturunkan perpotongan garis operasi atas dan
bawah akan bergerak di sepanjang garis umpan ke arah kurva
kesetimbangan, luas diagram yang dapat digunakan untuk konstruksi tahap
makin kecil, dan jumlah tahap meningkat. Jika salah satu garis operasi
tersebut menyentuh kurva kesetimbangan jumlah tahap yang diperlukan
sebelum melintas titik singgung ini menjadi tak berhingga. Pada kondisi ini
refluks ratio disebut minimum. Jika x’ dan y’ adalah koordinat perpotongan
antara garis operasi dengan kurva kesetimbangan, refluks ratio minimum
(Rdm) dapat dihitung dengan persamaan:
246

x d − y'
R dm = [4.19]
y'− x '
Bila refluks ratio ditingkatkan mulai minimum, jumlah tray akan bertambah,
mula-mula dengan cepat , kemudian berangsur makin perlahan, hingga
jumlah tray minimum pada refluks total. Luas penampang kolom biasanya
sebanding dengan laju aliran uap. Bila refluks ratio meningkat sampai pada
tingkat keluaran distilat dan bottom tertentu, V dan L akan meningkat sampai
dicapai suatu titik dimana peningkatan diameter kolom jauh lebih cepat dari
pada berkurangnya jumlah piring. Biaya instalasi sebanding dengan luas
permukaan piring dan jumlah piring kali luas penampang kolom.
4.5.6. Volatilitas Relatif
Hubungan komposisi uap dan cairan dalam keadaan setimbang
dapat dinyatakan dengan volatilitas relatif yang didefinisikan sebagai berikut:
yA yA
xA xA
α= = [4.20]
1− y A
yB
1− x A
xB
Persamaan di atas dapat disusun menjadi
αx A
yA = [4.21]
1 + (α − 1)x A
Bila diketahui harga-harga sebagai fungsi temperatur, maka pada tekanan
tetap, hubungan yA dan xA pada berbagai suhu pada keadaan setimbang
dapat ditentukan. Bila konstan, dan diketahui harganya, maka harga-harga
yA pada setiap harga x1 dan sebaliknya (kurva yA terhadap (xA) dapat
langsung ditentukan.
4.5.7. Larutan Ideal
Untuk larutan ideal (biner) berlaku hukum Raoult:
PA = PA. xA [4.22]
PB = PB. xB = PB. (1-xA) [4.23]
247

dimana: PA = tekanan parsial komponen A di fasa uap
PB = tekanan parsial komponen B di fasa uap
PAo = tekanan uap komponen A
PBo = tekanan uap komponen B
Untuk sistem biner: PA + PB = P dimana P adalah tekanan total.
Bila persamaan penghubung xA dan yA tersebut digabungkan, didapat:
o
PA PA x A
yA = = [4.24]
P P
o
P B PB (1 − x A )
(1 − y A ) = = [4.25]
P P
yA
xA P
α= =A [4.26]
(1 − y A ) PB
(1 − x A )
Bila harga yA = xA maka harga =1, dan campuran biner pada komposisi
tersebut tidak dapat dipisahkan menjadi komponen-komponennya dengan
cara distilasi.
4.5.8. Tipe Distilasi
Karena karakter campuran yang berbeda maka distilasi dilakukan
dengan cara berbeda pula. Oleh karena itu distilasi meliputi beberapa tipe
yaitu: distilasi azeotropik, distilasi kering, distilasi ekstraktif, distilasi beku
(freeze distillation), distilasi fraksinasi, distilasi uap (steam distillation) dan
distilasi vakum.
Berdasarkan prosesnya, distilasi juga dapat dibedakan menjadi distilasi
batch (batch distillation) dan distilasi kontinyu (continuous distillation).
Disebut distilasi batch jika dilakukan satu kali proses, yakni bahan
dimasukkan dalam peralatan, diproses kemudian diambil hasilnya (distilat
dan residu). Disebut distilasi kontinyu jika prosesnya berlangsung terus-
menerus. Ada aliran bahan masuk sekaligus aliran bahan keluar.
Rangkaian alat distilasi yang banyak digunakan di industri adalah jenis tray
tower dan packed tower.
248

Gambar 4.68:. Rangkaian alat distilasi di industri
Gambar 4.69: Distilasi tipe Tray (Tray Tower)
249

Gambar 4.70: Distilasi tipe Isian (Packed Tower)
250

Gambar 4.71. Foto rangkaian alat distilasi di sebuah pabrik
4.5.9. Perawatan peralatan distilasi
Kolom distilasi harus dirawat agar kebersihan dan penggunaannya
dapat seoptimal mungkin, dilakukan sebagai berikut :
• Pengaruh panas kolom pada unit kolom distilasi terbatas pada
kondensor dan pendidih ulang (reboiler), karena, pada umumnya, kolom
tersebut diisolasi, sehingga kehilangan kalor sepanjang kolom relatif
kecil.
• Untuk umpan yang berupa zat cair pada titik gelembungnya (q = 1) yaitu
cairan jenuh, kalor yang diberikan pada pendidih ulang sama dengan
yang dikeluarkan pada kondensor. Untuk umpan yang berwujud selain
cairan jenuh kebutuhan kukus, pemanas dihitung dengan neraca panas
(neraca entalpi).
251

4.6. ADSORPSI
4.6.1. Pendahuluan
Adsorpsi atau penjerapan adalah proses pemisahan bahan dari
campuran gas atau cair, bahan yang akan dipisahkan ditarik oleh
permukaan zat padat yang menyerap (adsorben). Biasanya partikel-partikel
kecil zat penyerap ditempatkan ke suatu hamparan tetap dan fluida
kemudian dialirkan melalui hamparan tetap tersebut sampai zat padat itu
mendekati jenuh dan pemisahan yang dikehendaki tidak dapat berlangsung
lagi. Kebanyakan zat pengadsorpsi adalah adsorben. Bahan-bahan yang
berpori, dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding-dinding pori.
Pemisahan terjadi karena perbedaan bibit molekul atau karena perbedaan
polaritas menyebabkan sebagian molekul melekat pada permukaan itu lebih
erat daripada molekul-molekul lainnya. Misalnya, limbah industri pencucian
kain batik diadsorpsi zat warnanya dengan menggunakan arang tempurung
kelapa yang sudah diaktifkan. Limbah elektroplating yang mengandung
nikel, logam berat nikel diadsorpsi dengan zeolit yang diaktifkan.
4.6.2. Pemeriksaan Pendahuluan Peralatan Adsorpsi
a. Persiapan media karbon aktif
Karbon aktif yang digunakan dalam peralatan ini adalah produk komersil
yang dijual di pasaran. Karbon aktif yang digunakan terbuat dari bahan
baku kayu. Langkah pertama dalam tahap ini adalah mengayak karbon
aktif menggunakan penyaring elektrik untuk mendapatkan karbon aktif
dengan kisaran ukuran I 16-30 MESH, ukuran II 30-50 MESH dan
ukuran III 50-100 MESH yang seragam. Karbon aktif dihilangkan
kandungan airnya dengan cara dipanaskan pada kondisi vakum dalam
vacum furnace pada temperatur 105 oC dan tekanan 50 mbar selama 12
jam. Demikian diharapkan dengan perlakuan ini selain untuk
menghilangkan kadar air, juga untuk mensterilkan karbon aktif.
b. Persiapan larutan yang akan mendapat perlakuan diadsorpsi
c. Pembuatan kurva kalibrasi
- Pembuatan kurva kalibrasi dari pembacaan alat spektrofotometer
model 390 dengan panjang gelombang minimum yang bisa
digunakan 420 nm dan panjang gelombang maksimumnya 980 nm.
- Sebelum alat tersebut digunakan, dipanaskan selama 30 menit.
Kemudian larutan contoh dimasukkan dalam cuvet dengan terlebih
dahulu dibuat posisi skala nol untuk pembacaan absorbansi dengan
menggunakan blangko aquades, panjang gelombang dicari diantara
kisaran 500-570 nm.
d. Menyiapkan peralatan percobaan batch
Disiapkan peralatan jar test yang dilengkapi dengan peralatan :
252

1). Blade jenis two blade, 2) Gelas beaker, 3) Pengatur kecepatan
putaran 4) Jarum pengukur kecepatan putaran (tachometer)
4.6.3. Pengoperasian peralatan kolom adsorpsi
Kolom adsorpsi dilengkapi dengan peralatan :
- Bak penampung umpan sekaligus berfungsi sebagai bak penampung
overflow, bak pengatur debit, bak penampung efluen, pompa air, flowmeter
4
6
3
b
a
c
d
5
e
7
8
f
g
h
9
2
1
Gambar 4.7.2. Peralatan adsorpsi secara kontinyu
Keterangan gambar :
1. Pompa air a. Kran pengatur 1
2. Bak umpan / bak penampung overflow b. Kran pengatur 2
3. Pipa influen c. Kran pengatur 3
4. Bak pengatur debit d. Outlet sampel h1 =20 cm
5. Pipa overflow e. Outlet sampel h2 = 40 cm
6. Pipa menuju ke kolom f. Outlet sampel h3 = 60 cm
7. Flowmeter g. Outlet sampel h4 = 80 cm
8. Kolom adsorpsi h. Outlet sampel h5 = 100 cm
9. Bak penampung efluen
Adapun langkah-langkah pengoperasian dilakukan sebagai berikut :
1. Sebelum alat dioperasikan terlebih dahulu kolom diisi dengan aquades
sampai sedikit di atas lapisan adsorben. Hal ini dimaksudkan untuk
menghindari udara yang terjebak di dalam kolom yang dapat
mengganggu laju aliran.
253

2. Alat dioperasikan dengan mengalirkan sampel air baku secara grafitasi
(downflow) secara terus menerus dari bak penampung umpan dengan
menggunakan pompa menuju ke bak pengatur laju limpasan. Bak
pengatur laju limpasan digunakan untuk mendapatkan tekanan dan laju
limpasan yang konstan.
3. Setelah dari bak pengatur laju limpasan aliran umpan dilewatkan
flowmeter untuk mendapatkan hasil pembacaan laju limpasan secar
visual. Flowmeter ini dilengkapi dengan 3 buah kran pengatur. Sesuai
dengan Gambar kran a digunakan untuk mengatur besar kecilnya laju
limpasan, kran b berfungsi sebagai pintu masuk aliran umpan menuju ke
kolom adsorpsi. Kran b akan ditutup pada saat kalibrasi flowmeter
dengan kondisi kran c terbuka. Setelah laju limpasan aliran stabil, kran c
ditutup ddan kran b dibuka. Kemudian umpan akan mengalir menuju ke
kolom adsorpsi.
4. Setelah operasional alat dengan waktu dan laju limpasan tertentu
dilakukan pengambilan sampel air baku pada masing-masing outlet yang
selanjutnya dilaksanakan analisis
5. Diulangi untuk kondisi operasi yang berbeda dengan variasi laju
limpasan, variasi konsentrasi influen, dan variasi ukuran media.
4.7. ABSORBSI
4.7.1. Pendahuluan
Absorpsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas
dengan cara pengikatan bahan tersebut pada permukaan absorben cair
yang diikuti dengan pelarutan. Kelarutan gas yang akan diserap dapat
disebabkan hanya oleh gaya-gaya fisik (pada absorpsi fisik) atau selain
gaya tersebut juga oleh ikatan kimia (pada absorpsi kimia). Komponen gas
yang dapat mengadakan ikatan kimia akan dilarutkan lebih dahulu dan juga
dengan kecepatan yang lebih tinggi. Karena itu absorpsi kimia mengungguli
absorpsi fisik. .
4.7.2. Fungsi Absorbsi dalam industri
Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah fasenya
Contoh :
• Formalin yang berfase cair berasal dari formaldehid yang berfase gas
dapat dihasilkan melalui proses absorbsi.
Teknologi proses pembuatan formalin
Formaldehid sebagai gas input dimasukkan ke dalam reaktor. Output
dari reaktor yang berupa gas yang mempunyai suhu 1820C didinginkan
pada kondensor hingga suhu 55 0C,dimasukkan ke dalam absorber.
Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan formalin
dengan kadar formaldehid sekitar 37 – 40%. Bagian terbesar dari
254

metanol, air,dan formaldehid dikondensasi di bawah air pendingin bagian
dari menara, dan hampir semua removal dari sisa metanol dan
formaldehid dari gas terjadi dibagian atas absorber dengan counter
current contact dengan air proses.
• Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2).
Proses pembuatan asam nitrat
Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat berlangsung dalam
kolom absorpsi. Pada setiap tingkat kolom terjadi reaksi oksidasi NO
menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2 oleh air menjadi asam nitrat.
Kolom absorpsi mempunyai empat fluks masuk dan dua fluks keluar.
Empat fluks masuk yaitu air umpan absorber, udara pemutih, gas
proses, dan asam lemah. Dua fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan
gas buang. Kolom absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat
dengan konsentrasi 60 % berat dan kandungan NOx gas buang tidak
lebih dari 200 ppm.
4.7.3. Absorben
Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan
diabsorpsi pada permukaannya, baik secara fisik maupun secara reaksi
kimia. Absorben sering juga disebut sebagai cairan pencuci.
Persyaratan absorben :
- Memiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang sebesar
mungkin (kebutuhan akan cairan lebih sedikit, volume alat lebih kecil).
- Selektif.
- Memiliki tekanan uap yang rendah.
- Tidak korosif.
- Mempunyai viskositas yang rendah.
- Stabil secara termis.
- Murah
Jenis-jenis bahan yang dapat digunakan sebagai absorben adalah air (untuk
gas-gas yang dapat larut, atau untuk pemisahan partikel debu dan tetesan
cairan), natrium hidroksida (untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti
asam) dan asam sulfat (untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti basa).
4.7.4. Kolom Absorpsi
Adalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya proses
pengabsorbsi (penyerapan/penggumpalan) dari zat yang dilewatkan di
kolom/tabung tersebut. Proses ini dilakukan dengan melewatkan zat yang
terkontaminasi oleh komponen lain dan zat tersebut dilewatkan ke kolom ini
dimana terdapat fase cair dari komponen tersebut.
255

Gambar 4.73: Kolom absorbsi
Gambar 4.74. Alat absorbsi
Struktur dalam absorber
• Bagian atas: Spray untuk megubah gas input menjadi fase cair.
• Bagian tengah: Packed tower untuk memperluas permukaan sentuh
sehingga mudah untuk diabsorbsi
• Bagian bawah: Input gas sebagai tempat masuknya gas ke dalam reaktor.
Gambar 4.75. Alat absorbsi secara skematis
256

Keterangan :
• (a) input gas
• (b) gas keluaran
• (c) pelarut
• (d) hasil absorbsi
• (e) disperser
• (f) packed column
Menara Isian (Packed Tower )
• Packed towers hampir selalu memiliki tekanan yang rendah
dibandingkan tower yang lain.
• Isian (Packing) terdiri dari keping-keping yang jumlahnya banyak untuk
meningkatkan kapasitas absorbsinya.
• Aliran gasnya sekitar 500 ft3/min (14.2 m3/min) digunakan di1 in (2.5 cm)
packing, untuk aliran gasnya atau 2000 ft3/min (56.6 m3/min) or more,
use 2 in (5 cm) packing
Perbandingan Bahan Pembuat Menara Isian (Packed Tower)
• Bahan plastik :
– Harganya murah
– Daya tahannya lemah
• Bahan keramik
– Harganya mahal
– Daya tahannya lebih lama
4.7.5. Prinsip Kerja Kolom Absorbsi
• Kolom absorbsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda
fase mengalir berlawanan arah yang dapat menyebabkan komponen
kimia ditransfer dari satu fase cairan ke fase lainnya, terjadi hampir pada
setiap reaktor kimia. Proses ini dapat berupa absorpsi gas, destilasi,
pelarutan yang terjadi pada semua reaksi kimia.
• Campuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan
kebawah menara absorber. Didalam absorber terjadi kontak antar dua
fasa yaitu fasa gas dan fasa cair mengakibatkan perpindahan massa
difusional dalam umpan gas dari bawah menara ke dalam pelarut air
sprayer yang diumpankan dari bagian atas menara. Peristiwa absorbsi
ini terjadi pada sebuah kolom yang berisi packing dengan dua tingkat.
Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan dari gas yang
dimasukkan tadi.
257

Gambar 4.76. prinsip kerja kolom absorbsi
Keterangan:
• (a) gas keluaran (b) gas input (c) pelarut (d) gas output
Proses Pengolahan Kembali Pelarut Dalam Proses Kolom Absorber
• Konfigurasi reaktor akan berbeda dan disesuaikan dengan sifat alami
dari pelarut yang digunakan
• Aspek Thermodynamic (suhu dekomposisi dari pelarut), Volalitas
pelarut, dan aspek kimia/fisika seperti korosivitas, viskositas, toxisitas,
juga termasuk biaya, semuanya akan diperhitungkan ketika memilih
pelarut untuk spesifik sesuai dengan proses yang akan dilakukan.
• Ketika volalitas pelarut sangat rendah, contohnya pelarut tidak muncul
pada aliran gas, proses untuk meregenerasinya cukup sederhana yakni
dengan memanaskannya .
• Berikut akan dijelaskan beberapa contoh dari proses diatas:
Contoh pertama
• Cairan absorber yang akan didaur ulang masuk kedalam kolom
pengolahan dari bagian atasnya dan akan dicampur /dikontakan dengan
stripping vapor. Gas ini bisa uap atau gas mulia, dengan kondisi
termodinamika yang telah disesuaikan.dengan pelarut yang terpolusi.
Absorber yang bersih lalu digunakan kembali di absorpsi kolom.
258

Contoh kedua
• Absorber yang akan didaur ulang masuk ke kolom pemanasan stripping
column. The stripping vapor dibuat dari cairan pelarut itu sendiri. Bagian
yang telah didaur ulang lalu digunakan lagi untuk menjadi absorber.
Contoh ketiga
• Sebuah kolom destilasi juga dapat digunakan untuk mendaur ulang.
Absorber yang terpolusi dilewatkan kedalam destilasi kolom.
Dibawahnya, pelarut dikumpulkan dan dikirim kembali ke absorber.
259

4.8 EKSTRAKSI
4.8.1. Pendahuluan
Ekstraksi adalah pemisahan suatu zat dari campurannya dengan
pembagian sebuah zat terlarut antara dua pelarut yang tidak dapat
tercampur untuk mengambil zat terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut
yang lain. Seringkali campuran bahan padat dan cair (misalnyabahan alami)
tidak dapat atau sukar sekali dipisahkan dengan metode pemisahan
mekanis atau termis yang telah dibicarakan. Misalnya saja, karena
komponennya saling bercampur secara sangat erat, peka terhadap panas,
beda sifat-sifat fisiknya terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang
terlalu rendah. Dalam hal semacam. itu, seringkali ekstraksi adalah
satu-satunya proses yang dapat digunakan atau yang mungkin paling
ekonomis. Sebagai contoh pembuatan ester (essence) untuk bau-bauan
dalam pembuatan sirup atau minyak wangi, pengambilan kafein dari daun
teh, biji kopi atau biji coklat dan yang dapat dilihat sehari-hari ialah pelarutan
komponen-komponen kopi dengan menggunakan air panas dari biji kopi
yang telah dibakar atau digiling.
4.8.2. Peralatan ekstraksi
Gambar 4.77: Peralatan ekstraksi skala laboratorium sederhana
260

Gambar 4.78: Peralatan ekstraksi skala laboratorium bentuk kolom
Gambar 4.79: Peralatan ekstraksi skala industri kecil
261

Istilah-istilah berikut ini umumnya digunakan dalam teknik ekstraksi:
Bahan ekstraksi : Campuran bahan yang akan diekstraksi
Pelarut (media ekstraksi) : Cairan yang digunakan untuk
melangsungkan ekstraksi
Ekstrak : Bahan yang dipisahkan dari bahan
ekstraksi
Larutan ekstrak : Pelarut setelah proses pengambilan
ekstrak
Rafinat (residu ekstraksi) : Bahan ekstraksi setelah diambil ekstraknya
Ekstraktor : Alat ekstraksi
Ekstraksi padat-cair : Ekstraksi, dari bahan yang padat
Ekstraksi cair-cair : Ekstraksi dari bahan ekstraksi yang cair
(ekstraksi dengan pelarut
= Solvent extraction)
Berlawanan misalnya dengan proses rektifikasi, pada ekstraksi tidak terjadi
pemisahan segera dari bahan-bahan yang akan diperoleh, (ekstrak),
melainkan mula-mula hanya terjadi pengumpulan ekstrak (dalam pelarut).
Suatu proses ekstraksi biasanya melibatkan tahap-tahap berikut ini:
• Mencampur bahan ekstraksi dengan pelarut dan membiarkannya
saling berkontak. Dalam hal ini terjadi perpindahan massa dengan
cara difusi pada bidang antarmuka bahan ekstraksi dan pelarut.
Dengan demikian tejadi ekstraksi yang sebenarnya, yaitu pelarutan
ekstrak.
• Memisahkan larutan ekstrak dari rafinat, kebanyakan dengan cara
penjernihan atau filtrasi.
• Mengisolasi ekstrak dari laratan ekstrak dan mendapatkan kembali
pelarut, umumnya dilakukan dengan menguapkan pelarut. Dalam
hal-hal tertentu, larutan ekstrak dapat langsung diolah lebit lanjut
atau diolah setelah dipekatkan,
Seringkali juga diperlukan tahap-tahap lainnya. Pada ekstraksi padat-cair
misaInya, dapat dilakukan pra-pengolahan (pengecilan) bahan ekstraksi
atau pengolahan lanjut dari ratmat (dengan tujuan mendapatkan kembali
sisa-sisa pelarut).
262

4.8.3. Penyiapan bahan yang akan diekstrak dan plarut
• Selektivitas
Pelarat hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan
komponen-komponen lain dari bahan ekstraksi. Dalam praktek,
terutama pada ekstraksi bahan-bahan alami, sering juga bahan lain
(misalnya lemak, resin) ikut dibebaskan bersama-sama dengan ekstrak
yang diinginkan. Dalam hal itu larutan ekstrak tercemar yang diperoleh
harus dibersihkan, yaitu misalnya diekstraksi lagi dengan menggunakan
pelarut kedua.
• Kelarutan
Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang
besar (kebutuhan pelarut lebih sedikit).
• Kemampuan tidak saling bercampur
Pada ekstraksi cair-cair, pelarut tidak boleh (atau hanya secara
terbatas) larut dalam bahan ekstraksi.
• Kerapatan
Terutama pada ekstraksi cair-cair, sedapat mungkin terdapat perbedaan
kerapatan yang besar antara pelarut dan bahan ekstraksi. Hal ini
dimaksudkan agar kedua fasa dapat dengan mudah dipisahkan kembali
setelah pencampuran (pemisahan dengan gaya berat). Bila beda
kerapatannya kecil, seringkali pemisahan harus dilakukan dengan
menggunakan gaya sentrifugal (misalnya dalam ekstraktor sentrifugal).
• Reaktivitas
Pada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara
kimia pada komponenkornponen bahan ekstarksi. Sebaliknya, dalam
hal-hal tertentu diperlukan adanya reaksi kimia (misalnya pembentukan
garam) untuk mendapatkan selektivitas yang tinggi. Seringkali Ekstraksi
juga disertai dengan reaksi kimia. Dalam hal ini bahan yang akan
dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan.
263

• Titik didih
Karena ekstrak dan pelarut biasanya harus dipisahkan dengan cara
penguapan, destilasi atau rektifikasi, maka titik didit kedua bahan itu
tidak boleh terlalu dekat, dan keduanya tidak membentuk ascotrop.
Ditinjau dari segi ekonomi, akan menguntungkan jika pada proses
ekstraksi titik didih pelarut tidak terlalu tinggi (seperti juga halnya
dengan panas penguapan yang rendah).
• Kriteria yang lain
Pelarut sedapat mungkin harus
o Murah
o Tersedia dalam jumlah besar - tidak beracun
o Tidak dapat terbakar
o Tidak eksplosif bila bercampur dengan udara - tidak korosif
o Tidak menyebabkan terbentuknya emulsi - memiliki viskositas yang
rendah
o Stabil secara kimia dan termis.
Karena hampir tidak ada pelarut yang memenuhi semua syarat di atas,
maka untuk setiap proses ekstraksi harus dicari pelarut yang paling sesuai.
Beberapa pelarut yang terpenting adalah: air, asam-asam. organik
dan anorganik, hidrokarbon jenuh, toluen, karbon disulfit, eter, aseton,
hidrokarbon yang mengandung chlor, isopropanol, etanol.
Dengan sangat menyederhanakan proses yang berlangsung pada ekstraksi,
performansi ekstraksi (atau kecepatan ekstraksi) dapat dinyatakan dengan:
Kuantitas Gaya Pendorong . Luas Permukaan
=
Waktu Tahanan
Gaya pendorong pada ekstraksi adalah perbedaan,konsentrasi
ekstrak di dalam bahan ekstraksi dan pelarut. Gaya ini sedapat mungkin
besar. Untuk mencapainya, yang paling baik adalah dengan menggunakan
pelanit segar yaitu yang tidak mengandung ekstrak, atau dengan segera
mengeluarkan larutan ekstrak dari permukaan perpindahan.
264

Dengan satu tahap ekstraksi tunggal, yaitu mencampur bahan
ekstraksi dengan pelarut satu kali, umumnya tidak mungkin seluruh ekstrak
terlarutkan. Hal ini disebabkan adanya kesetimbangan antara ekstrak yang
terlarutkan dan ekstrak yang masih tertinggal dalam bahan ekstraksi (hukum
distribusi). Pelarutan lebih lanjut hanya mungkin dengan cara memisahkan
larutan ekstrak dari bahan ekstraksi dan mencampurkan bahan ekstraksi
tersebut dengan pelarut yang baru. Proses ini harus dilakukan
berulang-ulang, hingga derajat ekstraksi yang diharapkan (atau konsentrasi
ekstrak dalam rafinat yang diizinkan) tercapai.
Ekstraksi akan lebih menguntungkan jika dilaksanakan dalam jumlah
tahap yang banyak. Setiap tahap menggunakan pelarut yang sedikit.
Kerugiannya adalah: konsentrasi larutan ekstrak makin lama makin rendah,
dan jurnlah total pelarut yang dibutuhkan menjadi besar, sehingga untuk
mendapatIcan pelarut kembali biayanya menjadi mahal.
Yang lebih ekonomis adalah menggunakan proses dengan aliran
yang berlawanan. Dalam hal ini bahan ekstraksi mula-mula dikontakkan
dengan pelarut yang sudah mengandung ekstrak (larutan ekstrak), dan baru
pada tahap akhir proses dikontakkan dengan pelarut yang segar. Operasi
dapat dilakukan baik secara tak kontinu ataupun kontinu. Dengan metode ini
pelarut dapat dihemat dan konsentrasi larutan ekstrak yang lebih tinggi
dapat diperoleh. Meskipun demikian, perbedaan konsentrasi yang cukup
besar yang merupakan gaya pendorong untuk unjuk keda ekstraksi yang
tinggi masih dapat dipertahankan.
Permukaan, yaitu bidang antarmuka untuk perpindahan massa
antara bahan ekstraksi dan pelarut, harus sebesar mungkin. Pada ekstraksi
padat-cair hal tersebut dapat dicapai dengan memperkecil ukuran bahan
ekstraksi, dan pada ekstraksi cair-cair dengan mencerai-beraikan. salah
satu cairan menjadi tetes-tetes (dengan bantuan perkakas pengaduk).
Tahanan yang menghambat pelarutan ekstrak sedapat mungkin
bernilai kecil. Tahanan tersebut terutama tergantung pada ukuran dan sifat
partikel dari bahan ekstraksi. Semakin kecil partikel ini, semakin pendek
jalan yang harus ditempuh pada perpindahan massa dengan caradifusi,
sehingga sernakin rendah tahanannya. Pada ekstraksi bahan padat,
tahanan semakin besar jika kapiler-kapiler bahan padat semakin halus dan
jika ekstrak semakin terbungkus didalam sel (misalnyapada bahan-bahan
alami). Di samping faktor-faktor di atas, suhu juga seringkali memainkan
peranan penting dalam unjuk keda ekstraksi. Semakin tinggi suhu, semakin
265

kecil viskositas fasa cair dan semakin besar kelarutan ekstrak dalam pelarut.
Selain itu kecenderungan, pembentukan emulsi berkurang pada suhu yang
tinggi.
4.8.4. Pelaksanaan Proses Ekstrasksi
A. Ekstraksi padat-cair
Pada ekstraksi padat-cair, satu atau beberapa kornponen yang
dapat larut dipisalikan dari bahan padat dengan bantuan pelarut. Proses
ini digunakan secara teknis dalam skala besar terutama di bidang
industri bahan alami dan makanan, misalnyauntuk memperoleh :
• Bahan-bahan aktif dari tumbuhan atau organ – organ binatang untuk
keperluan farmasi
• Gula dari umbi
• Minyak dari biji-bijian
• Kopi dari biji kopi
Pengambilan garam-garam logam dari pasir besi adalah juga
ekstraksi padat-cair (disebut leaching). Proses ini merupakan ekstraksi
yang digabungkan dengan reaksi kimia. Dalam hal ini ekstrak, dengan
bantuan suatu asam anorganik misaInya, dikonversikan terlebih dahulu
ke dalam bentuk yang larut. Pembilasan filter dan pelarutan pada proses
rekristalisasi bahan padat juga dianggap sebagai ekstraksi padat-cair
dalam arti yang luas. Ekstrak yang akan dipisahkan, berbentuk padat
diuapkan atau cair, dapat terkurung dalam bahan ekstraksi atau berada
dalam sel-sel (khususnya pada bahan-bahari nabati dan hewani). Dalam
keadaan-keadaan tersebut bahan ekstraksi bukan merupakan substansi
yang homogen, melainkan berpori dan berkapiler banyak.
Pada ekstraksi, yaitu ketika bahan ekstraksi dicampur dengan
pelarut, maka pelartit menembus kapiler-kapiler dalam bahan padat dan
melarutkan ekstrak. Larutan ekstrak dengan konsentrasi yang tinggi
terbentuk di bagian dalam bahan ekstraksi. Dengan cara difusi akan
tedadi kesetimbangan konsentrasi antara larutan tersebut dengan
larutan di luar bahan padat.
Karena adanya gaya adhesi setelah pemisahan larutan ekstrak,
akan selalu tertinggal larutan ektrak dalam kuantitas tertentu di dalam
266

bahan ekstraksi. Untuk memperoleh efisiensi yang tinggi pada tiap tahap
ekstraksi, perlu diusahakan agar kuantitas cairan yang tertinggal sekecil
mungkin. Biasanya hal ini dapat dilakukan dengan membiarkannya
menetes keluar arang dengan cara penekanan atau sentrifugasi). Ka-
rena alasan ekonomi dan pelestarian lingkungan, seringkali sisa pelarut
yang tertinggal dalam rafinat dipisahkan (misalnya dengan pemanasan
langsung menggunakan kukus) dan diambil kembali pada akhir proses
ekstraksi. Untuk mencapai unjuk keda ekstraksi atau kecepatan
ekstraksi yang tinggi pada ekstraksi padat-cair, syarat-syarat berikut
harus dipenuhi:
o Karena perpindahan massa berlangsung pada bidang kontak antara
fasa padat dan fasa cair, maka bahan itu perlu sekali memiliki per-
mukaan yang seluas mungkin. Ini dapat dicapai dengan rnemperkecil
ukuran bahan ekstraksi. Dalam hal itu lintasan-lintasan kapiler, yang
harus dilewati dengan cara difusi, menjadi lebih pendek sehingga
mengurangi tahanannya. Pada ekstrak terkurung dalarn sel-sel
seringkali perlu dibentuk kontak langsung dengan pelarut melalui
dinding sel yang dipecahkan. Pemecahan dapat dilakukan misalnya
dengan menekan atau menggerus bahan ekstraksi.Untuk alat-alat
ekstraksi tertentu harus dijaga agar pada pengecilan bahan
ekstraksi, ukuran partikel yang diperoleh tidak menjadi terlalu kecil.
Bila hal itu terjadi, tidak dapat dipastikan bahwa bahan ekstraksi
cukup permeabel untuk pelarut.
o Kecepatan alir pelarut, sedapat mungkin besar dibandingkan dengan
laju alir bahan ekstraksi, agar ekstrak yang terlarut dapat segera
diangkut keluar dari permukaan bahan padat. Tergantung pada jenis
ekstraktor yang digunakan, hal tersebut dapat dicapai baik dengan
pengadukan secara turbulen, atau dengan pemberian laju alir pelarut
yang tinggi
Suhu yang lebih tinggi (viskositas pelarut lebih rendah, kelarutan
ekstrak lebih besar) pada umumnya menguntungkan untuk kerja
ekstraksi.
Alat-alat ekstraksi tak kontinu dan kontinu berikut ini biasanya
merupakan bagian dari suatu instalasi lengkap, yang misalnya terdiri
atas.
o Alat untuk pengolahan awal (pengecilan ukuran, pengeringan) bahan
ekstraksi
267

o Ekstraktor yang sebenamya
o Perlengkapan untuk memisahkan (dengan penjernihan atau
penyaringan) larutan ekstrak dari rafinat (seringkali menyatu dengan
ekstraktor)
o Peralatan untuk mengisolasi ekstrak atau meningkatkan konsentrasi
larutan ekstrak dan memperoleh kembali pelarut (dengan cara
penguapan).
B. Ekstraksi padat-cair tak kontinu
Dalam hal yang paling sederhana bahan ekstraksi padat dicampur
beberapa kali dengan pelarut segar di dalam sebuah tangki
pengaduk. Larutan ekstrak yang terbentuk setiap kali dipisahkan
dengan cara penjernihan (pengaruh gaya berat) atau penyaringan
(dalam sebuag alat yang dihubungkan dengan ekstraktor). Proses ini
tidak begitu ekonomis, digunakan misalnya di tempat yang tidak
tersedia ekstraktor khusus atau bahan ekstraksi tersedia dalam
bentuk serbuk sangat halus, sehingga karena bahaya penyumbatan,
ekstraktor lain tidak mungkin digunakan.
Ekstraktor yang sebenamya adalah tangki-tangki dengan pelat ayak
yang dipasang di dalamnya. Pada alat ini bahan ekstraksi diletakkan
diatas pelat ayak horisontal. Dengan bantuan suatu distributor,
pelarut dialirkan dari atas ke bawah. Dengan perkakas pengaduk (di
atas pelat ayak) yang dapat dinaikturunkan, pencampuran seringkali
dapat disempurnakan, atau rafinat dapat dikeluarkan dari tangki
setelah berakhirnya ekstraksi. Ekstraktor semacarn ini hanya sesuai
untuk bahan padat dengan partikel yang tidak terlalu halus.
Yang lebih ekonomis lagi adalah penggabungan beberapa ekstraktor
yang dipasang seri dan aliran bahan ekstraksi berlawanan dengan aliran
pelarut. Dalam hal ini pelarut dimasukkan kedalam ekstraktor yang berisi
campuran yang telah mengalami proses ekstraksi paling banyak. Pada
setiap ekstraktor yang dilewati, pelarut semakin diperkaya oleh ekstrak.
Pelarut akan dikeluarkan dalam konsentrasi tinggi dari ekstraktor yang
berisi campuran yang mengalami proses ekstraksi paling sedikit. Dengan
operasi ini pemakaian pelarut lebih sedikit dan konsentrasi akhir dari
larutan ekstrak lebih tinggi.
268

Cara lain ialah dengan mengalirkan larutan ekstrak yang keluar dari
pelat ayak ke sebuah ketel destilasi, menguapkan pelarut di situ,
menggabungkannya dalam sebuah kondenser dan segera
mengalirkannya kembali ke ekstraktor untuk dicampur dengan bahan
ekstraksi. Dalam ketel destilasi konsentrasi larutan ekstrak terus
menerus meningkat. Dengan metode ini jumlah total pelarut yang
diperlukan relatif kecil. Meskipun demikian, selalu terdapat perbedaan
konsentrasi ekstrak yang maksimal antara bahan ekstraksi dan pelarut.
Kerugiannya, adalah pemakaian banyak energi karena pelarut harus di-
uapkan secara terus menerus.
Pada ekstraksi bahan-bahan yang peka terhadap suhu terdapat sebuah
bak penampung sebagai pengganti ketel destilasi. Dari bak tersebut la-
rutan ekstrak dialirkan ke dalam alat penguap vakum (misalnya alat
penguap pipa atau film). Uap pelarut yang terbentuk kemudian dikonden-
sasikan, pelarut didinginkan dan dialirkan kembali ke dalam ekstraktor
dalam keadaan dingin.
C. Ekstraksi padat-cair kontinyu
Cara kedua ekstraktor ini serupa dengan ekstraktor-ekstraktor
yang dipasang seri, tetapi pengisian, pengumpanan pelarut dan juga
pengosongan berlangsung secara otomatik penuh dan terjadi dalam
sebuah alat yang sama. Oleh Pengumpanan karena itu dapat diperoleh
output yang lebih besar dengan jumlah kerepotan yang lebih sedikit.
Tetapi karena biaya untuk peralatannya besar, ekstraktor semacam itu
kebanyakan hanya digunakan untuk bahan ekstraksi yang tersedia
dalam kuantitas besar (misalnya biji-bijian minyak, tumbuhan). Dari
beraneka ragarn konstruksi alat ini, berikut akan di bahas ekstraktor
keranjang (bucket-wheel extractor) dan ekstraktor sabuk (belt extractor).
Ekstraktor keranjang
Pada ekstraktor keranjang (keranjang putar rotary extractor), bahan
ekstraksi terus menerus dimasukkan ke dalam sel-sel yang berbentuk
juring (sektor) dari sebuah rotor yang berputar lambat mengelilingi poros.
Bagian bawah sel-sel ditutup oleh sebuah pelat ayak. Selama satu
putaran, bahan padat dibasahi dari arah berlawanan oleh pelarut atau
larutan ekstrak yang konsentrasinya meningkat. Pelarut atau larutan
269

tersebut dipompa dari sel ke sel dan disiramkan ke atas bahan padat.
Akhirnya, bahan dikeluarkan dan keseluruhan proses ini berlangsung
secara otomatik.
Ekstraktor sabuk
Pada ekstraktor ini, bahan ekstraksi diumpankan secara kontinu di atas
sabuk ayak yang melingkar. Di sepanjang sabuk bahan dibasahi oleh
pelarut atau larutan ekstrak dengan konsentrasi yang meningkat dan
arah aliran berlawanan. Setelah itu bahan dikeluarkan dari ekstrakor.
D. Ekstraksi cair-cair
Pada ekstraksi cair-cair, satu komponen bahan atau lebih dari
suatu campuran dipisahkan dengan bantuan pelarut.
Proses ini digunakan secara teknis dalam skala besar misalnya untuk
memperoleh vitamin, antibiotika, bahan-bahan penyedap, produk-
produk minyak bumi dan garam-garam. logam. Proses inipun digunakan
untuk membersihkan air limbah dan larutan ekstrak hasil ekstraksi padat
cair. Ekstraksi cair-cair terutama digunakan, bila pemisahan campuran
dengan cara destilasi tidak mungkin dilakukan (misalnya karena pem-
bentukan aseotrop atau karena kepekaannya terhadap panas) atau tidak
ekonomis.
Seperti ekstraksi padat-cair, ekstraksi cair-cair selalu terdiri atas
sedikitnya dua tahap, yaltu pencampuran secara intensif bahan ekstraksi
dengan pelarut, dan pemisahan kedua fasa cair itu sesempurna
mungkin.
Pada saat pencampuran terjadi perpindahan massa, yaitu ekstrak
meninggalkan pelarut yang pertarna (media pembawa) dan masuk ke
dalam pelarut kedua (media ekstraksi). Sebagai syarat ekstraksi ini,
bahan ekstraksi dan pelarut tidak. saling melarut (atau hanya dalam
daerah yang sempit). Agar terjadi perpindahan masa yang baik yang
berarti performansi ekstraksi yang besar haruslah diusahakan agar
terjadi bidang kontak yang seluas mungkin di antara kedua cairan
tersebut. Untuk itu salah satu cairan distribusikan menjadi tetes-tetes
kecil (misalnya dengan bantuan perkakas pengaduk). Tentu saja
pendistribusian ini tidak boleh terlalu jauh, karena akan menyebabkan
terbentuknya emulsi (lihat 5150) yang tidak dapat lagi atau sukar sekali
270

dipisah. Turbulensi pada saat mencampur tidak perlu terlalu besar. Yang
penting perbedaan konsentrasi sebagai gaya penggerak pada bidang
batas tetap ada. Hal ini berarti bahwa bahan yang telah terlarutkan
sedapat mungkin segera disingkirkan dari bidang batas.
Pada saat pemisahan, cairan yang telah terdistribusi menjadi tetes-tetes
hanis menyatu kembali menjadi sebuah fasa homogen dan berdasarkan
perbedaan kerapatan yang cukup besar dapat dipisahkan dari cairan
yang lain. Kecepatan Pembentukan fasa homogen ikut menentukan
output sebuah ekstraktor cair-cair. Kuantitas pemisahan persatuan waktu
dalam hal ini semakin besar jika permukaan lapisan antar fasa di dalam
alat semakin luas.
Sama haInya seperti pada ekstraksi padat-cair, alat ekstraksi tak kontinu
dan kontinu yang akan dibahas berikut ini seringkali merupakan bagian
dari suatu instalasi lengkap. Instalasi tersebut biasanya terdiri atas
ekstraktor yang sebenarnya (dengan zone-zone pencampuran dan pemi-
sahan) dan sebuah peralatan yang dihubungkan di belakangnya
(misalnya alat penguap, kolom rektifikasi) untuk mengisolasi ekstrak atau
memekatkan larutan ekstrak dan mengambil kembali pelarut
E Ekstraktor cair-cair tak kontinu
- Dalam hal yang paling sederhana, bahan ekstraksi. Yang cair
dicampur berulangkali dengan pelarut segar dalam sebuah tangki
pengaduk (sebaiknya dengan saluran keluar di bagian bawah).
Larutan ekstrak yang dihasilkan setiap kali dipisahkan dengan cara
penjernihan (pengaruh gaya berat).
- Yang konstruksinya lebih menguntungkan bagi proses pencampuran
dan pernisahan adalah tangki yang bagian bawalmya runcing (yang
dilengkapi dengan perkakas pengaduk, penyalur bawah, maupun
kaca Intip yang tersebar pada seluruh ketinggiannya).
Alat tak kontinu yang sederhana seperti itu digunakan misalnya
untuk mengolah bahan dalam jurnlah kecil, atau bila hanya sekali-sekali
dilakukan ekstraksi.
Untuk Pemisahan Yang dapat dipercaya antara fasa berat dan fasa
ringan, sedikit-sedikitnya djperlukan sebuah kaca intip pada saluran
keluar di bagian bawah tangki ekstraksi. Selain itu penurunan lapisan
antar fasa seringkali dikontrol secara elektronik (dengan perantaraart
alat ukur konduktivitas), secara optik (dengan bantuan detektor cahaya
271

hatas) atau secara mckanik (dengan pelampung atau benda apung).
Peralatan ini mudah digabungkan dengan komponen pemblokir dan
perlengkapan alarm, yang akan menghentikan aliran keluar dan/atau
memberikan alarm, segera setelah lapisan tersebut melampaui
kedudukan tertentu. Agar fasa ringan (yang kebanyakan terdiri atas
pelarut organik) tidak masuk ke dalam saluran pembuangan air,
pencegahan yang lebih baik dapat dilakukan dengan memasang bak
penampung (bak penyangga) dibelakang ekstraktor.
F. Ekstraktor cair-cair kontinu
Operasi kontinu pada ekstraksi cair-cair dapat dilaksanakan
dengan sederhana, karena tidak saja pelarut, melainkan juga bahan
ekstraksi cair secara mudah dapat dialirkan dengan bantuan pompa.
Dalam hal ini bahan ekstraksi berulang kali dicampur dengan pelarut
atau larutan ekstrak dalam arah berlawanan yang konsentrasinya
senantiasa meningkat. Setiap kali kedua.fasa dipisalikan dengan cara
penjernihan. Bahan ekstraksi dan pelarut terus menerus diumpankan ke
dalam alat, sedangkan rafinat dan larutan ekstrak dikeluarkan secara
kontinu. Ekstraktor yang paling sering digunakan adalah kolom-kolom
ekstraksi, di samping itu juga digunakan perangkat pencampur-pemisah
(mixer settler). Alat-alat ini terutama digunakan bila bahan ekstraksi yang
harus dipisahkan berada dalam kuantitas yang besar, atau bila bahan
tersebut diperoleh dari proses-proses sebelumnya secara terus
menerus.
4.8.5. Kolom ekstraksi
Serupa seperti yang telah dikenal pada kolom rektifikasi atau sorpsi,
dalam sebuah kolom ekstraksi vertikal bahan ekstraksi cair dan pelarut
saling dikontakkan dengan arah aliran yang berlawanan. Dengan bantuan
pompa, cairan yang lebih ringan dimasukkan dari bagian bawah, dan cairan
yang lebih berat dari bagian atas kolom secara terus menerus.
Di dalam kolom berulangkali terjadi proses yang sarna, yaitu pencampuran
yang intensif antara. kedua cairan agar tejadi perpindahan massa. Peristiwa
itu sedapat mungkin diikuti dengan pemisahan yang sempurna dari kedua
fasa. Namun di dalam kolom, proses ini dan tahap ekstraksi seringkah tidak
lagi dapat dibedakan.
272

Bidang batas antara fasa berat dan fasa ringan terdapat pada ujung
atas atau ujung bawah kolorn (diketahui melalui percobaan). Kedudukannya
dipertahankan konstan oleh sebuah pengatur tinggi permukaan, yang
mengendalikan pembuangan fasa berat.
Beberapa cara dapat dilakukan untuk mengintensifkan perpindahan
massa antara bahan ekstraksi dan pelarut (atau larutan ekstrak dengan
konsentrasi yang meningkat). Pada dasamya dapat dibedakan antara kolom
dengan perlengkapan dalam yang tak bergerak dan kolom dengan
perlengkapan dalarn yang dapat digerakkan. Dalam kolom dengan,
perlengkapan dalam yang tak bergerak (misalnya kolorn semprot, kolom
pelat ayak dan kolom benda pengisi), perpindahan massa berlangsung
relatif lambat. Sebaliknya dalam kolom dengan perlengkapan dalam yang
berdenyut atau berputar, perpindahan massa berlangsung lebih cepat,
karena sarana pembantu mekanik yang ditempatkan di dalam kolom selalu
menciptakan bidang antar muka yang baru lagi untuk perpindahan massa.
Biasanya perbandingan optimal antara intensitas pencampuran dan laju alir
atau juga performansi ekstraksi hanya dapat ditentukan melalui
percobaan-percobaan. Berlawanan misalnyadengan perangkat
pencampuran-pemisah, pada kolom. ekstraksi seringkali terdapat bahaya
pencampuran balik (back mixing), yaitu ikut terbawanya partikel-partikel fasa
berat ke atas atau partikel-partikel fasa ringan ke bawah. Hal ini terutama
terjadi jika proses pencampuran dilaksanakan secara terlalu intensif
Dalam hal-hal tertentu kolom ekstraksi juga diapit dengan dua jenis pelarut,
yaitu untuk memisahkan dua komponen yang berbeda dari suatu bahan
ekstraksi. Secara kontinu pelarut yang satu dimasukkan di ujung atas kolom.
4.8.6. Pengeluaran Ekstraksi
Proses ekstraksi biasanya menyangkut : a) ekstraksi cair-cair, b)
mendapatkan pelarut kembali), c) raffinate desolventizing (penghilangan/
pengambilan pelarut pada rafinat), d) pengeluaran ekstraksi.
Sebuah contoh proses ekstraksi cair-cair dengan biaya yang ekonomis
adalah mendapatkan asam asetat dari air dengan menggunakan etil eter
atau etill asetat. Pelarut didapatkan kembali dengan distilasi dan rafinat
dimurnikan dari pelarutnya dengan distilasi uap. Dalam beberapa hal pelarut
yang dipakai mempunyai titik didih yang lebih tinggi daripada larutan.
273

Contoh lain :
1. Pemisahan aromatik dari minyak kerosen untuk meningkatkan daya
bakarnya dan pemisahan aromatik dari parafin dan zat naphthenic untuk
meningkatkan karakteristik suhu-viskositas pada sifat gesekan minyak.
2. Untuk mendapatkan zat yang sangat murni seperti benzen, toluen, dan
xylen dari sifat katalitik yang didapatkan dari industri minyak.
3. Produksi asam asetat arhidorus.
4. Pada pemurnian penicillin.
Hal yang baru dan sangat canggih adalah proses ekstraksi cair pada proses
metalurgi. Contohnya adalah pemurnian bahan bakar uranium dan untuk
mendapatkan kembali bahan bakar sisa pada industri tenaga nuklir dengan
metode ekstraksi.
Pada praktiknya, ekstraksi mengangkut operasi fisik, seperti yang dijelaskan
di atas, atau operasi kimia. Operasi kimia dapat dikelompokkan oleh
Hanson, sebagai berikut :
1. yang menyangkut perpindahan kation, misalnya ekstraksi logam dengan
asam karboksilat akan mendapat ekstrak logam.
2. yang menyangkut perpindahan anion, misalnya ekstraksi anion yang
menyangkut metal dengan amin akan mendapat ekstraksi metal.
3. yang menyangkut pembentukan zat additif, misalnya ekstraksi pada zat
neutral organo-phosphorus. Proses yang terkenal pada tipe ini adalah
pemurnian uranium dari nitrat dengan tri-n-butil fosfat akan didapat
ekstrak uranium
Umpan pada proses ekstraksi cair-cair adalah larutan yang berisi
komponenkomponen yang akan dipisahkan. Komponen yang lebih banyak
jumlahnya di dalam umpan disebut sebagai larutan umpan. Komponen yang
lebih sedikit jumlahnya dinamakan zat terlarut. Pelarut pengekstrak atau
hanya pelarut saja, adalah cairan yang tidak mudah larut yang ditambahkan
ke dalam proses untuk mengekstrak larutan umpan. Fasa campuran yang
meninggalkan pengontakan antar cairan adalah ekstrak. Ekstrak ini dapat
dikeluarkan dari kolom ekstrasksi. Rafinat adalah fasa cair yang tertinggal
dari umpan sesudah dikontakkan dengan fasa kedua. Larutan pencuci
adalah cairan yang ditambahkan pada proses pemisahan untuk mencuci
atau memurnikan larutan pada fasa ekstrak.
274

4.8.7. Merawat Peralatan Ekstraksi
Perawatan peralatan untuk proses ekstraksi akan dipengaruhi oleh
beberapa faktor yang berhubungan dengan laju ekstraksi. Jika difusi dari
cairan yang akan diambil (solute) pada partikel padat adalah faktor yang
mengendalikan, partikel seharusnya kecil, sehingga jarak zat terlarut untuk
berdifusi menjadi kecil.
Hal yang perlu diperhatikan ada 4 faktor.
1. Ukuran partikel
Ukuran partikel mempengaruhi laju ekstraksi dalam beberapa hal.
Semakin kecil ukurannya, semakin besar luas permukaan antara padat
& cair; sehingga laju perpindahannya menjadi semakin besar. Dengan
kata lain, jarak untuk berdifusi yang dialami oleh zat terlarut dalam
padatan adalah kecil.
2. Zat pelarut
Larutan yang akan dipakai sebagai zat pelarut seharusnya merupakan
pelarut pilihan yang terbaik dan viskositasnya harus cukup rendah agar
dapat bersirkulasi dengan mudah. Biasanya, zat pelarut murni akan
dipakai pada awalnya, tetapi setelah proses ekstraksi berakhir,
konsentrasi zat terlarut akan naik dan laju ekstraksinya turun, pertama
karena gradien konsentrasi akan berkurang dan kedua karena zat
terlarutnya menjadi lebih kental.
3. Temperatur
Dalam banyak hal, kelarutan zat terlarut (pada partikel yang diekstraksi)
di dalam pelarut akan naik bersamaan dengan kenaikan temperatur
untuk memberikan laju ekstraksi yang lebih tinggi.
4. Pengadukan fluida
Pengadukan pada zat pelarut adaiah panting karena akan menaikkan
proses difusi, sehingga menaikkan perpindahan material dari permukaan
partikel ke zat pelarut.
Perawatan peralatan untuk \"leaching\"
Ada tiga proses yang perlu diperhatikan pada saat perawatan peralatan
leaching terjadi, yaitu:
1. Pelarutan antara zat pelarut dengan zat terlarut
2. Pemisahan zat terlarut dari padatannya
275

3. Pencucian padatan untuk memisahkan zat-zat yang tidak diinginkan atau
untuk memperoleh hasil sebanyak mungkin
Dahulu proses batch (perhatian) sering dilakukan, tetapi sekarang proses
secara kontinyu mulai banyak dikembangkan. Tipe peralatan akan sangat
bergantung kepada sifat dari padatan, apakah granular atau cellular dan
apakah partikel kasar atau halus. Beda antara padatan kasar dan halus
adalah padatan kasar mempunyai laju pengendapan yang besar, sehingga
cepat dipisahkan dad cairannya, sedangkan yang halus hanya dapat
dilakukan dengan bantuan pengadukan.
Contoh ekstraksi dengan padatan berbentuk cellular adalah ekstraksi pada
biji kacang. Biji kacang berisi sekitar 15% minyak dan sebagai pelarut sering
dipakai fraksi petroleum ringan. Trikloroetilen dan aseton atau eter juga
sering digunakan sebagai pelarut jika padatan sangat basah Contoh
peralatan yang dipakai adalah Bollmann ekstraktor.
Untuk leaching dengan padatan yang kasar serubg digunakan peralatan
Dorr classifier. Padatan dimasukkan dekat pada dasar tangki yang miring
dan secara perlahan bergerak ke atas. Zat pelarut dituangkan dari atas dan
mengalir berlawanan arah dengan padatan dan melewati bafle sebelum
keluar. Jika padatan kasar dapat di-leaching dengan mengalirkan pelarut ke
materialnya, maka padatan halus akan menemui kesulitan pada saat
menggerakkan padatan ke atas. Partikel yang kurang dari 200 mesh (0,075
mm) akan bersuspensi jika ada pengadukan dan karena luas permukaan
totainya besar, maka ekstraksi yang seperti ini akan memakan waktu yang
lama.
Karena laju pengendapan dari partikel adalah rendah dan permukaannya
luas, pemisahan dan operasi pencucian menjadi lebih sukar pada padatan
halus daripada padatan kasar. Pengadukan dapat dipakai dengan
menggunakan pengaduk mekanis atau dengan udara tekan. Pengaduk
biasanya diletakkan di tengah tabung dan dikelilingi oleh lempengan besi,
sehingga cairan dapat terangkat naik kemudian turun setelah keluar dari
lempeng besi.
Contoh peralatan yang menggunakan udara tekan untuk pengadukan
adalah Pachuca Tank. Ini adalah tangki silinder dengan dasar berbentuk
276

kerucut dilengkapi dengan pipa di tengah untuk udara tekan. Sirkulasi
secara kontinyu akan didapat dengan pipa tersebut berlaku sebagai udara
pengangkat. Penambahan jet udara dilakukan untuk mencegah adanya
material yang mengendap.
4.9. FILTRASI
4.9.1. Pendahuluan
Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan
melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, dimana zat padat
itu tertahan. Pada industri, filtrasi ini meliputi ragam operasi mulai dari
penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang
difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari saringan
mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru limbah
padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang.
Seringkali umpan dimodifikasi melalui beberapa pengolahan awal untuk
meningkatkan laju filtrasi, misal dengan pemanasan, kristalisasi, atau
memasang peralatan tambahan pada penyaring seperti selulosa atau tanah
diatomae. Oleh karena varietas dari material yang harus disaring beragam
dan kondisi proses yang berbeda, banyak jenis penyaring telah
dikembangkan.
4.9.2. Filtrasi skala laboratorium
Filtrasi digunakan untuk memisahkan campuran heterogen zat padat
yang tidak larut dalam cairan. Penyaringan menggunakan kertas saring,
hasil saringan disebut filtrat.
Kertas saring
Corong pemisah
Staty
Filtrat
Gambar 4.80: Penyaringan dengan kertas saring
277

4.9.3. Pemeriksaan Filtrasi skala pilot plan/industri sebelum
pengoperasian
Sebelum peralatan filtrasi digunakan harus diperiksa dahulu supaya
tidak terjadi hal-hal yang tidak diinginkan pada waktu beroperasi, misalnya
penyaring tidak berfungsi secara optimum. Fluida mengalir melalui media
penyaring karena adanya perbedaan tekanan yang melalui media tersebut.
Pemeriksaan penyaring dilakukan agar dapat beroperasi pada:
− Tekanan di atas atmosfer pada bagian atas media penyaring,
− Tekanan operasi pada bagian atas media penyaring,
− Dan vakum pada bagian bawah.
Tekanan di atas atmosfer dapat dilaksanakan dengan gaya gravitasi pada
cairan dalam suatu kolom, dengan menggunakan pompa atau blower, atau
dengan gaya sentrifugal. Dalam suatu penyaring gravitasi media penyaring
bisa jadi tidak lebih baik daripada saringan (screen) kasar atau dengan
unggun partikel kasar seperti pasir. Penyaring gravitasi dibatasi
penggunaannya dalam industri untuk suatu aliran cairan kristal kasar,
penjernihan air minum, dan pengolahan limbah cair. Kebanyakan penyaring
industri adalah penyaring tekan, penyaring vakum, atau pemisah sentrifugal.
Penyaring tersebut beroperasi secara kontinyu atau diskontinyu, tergantung
apakah buangan dari padatan tersaring tunak (steady) atau sebentar-
sebentar. Sebagian besar siklus operasi dari penyaring diskontinyu, aliran
fluida melalui peralatan secara kontinu, tetapi harus dihentikan secara
periodik untuk membuang padatan terakumulasi. Dalam saringan kontinyu
buangan padat atau fluida tidak dihentikan selama peralatan beroperasi.
4.9.4. Pengoperasian Peralatan Filtrasi
A. Filter ampas (cake filter)
Penyaring ampas memisahkan padatan dengan jumlah relatif besar
sebagai suatu kue kristal atau lumpur. Seringkali penyaring ini dilengkapi
peralatan untuk membersihkan cairan dari padatan sebelum dibuang.
Proses pengoperasiannya sebagai berikut :
• Pada permulaan filtrasi pada penyaring kue beberapa partikel padat
memasuki medium pori dan ditahan, tetapi dengan segera mulai
berkumpul di permukaan septum.
278

• Setelah periode awal ini padatan mulai terfiltrasi; padatan tersebut
mulai menebal di permukaan dan harus dibersihkan secara periodik.
Kecuali dilengkapi kantong penyaring untuk pembersih gas,
penyaring umumnya hanya digunakan untuk pemisahan padat-cair.
• Penyaring dapat dioperasikan dengan tekanan di atas atmosfer pada
aliran atas medium penyaring atau tekanan vakum pada aliran
bawah.
B. Mesin Pres Bersaringan (Filter Press)
Suatu mesin pres bersaringan berisi satu set plat yang didesain untuk
menyediakan serangkaian ruang atau kompartemen yang didalamnya
padatan dikumpulkan. Plat-plat tersebut dilingkupi medium penyaring
seperti kanvas. Lumpur dapat mencapai tiap-tiap kompartemen dengan
tekanan tertentu; cairan melalui kanvas dan keluar ke pipa pembuangan,
meninggalkan padatan kue basah dibelakangnya. Plat dari suatu mesin
pres bersaringan dapat berbentuk persegi atau lingkaran, vertikal atau
horizontal. Kebanyakan kompartemen padatan dibentuk dengan
penyelia plat polipropelina cetakan. Dalam desain lain, kompertemen
tersebut dibentuk di dalam cetakan plat berbingkai (plate-and-frame
press), yang didalamnya terdapat plat persegi panjang yang pada satu
sisi dapat diubah-ubah. Pengoperasiannya sebagai berikut :
• Plat dan bingkai dipasang pada posisi vertikal dalam rak logam,
dengan kain melingkupi permukaan setiap plat, dan ditekan dengan
keras bersama dengan memutar skrup hidraulik.
• Lumpur memasuki suatu sisi akhir dari rangkaian plat dan bingkai.
• Lumpur mengalir sepanjang jalur pada satu sudut rangkaian
tersebut.
• Jalur tambahan mengalirkan lumpur dan jalur utama ke dalam setiap
bingkai.
• Padatan akan terendapkan di atas kain yang menutupi permukaan
plat.
• Cairan menembus kain, menuruni jalur pada permukaan plat
(corrugation), dan keluar dari mesin press.
• Setelah merangkai mesin pres, lumpur dimasukkan dengan pompa
atau tangki bertekanan pada tekanan 3 s.d. 10 atm.
279

• Filtrasi dilanjutkan sampai cairan tidak lagi muncul pada keluaran
atau tekanan filtrasi secara tiba-tiba meningkat.
• Hal ini terjadi ketika bingkai penuh padatan atau tidak ada lumpur
lagi yang dapat masuk.
• Jika hal demikian terjadi, mesin pres dapat dikatakan mengalami
kemacetan (jammed). Cairan pencuci mungkin dapat digunakan
untuk membersihkan pengotor yang larut dari padatan., setelah itu
kue dapat ditiup dengan kukus (steam) atau udara untuk
membersihkan cairan yang tersisa.
• Mesin pres kemudian dibuka, dan padatan kue dihilangkan dari
medium penyaring dan dipindahkan ke konveyor atau tempat
penampungan.
• Dalam banyak mesin pres, operasi tersebut dilakukan secara
otomatis.
Gambar 4.81: Mesin Pres Bersaringan (Filter Press)
C. Filter Drum Berputar (Rotary Drum Filter)
Jenis yang paling umum dari penyaring vakum kontinyu adalah penyarin
drum berputar. Pengoperasiannya sebagai berikut :
• Drum berputar dengan arah horizontal pada kecepatan 0.1 s.d. 2
r/min mengaduk lumpur yang melaluinya.
• Medium penyaring, seperti kanvas, melingkupi permukaan dari drum,
sebagian dibenamkan dalam cairan. Di bawah drum utama yang
berputar, terdapat drum yang lebih kecil permukaan padat.
280

• Di antara dua drum tersebut ada ruang tipis berbentuk radial
membagi ruang anular kedalam kompartemen-kompartemen, setiap
kompartemen tersambung dengan pipa internal ke suatu lubang
dalam plat berputar pada rotary valve.
• Vakum dan udara secara bergantian dimasukkan pada tiap-tiap
kompartemen dalam drum berputar.
• Penyaring bergaris-garis menutupi permukaan yang tampak pada
tiap-tiap ruang membentuk suatu pergantian panel.
• Filtrat dan cairan pencuci dialirkan bersama melalui suatu pipa
tercelup; padatan dibuang dengan mengalirkan udara melalui kain
dari tapal diam di dalam drum, menyentuh kain penyaring.
• Perubahan arah secara tajam pada roller mengakibatkan padatan
jatuh terbuang. Kain dicuci dari roller pada bagian bawah drum.
• Cairan pencuci dipercikkan secara langsung pada permukaan
ampas. Jumlah drum yang terendam merupakan suatu variabel.
• Penyaring umpan diposisikan dari dasar beroperasi sekitar 30% dari
daerah penyaringan yang terendam di dalam lumpur.
• Tebal ampas yang terbentuk pada penyaring vakum berputar di
industri adalah 3 s.d.40 mm (1/8 s.d. 1.5 in.).
• Ukuran drum standard bervariasi dari diameter 0.3 m (1 ft) dengan
diameter permukaan 0.3 m, s.d. diameter 3 m (10 ft) dengan
diameter permukaan 4.3 m (14 ft).
Gambar 4.82: Filter Drum Berputar (Rotary Drum Filter)
281

4.9.5. Merawat Peralatan Filtrasi
Perawatan filtrasi harus dirawat secara kontinu agar umur pakai
peralatan menjadi lebih panjang. Langkah-langkah perawatan sebagai
berikut :
- Media penyaring dibersihkan dengan diblower menggunakan udara
sehingga partikel-partikel yang ada di pori-pori penyaring tidak
menempel lagi.
- Kantong penyaring untuk pembersih gas juga dibersihkan adri media
padatan atau partikel.
- Penyaring bercangkang dan berdaun juga dibersihkan dari debu dan
karat sehingga media penyaringan tersebut akan bekerja secara
optimum.
4.10. SUBLIMASI
Sublimasi adalah peristiwa penguapan secara langsung padatan
kristalin ke dalam fasa uap. Contoh klasik sublimasi adalah penguapan
kamfer (kapus barus). Sublimasi dapat digunakan sebagai metode
pemurnian padatan kristalin. Beberapa senyawa kimia dapat menyublim
pada temperatur dan tekanan kamar, namun banyak yang beru dapat
menyublim apabila tekanan diturunkan. Untuk mendapatkan bahan murni,
fasa uap bahan tersublim didinginkan secara perlahan-lahan sehingga
terbentuk kristal.
4.10.1. Pemeriksaan Kondisi Sublimator
Sublimator pada proses sublimasi ini terdiri dari :
- Cawan porselin
- Gelas arloji
- Gelas piala
- Pembakar bunsen
Peralatan tersebut diatas dibersihkan dari kotoran dan zat-zat lain
yang menempel pada gelas arloji dan cawan porselin.
- Pastikan tidak ada air yang menempel pada peralatan tersebut akan
kinerja perubahan tingkat wujud alotropi menjadi maksimum.
282

4.10.2. Proses Sublimasi
Pada umumnya perubahan tingkat wujud berlangsung menurut pola
padat - cair - gas - atau kebalikannya. Ada beberapa zat yang dapat
berubah Iangsung dari keadaan uap ke keadaan padat yang disebut
menyublim. Sifat demikian dimiliki oleh unsur yodium, kamfer, naftalen,
belerang. Zat padat pada umumnya mempunyai bentuk kristal tertentu:
Kubus, heksagonal, rombik, monoklin dan sebagainya. Unsur belerang
dalam suhu biasa berwarna kuning dengan bentuk kristal rombik. Jika
belerang rombik dipanaskan sampai 96° bentuk kristalnya berubah menjadi
monoklin. Jika belerang cair didinginkan tiba-tiba pada 119° terjadi pula
bentuk kristal monoklin (seperti bentuk jarum). Pada pendinginan lebih lanjut
sampai 96° terjadi bentuk rombik. Suhu 96° adalah suhu peralihan.
Peristiwa ini disebut alotropi ialah satu macam zat dalam keadaan
berlainan mempunyai sifat fisik yang berbeda.
Peralatan dan bahan yang dipakai untuk proses sublimasi yodium:
a. Alat-alat yang dipakai
1. cawan porselin
2. gelas arloji
3. tabung reaksi
4. pipet
5. gelas piala
6. kayu kecil/lidi
7. pembakar bunsen
8. kaki tiga dengan kasa asbes.
b. Bahan-bahan yang dipakai :
1. yodium kristal
2. belerang
3. kanji
4. air suling
5. alkohol.
283

Prosedur Proses Sublimasi
Gambar 4.83 : Penyubliman Yodium
• Ambil 1 spatula yodium, letakkan dalam cawan porselin, tutuplah
cawan itu dengan gelas arloji, beri air di atas gelas arloji. Panaskan
dengan api kecil pada pembakar bunsen.
Terjadi perubahan warna uap yodium, uap ini akan menyublim pada
bagian bawah gelas arloji.
• Sebagian dari kristal yodium ini masukkan dalam tabung reaksi,
kemudian tuangi air suling.
• Sebagian yang lain masukkan juga pada tabung reaksi dan tuangi
alkohol.
• Pada dinding luar gelas arloji terdapat hablur-hablur kristal Iodium.
4.10.3. Menangani produk sublimasi
Hasil sublimasi yang telah diperoleh dikumpulkan menggunakan
sendok untuk dibandingkan keuntungan dengan kristal aslinya. Kemudian
dibandingkan, apakah massa Iodium yang tersublimasi massanya sama
dengan produk sublimasi yang dihasilkan. Kemudian dapat dianalisis
apakah semua zat yang menguap tersebut, uapnya dapat menyublim
keseluruhan menjadi kristal-kristal kembali.
284

4.11. EVAPORASI
4.11.1. Operasi Evaporasi
Operasi evaporasi atau penguapan pada dasarnya merupakan
operasi pendidihan khusus, dimana terjadi peristiwa perpindahan panas
dalam cairan mendidih. Tujuan operasi evaporasi adalah untuk memperoleh
larutan pekat dari larutan encer dengan jalan pendidihan dan penguapan.
Yang dimaksud dengan larutan adalah terdiri dari zat terlarut yang tidak
mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap. Pelarutnya dalam
kebanyakan hal adalah air, tetapi dapat juga cairan lain.
Memeriksa kondisi evaporator sebelum dioperasikan :
a. Evaporator sebelum dioperasikan harus diperiksa bagian-bagiannya
agar kinerjanya menjadi optimum.
b. Kondensor diperiksa fungsi kerjanya dengan cara membersihkan ruang
kondensasi.
c. Injeksi uap juga diperiksa apakah pengukur tekanan berfungsi dengan
baik atau tidak.
d. Perangkap uap juga diperiksa jika terjadi kebocoran-keborocan
e. Perangkap tetap dibersihkan dari debu dan kotoran.
4.11.2. Pelaksanaan Proses Evaporasi
Evaporasi dilaksanakan dengan cara menguapkan sebagian dari
pelarut pada titik didihnya, sehingga diperoleh larutan zat cair pekat yang
konsentrasinya lebih tinggi. Uap yang terbentuk pada evaporasi biasanya
hanya terdiri dari satu komponen, dan jika uapnya berupa campuran
umumnya tidak diadakan usaha untuk memisahkan komponen-
komponennya. Dalam evaporasi zat cair pekat merupakan produk yang
dipentingkan, sedangkan uapnya biasanya dikondensasikan dan dibuang.
Disinilah letak perbedaan antara evaporasi dan distilasi.
4.11.3. Pelaporan Proses Evaporasi
Proses evaporasi dengan skala komersial di dalam industri kimia
dilakukan dengan peralatan yang namanya evaporator.
Perlengkapan peralatan :
Evaporator, kondensor, Injeksi uap, perangkap uap, perangkap tetes
Proses evaporasi didokumentasikan dalam lembar pelaporan sesuai data :
- Kerja kondensor
- Kerja injeksi uap
- Kerja perangkap uap
- Kerja perangkap tetes
285

Contoh-contoh Operasi Evaporasi dalam Industri Kimia
- Pemekatan larutan NaOH
- Pemekatan larutan KNO3
- Pemekatan larutan NaCL
- Pemekatan larutan nira dan lain-lain.
Gambar 4.84. Evaporator sederhana
4.12. PENUKAR PANAS
4.12.1. Pendahuluan
Penukar panas atau dalam industri kimia populer dengan istilah
bahasa Inggrisnya, heat exchanger (HE), adalah suatu alat yang
memungkinkan perpindahan panas dan bisa berfungsi sebagai pemanas
maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas dipakai uap lewat
panas (super heated steam) dan air biasa sebagai air pendingin (cooling
water). Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas
antar fluida dapat berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi
karena adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang
memisahkannya maupun keduanya bercampur langsung begitu saja.
Penukar panas sangat luas dipakai dalam industri seperti kilang minyak,
pabrik kimia maupun petrokimia, industri gas alam, refrigerasi, pembangkit
listrik. Salah satu contoh sederhana dari alat penukar panas adalah radiator
mobil di mana cairan pendingin memindahkan panas mesin ke udara
sekitar.
286

4.12.2. Tabung dan Selongsong (Shell and Tube)
Jenis umum dari penukar panas, biasanya digunakan dalam kondisi
tekanan relatif tinggi, yang terdiri dari sebuah selongsong yang didalamnya
disusun suatu anulus dengan rangkaian tertentu (untuk mendapatkan luas
permukaan yang optimal). Fluida mengalir di selongsong maupun di anulus
sehingga terjadi perpindahan panas antar fluida dengan dinding anulus
sebagai perantara. Beberapa jenis rangkaian anulus misalnya; triangular,
segiempat, dll.
Gambar 4.85. Aliran pada alat penukar panas tabung dan selongsong
4.12.3. Jenis Plat
Contoh lainnya adalah penukar panas jenis plat. Alat jenis ini terdiri dari
beberapa plat yang disusun dengan rangkaian tertentu, dan fluida yang
mengalir diantaranya.
4.12.4. Dasar Teori
1. Pengertian Perpindahan Panas
Alat penukar kalor merupakan suatu alat yang menghasilkan
perpindahan panas dari suatu fluida yang temperaturnya lebih tinggi ke
fluida yang temperaturnya lebih rendah. Proses perpindahan panas tersebut
dapat dilakukan secara langsung dan tidak langsung. Maksudnya ialah :
287

a. Alat penukar kalor kontak langsung
Pada alat ini fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan
fluida dingin (tanpa adanya pemisah) dalam suatu bejana atau ruangan.
Misalnya ejector, daerator dan lain-lain.
b. Alat penukar kalor kontak tak langsung
Pada alat ini fluida panas tidak berhubungan langsung (indirect contact)
dengan fluida dingin. Jadi proses perpindahan panasnya itu mempunyai
media perantara, seperti pipa, plat, atau peralatan jenis lainnya.
Misalnya kondensor, ekonomiser air preheater dan lain-lain.
2. Cara-cara Perpindahan Panas
Perpindahan panas dapat didefinisikan sebagai berpindahnya energi
dari satu tempat ke tempatnya sebagai akibat dari perbedaan temperatur
antara tempat-tempat tersebut. Pada umumnya perpindahan panas dapat
berlangsung melalui 3 cara yaitu secara konduksi, konveksi, radiasi. Untuk
alat penukar kalor tipe spiral ini lebih ditekankan pada perpindahan panas
secara konveksi sehingga pembahasannya tidak menjelaskan tentang
perpindahan panas secara konduksi dan radiasi.
Konveksi adalah proses transport energy dengan kerja gabungan
dari konduksi panas, penyimpanan energy dan gerakan mencampur fluida.
Perpindahan panas konveksi menurut cara menggerakkan alirannya
diklasifikasikan dalam konveksi bebas dan konveksi paksa. Dikatakan
sebagai konveksi bebas (free/ natural convection) apabila gerakan
mencampur diakibatkan oleh perbedaan kerapatan massa jenis yang
disebabkan oleh gradien suhu, contohnya gerakan yang terlihat pada air
yang sedang dipanaskan. Sedangkan apabila gerakan fluida disebabkan
kerena adanya energi dari luar seperti pokpa atau kipas maka disebut
sebagai konveksi paksa (forced convection), misalnya pendinginan radiator
dengan udara yang dihembuskan oleh kipas.
Laju perpindahan panas konveksi antara suatu permukaan dan suatu
fluida dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut
Qc = hc.A.dT
Dimana
Qc = Laju perpindahan panas dengan cara konveksi (Watt)
Hc = Koefisien perpindahan panas konveksi (W/m2K)
A = Luas penampang aliran permukaan dan fluida (m2)
dT = Perbedaan suhu antara permukaan dan fluida (K)
288

Keefektifan perpindahan panas dengan cara konveksi tergantung
sebagian besarnya gerakan mencampur fluida. Sehingga studi perpindahan
konveksi didasarkan pada pengetahuan tentang ciri-ciri aliran fluida.
4.12.5. Pemeriksaan Peralatan Penukar Panas
Pada alat penukar kalor ini, kedua fluida mengalir pada dua jalur yang
berbeda dan kedua jalur dipisahkan oleh satu plat. Plat yang digunakan
adalah dari bahan tembaga. Hal ini dengan pertimbangan bahan plat dan
bahan tembaga mempunyai harga konduktivitas (thermal) yang tinggi
sehingga mempunyai kemampuan menghantarkan panas yang baik.
Pemeriksaan dilakukan sebagai berikut :
• Melakukan pemeriksaan pada sekat aliran fluida yang terbuat dari
tembaga, untuk pemeriksaan kebocoran.
• Melakukan pengecekan pada saluran fluida panas dan fluida dingin, jika
ada kotoran yang menyumbat harus dibersihkan terlebih dahulu,
sehingga aliran fluida dapat lancar.
• Kedua jalur plat ini juga harus diperiksa agar terjadi pertukaran panas
antara kedua fluida tersebut agar fluida panas secara optimum akan
mengalami penurunan temperatur sedangkan fluida dingin akan
mengalami kenaikan temperatur.
• Pemeriksaan pendahuluan sangat penting dikarenakan perbedaan
temperatur fluida pada saat masuk dan keluar alat untuk pengambilan
data menghitung q (laju aliran panas) yang terjadi pada alat penukar
kalor, sehingga pemeriksaan pendahuluan sangat penting.
4.12.6. Perawatan Peralatan Penukar Panas
Peralatan penukar panas sederhana terdiri dari :
a. 1 unit Heat Exchanger 1 unit
b. Thermometer Digital 1 buah
c. Stop Watch 1 buah
d. Selang air
Langkah-langkah perawatan sebagai berikut :
a. Buka penuh katup-katup
b. Kemudian tutup penuh katup-katup
c. Dicoba mengalirkan fluida dingin dengan menggunakan katup dan atur
debitnya dengan mengatur katup
289

d. Dicoba mengalirkan fluida panas dengan menggunakan pompa dan atur
debitnya dengan mengatur katup
e. Perawatan pada aliran searah, apabila bukaan katup semakin
dipersempit maka kecepatan pada aliran fluida panas dan fluida dingin
akan semakin lambat, sehingga kinerja peralatan dapat optimum.
4.13. SATUAN PROSES KIMIA (REAKSI KIMIA DAN KATALIS)
Persiapan deskripsi bahan olahan sebelum pelaksanaan proses
Reaksi kimia merupakan suatu proses dimana bahan sebelum
diproses disebut dengan reaktan dan hasilnya produk. Lambang dari reaksi
kimia sebelum dan sesudah proses menggunakan tanda panah.
A+B P+Q
Pada reaksi diatas, A dan B merupakan reaktan sedangkan P dan Q
merupakan produk. Dalam hal ini antara reaktan dan produk terjadi
perubahan identitas kimia yang dapat berupa perubahan struktur, unsur
ataupun molekul kimia
Reaksi kimia adalah suatu reaksi antar senyawa kimia atau unsur
kimia yang melibatkan perubahan struktur dari molekul, yang umumnya
berkaitan dengan pembentukan dan pemutusan ikatan kimia.
Berlangsungnya proses tersebut mempunyai dua kemungkinan yaitu
memerlukan energi (disebut dengan reaksi endotermal) atau melepaskan
energi (reaksi eksotermal). Selain itu beberapa ciri fisik antara lain:
- Terbentuknya endapan
- Terbentuknya gas
- Terjadinya perubahan warna
- Terjadinya perubahan suhu atau temperatur
Semua reaksi kimia menyangkut perubahan energi yang diwujudkan dalam
bentuk panas. Kebanyakan reaksi kimia disertai dengan pelepasan panas
(reaksi eksotermis), meskipun adapula beberapa reaksi kimia yang
menyerap panas (reaksi endotermis). Bahaya dari suatu reaksi kimia
terutama adalah karena proses pelepasan energi (panas) yang demikian
banyak dan dalam kecepatan yang sangat tinggi, sehingga tidak
terkendalikan dan bersifat destruktif (merusak) terhadap lingkungan,
termasuk operator/orang yang melakukannya.
290

Banyak kejadian dan kecelakaan di dalam laboratorium sebagai akibat
reaksi kimia yang hebat atau eksplosif (bersifat ledakan). Namun
kecelakaan tersebut pada hakikatnya disebabkan oleh kurangnya
pengertian atau apresiasi terhadap faktor-faktor kimia-fisika yang
mempengaruhi kecepatan reaksi kimia. Beberapa faktor yang dapat
mempengaruhi kecepatan suatu reaksi kimia adalah konsentrasi pereaksi,
kenaikan suhu reaksi, dan adanya katalis.
Sesuai dengan hukum aksi masa, kecepatan reaksi bergantung pada
konsentrasi zat pereaksi. Oleh karena itu, untuk percobaan-percobaan yang
belum dikenal bahayanya, tidak dilakukan dengan konsetrasi pekat,
melainkan konsentrasi pereaksi kira-kira 10% saja. Kalau reaksi telah
dikenal bahayanya, maka konsetrasi pereaksi cukup 2 – 5 % saja sudah
memadahi. Suatu contoh, apabila amonia pekat direaksikan dengan dimetil
sulfat, maka reaksi akan bersifat eksplosif, akan tetapi tidak demikian
apabila digunakan amonia encer.
Pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi kimia dapat diperkirakan dengan
persamaan Arhenius, dimana kecepatan reaksi bertambah secara
kesponensial dengan bertambahnya suhu. Secara kasar apabila suhu naik
sebesar 10 oC, maka kecepatan reaksi akan naik menjadi dua kali. Atau
apabila suhu reaksi mendadak naik 100 oC, ini berarti bahwa kecepatan
reaksi mendadak naik berlipat 210 = 1024 kali. Di sinilah pentingnya untuk
mengadakan kendali terhadap suhu reaksi, misalnya dengan pendinginan
apabila reaksi bersifat eksotermis. Suatu contoh asam
meta-nitrobenzensulfonat pada suhu sekitar 150 oC akan meledak akibat
reaksi penguraian eksotermis. Campuran kalium klorat, karbon, dan
belerang menjadi eksplosif pada suhu tinggi atau jika kena tumbukan,
pengadukan, atau gesekan (pemanasan pelarut). Dengan mengetahui
pengarauh kedua faktor di atas maka secara umum dapatlah dilakukan
pencegahan dan pengendalian terhadap reaksi-reaksi kimia yang mungkin
bersifat eksplosif.
4.13.2. Proses Kimia
a. Asam, basa dan garam
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menemukan rasa pahit,
getir, asam asin dan manis pada makanan atau minuman yang kita cicipi,
bukan? Pada dasarnya rasa makanan, minuman atau zat tertentu yang
291

terasa asam, pahit, getir, asin dan manis disebabkan karena sifat zat
tersebut, yaitu sifat yang berkaitan dengan asam, basa dan garam. Rasa
asam terkait dengan suatu zat yang dalam ilmu kimia digolongkan sebagai
asam. Rasa pahit terkait dengan bahan lain yang digolongkan sebagai basa.
Namun, tidak semua yang mempunyai rasa pahit merupakan basa. Basa
dapat dikatakan sebagai lawan dari asam. Jika asam dicampur dengan
basa, maka kedua zat itu saling menetralkan, sehingga sifat asam dan basa
dihilangkan. Hasil reaksi antara asam dengan basa kita sebut garam.
Adapun rasa manis terkait dengan kehadiran sifat asam dan basa secara
bersama-sama.Untuk memperoleh pengetahuan tentang sifat asam, basa
dan garam suatu zat lebih jauh lagi, silahkan baca artikel-artiikel kami pada
tombol di samping kiri Anda.
b. Asam
Sekitar tahun 1800, banyak kimiawan Prancis, termasuk Antoine
Lavoisier, secara keliru berkeyakinan bahwa semua asam mengandung
oksigen. Lavoisier mendefinisikan asam sebagai zat mengandung oksigen
karena pengetahuannya akan asam kuat hanya terbatas pada asam-asam
okso dan karena is tidak mengetahui komposisi sesungguhnya dari asam-
asam halida, HCI, HBr, dan HI. Lavoisier-lah yang memberi nama oksigen
dari kata bahasa Yunani yang berarti \"pembentuk asam\". Setelah unsur
klorin, bromin, dan iodin teridentifikasi dan ketiadaan oksigen dalam asam-
asam halida ditemukan oleh Sir Humphry Davy pada tahun 1810, definisi
oleh Lavoisier tersebut hares ditinggalkan.
Kimiawan Inggris pada waktu itu, termasuk Humphry Davy,
berkeyakinan bahwa semua asam mengandung hidrogen. Setelah itu pada
tahun 1884, ahli kimia Swedia yang bernama Svante August Arrhenius
dengan menggunakan landasan ini, mengemukakan teori ion dan kemudian
merumuskan pengertian asam.
c. Basa
Basa adalah zat-zat yang dapat menetralkan asam. Secara kimia,
asam dan basa saling berlawanan. Basa yang larut dalam air disebut alkali.
Jika zat asam menghasilkan ion hidrogen (H+) yang bermuatan positif, maka
dalam hal ini basa mempunyai arti sebagai berikut.
Basa adalah zat yang jika di larutkan dalam air akan menghasilkan
ion hidroksida (OH-)
292

Berdasarkan pengertian basa di atas, maka ketika suatu senyawa
basa di larutkan ke dalam air, maka akan terbentuk ion hidroksida (OH-) dan
ion positif menurut reaksi sebagai berikut. Ion hidroksida (OH-) terbentuk
karena senyawa hidroksida (OH) mengikat satu elektron saat dimasukkan
ke dalam air.
Basa = Ion positif + OH-
d. Indikator asam basa
Telah disebutkan bahwa asam mempunyai rasa asam, sedangkan
basa mempunyai rasa pahit. Namun begitu, tidak dianjurkan untuk
mengenali asam dan basa dengan, cara mencicipinya, sebab banyak
diantaranya yang dapat merusak kulit (korosif) atau bahkan bersifat racun.
Asam dan basa dapat diken.ali dengan menggunakan zat indikator,
yaitu zat yang meniberi warna berbeda dahlia) lingkungan asam dan
lingkungan basa (zat yang warnanya dapat berubah saat berinteraksi atau
bereaksi dengan senyawa asam maupun senyawa basa).
Dalam laboratorium kimia, indikator asam--basa yang biasa di
gunakan adalah indikator buatan dan indikator alami, Berikut ini penjelasan
tentang indikator asam-basa buatan dan indikator asam-basa alami.
e. Derajat keasaman (pH)
Indikator Tingkat Keasaman
Suatu zat asam yang di masukkan ke dalam air akan mengakibatkan
bertambahnya ion hidrogen (H+) dalam air dan berkurangnya ion hidroksida
(OH-). Sedangkan pada basa, akan terjadi sebaliknya. Zat basa yang
dimasukkan ke dalam air akan mengakibatkan bertambahnya ion hidroksida
(OH-) dan berkurangnya ion hidrogen (H+).
Jumlah ion H+ dan OH- di dalam air dapat di gunakan untuk
menentukan derajat keasaman atau kebasaan suatu zat. Semakin asam
suatu zat, semakin banyak ion H+ dan semakin sedikit jumlah ion OH- di
dalam air. Sebaliknya semakin basa suatu zat, semakin sedikit jumlah ion
H+ dan semakin banyak ion OH- di dalam air.
4.13.3. Proses netralisasi
Apabila suatu larutan asam dengan larutan basa dicampurkan dalam
suatu bejana, maka ion H+ (dari asam) akan bereaksi dengan ion OH- (dari
293

basa) membentuk air. Reaksi antara ion H+ dengan OH- tersebut dapat di
tuliskan sebagai berikut.
H+ + OH- air
Reaksi antara asam dan basa disebut reaksi penetral (netralisasi).
Hal ini karena selain air, basil reaksi antara asam dan basa adalah suatu zat
yang bersifat netral, yaitu zat yang tidak bersifat asam maupun basa. Zat
netral yang di maksudkan di sini adalah garam. Mengingat reaksi netralisasi
dapat menghasilkan garam, maka reaksi ini juga di kenal dengan istilah
reaksi penggaraman. Secara sederhana, reaksi netralisasi atau reaksi
penggaraman dapat di tuliskan sebagai berikut.
Asam + basa = garam + air
Sifat asam Sifat basa
Asam klorida encer dalam Digunakan obat yang
lambung yang berlebihan dapat mengandung basa magnesium
menyebabkan gangguan hidroksida atau aluminium
pencernaan (penyakit maag) hidroksida untuk menetralisir
kelebihan asam lambung
Sengatan lebah dapat Digunakan baking soda
mengakibatkan iritasi pada kulit (natrium bikarbonat) untuk
mengurangi iritasi kulit akibat
sengatan lebah
Mulut kita mengandung zat yang Pasta gigi sebagai penetral
dapat merusak gigi dan
menimbulkan bau mulut
Contoh sederhana dari reaksi penggaraman adalah reaksi antara
asam klorida (HC1) dengan natrium hidroksida (NaOH), yang akan
membentuk natrium klorida NaCl (garam dapur) dan air.
Pada dasarnya, reaksi penggaraman (netralisasi) sangat berguna
bagi kehidupan manusia. Reaksi netralisasi tidak hanya terbatas pada
pembentukkan garam dan air. Dalam kehidupan sehari-hari banyak dijumpai
prinsip atau reaksi netralisasi, termasuk dalam bidang kesehatan dan
pertanian. Perhatikan contoh berikut ini : gas-gas sisa, baik yang berasal
dari kendaraan bermotor atau pabrik, mengandung gas belerang dioksida
dan nitrogen oksida. Gas-gas ini dilepas ke udara sehingga menimbulkan
polusi. Gas-gas tersebut juga larut dalam titik-titik air di awan sehingga
membentuk larutan asam sulfat dan asam nitrat. Ketika terjadi hujan,
294

larutan-larutan ini bercampur dan turun bersama hujan. Inilah yang
dinamakan dengan hujan asam.
Hujan asam merugikan manusia dan lingkungan. Berikut adalah
dampak yang ditimbulkan oleh hujan asam:
1. Hujan asam dapat menyebabkan matinya tumbuhan dan ikan. Asam
yang terdapat dalam air hujan dapat bereaksi dengan mineral dalam
tanah. Tumbuhan menjadi kekurangan mineral sehingga mati atau tidak
tumbuh dengan baik. Hujan asam juga dapat melarutkan aluminium dari
mineral dalam tanah dan bebatuan, kemudian menghanyutkannya ke
sungai sehingga dapat meracuni ikan dan mahluk air lainnya.
2. Hujan asam yang bereaksi dengan logam dapat merusak jembatan,
mobil, kapal laut, dan rangka bangunan. Hujan asam dapat merusak
bangunan (gedung/ rumah) yang terbuat dari batu kapur.
4.13.4. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi
1. Kecepatan Reaksi dipengaruhi oleh ukuran partikel/zat
Semakin luas permukaan maka semakin banyak tempat
bersentuhan untuk berlangsungnya reaksi. Luas permukaan zat
dapat dicapai dengan cara memperkecil ukuran zat tersebut
2. Kecepatan Reaksi dipengaruhi oleh suhu
Semakin tinggi suhu reaksi, kecepatan reaksi juga akan makin
meningkat sesuai dengan teori Arhenius.
Persamaan Arhenius:
295

3. Kecepatan Reaksi dipengaruhi oleh katalis
Adanya katalisator dalam reaksi dapat mempercepat jalannya
suatu reaksi. Kereakifan dari katalis bergantung dari jenis dan
konsentrasi yang digunakan.
4.13.5. Katalis
Katalis adalah suatu zat yang mempercepat suatu laju reaksi, namun
ia sendiri, secara kimiawi, tidak berubah pada akhir reaksi. Ketika reaksi
selesai, maka akan didapatkan kembali massa katalasis yang sama seperti
pada awal ditambahkan.
Katalis dapat dibagi berdasarkan dua tipe dasar, yaitu reaksi
heterogen dan reaksi homogen. Didalam reaksi heterogen, katalis berada
dalam fase yang berbeda dengan reaktan. Sedangkan pada dalam reaksi
homogen, katalis berada dalam fase yang sama dengan reaktan.
Jika kita melihat suatu campuran dan dapat melihat suatu batas antara dua
komponen, dua komponen itu berada dalam fase yang berbeda. Campuran
antara padat dan cair terdiri dari dua fase. Campuran antara beberapa
senyawa kimia dalam satu larutan terdiri hanya dari satu fase, karena kita
tidak dapat melihat batas antara senyawa-senyawa kimia tersebut.
Fase berbeda denga istilah keadaan fisik (padat, cair dan gas). Fase
dapat juga meliputi padat, cair dan gas, akan tetapi lebih sedikit luas. Fase
296

juga dapat diterapkan dalam dua zat cair dimana keduanya tidak saling
melarutkan (contoh, minyak dan air).
Kita dapat melihat batas diantara kedua zat cair tersebut.
Jika dilihat lebih cermat, sebenarnya diagram diatas menggambarkan lebih
dari fase yang diterakan. Masing-masing, sebagai contoh, beaker kaca
merupakan fase zat padat. Sebagian besar gas yang berada diatas zat cair
juga merupakan salah satu fase lainnya. Kita tidak perlu memperhitungkan
fase-fase tambahan ini karena mereka tidak mengambil bagian dalam
proses reaksi.
Energi Aktivasi
Tumbukan-tumbukan akan menghasilkan reaksi jika partikel-partikel
bertumbukan dengan energi yang cukup untuk memulai suatu reaksi. Energi
minimum yang diperlukan disebut dengan reaksi aktivasi energi. Kita dapat
menggambarkan keadaan dari energi aktivasi pada distribusi Maxwell-
Boltzmann seperti ini:
297

Hanya partikel-partikel yang berada pada area di sebelah kanan dari aktivasi
energi yang akan bereaksi ketika mereka bertumbukan. Sebagian besar dari
partikel tidak memiliki energi yang cukup dan tidak menghasilkan reaksi.
Katalis dan Energi Aktivasi
Untuk meningkatkan laju reaksi kita perlu untuk meningkatkan jumlah
tumbukan-tumbukan yang berhasil. Salah satu cara alternatif untuk
mewujudkannya adalah dengan menurunkan energi aktivasi.
Menambahkan katalis memberikan perubahaan yang berarti pada energi
aktivasi. Katalis menyediakan satu rute alternatif bagi reaksi. Rute alternatif
ini memiliki energi aktivasi yang rendah. Diagram dibawah ini merupakan
gambaran keadaan energi.
298

Katalis hanya mempengaruhi laju pencapaian kesetimbangan, bukan posisi
keseimbangan (misalnya: membalikkan reaksi). Katalis tidak menggangu
gugat hasil suatu reaksi kesetimbangan dan konsentrasi atau massanya
setelah reaksi selesai sama dengan konsentrasi atau massa reaksi sebelum
reaksi dilangsungkan.
4.14. CONTOH PROSES KIMIA DENGAN REAKSI KATALITIK
PADA INDUSTRI KECIL – MENENGAH :
4.14.1. Industri Biodiesel
A. Biodiesel
Biodiesel merupakan senyawa kimia sederhana dengan
kandungan enam sampai tujuh macam ester asam lemak. Biodiesel
didefinisikan sebagai metil ester dengan panjang rantai karbon antara 12
sampai 20 dari asam lemak turunan dari lipid contohnya minyak nabati
atau lemak hewani. Minyak nabati atau lemak hewani dapat dibuat
biodiesel dengan reaksi transesterifikasi dengan menggunakan alkohol.
Komposisi dan sifat kimia dari biodiesel tergantung pada kemurnian,
panjang pendek, derajat kejenuhan, dan struktur rantai alkil asam lemak
penyusunnya.
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif dari sumber terbarukan
(renewable), dengan komposisi ester asam lemak dari minyak nabati
antara lain: minyak kelapa sawit, minyak kelapa, minyak jarak pagar,
299

minyak biji kapuk, dan masih ada lebih dari 30 macam tumbuhan
Indonesia yang potensial untuk dijadikan biodiesel.
B. Proses pembuatan Biodiesel
1. Reaksi Transesterifikasi dengan Katalis
Biodiesel dibuat melalui suatu proses kimia yang disebut
transesterifikasi. Proses ini menghasilkan dua produk yaitu metil
esters (biodiesel)/mono-alkyl esters dan gliserin yang merupakan
produk samping. Bahan baku utama untuk pembuatan biodiesel
antara lain minyak nabati, lemak hewani, lemak bekas/lemak daur
ulang. Sedangkan sebagai bahan baku penunjang yaitu alkohol.
Pada pembuatan biodiesel dibutuhkan katalis untuk proses
esterifikasi. Produk biodiesel tergantung pada minyak nabati yang
digunakan sebagai bahan baku serta pengolahan pendahuluan dari
bahan baku tersebut.
Alkohol yang digunakan sebagai pereaksi untuk minyak nabati
adalah methanol, namun dapat pula digunakan ethanol, isopropanol
atau butyl, tetapi perlu diperhatikan juga kandungan air dalam
alcohol tersebut. Bila kandungan air tinggi akan mempengaruhi hasil
biodiesel kualitasnya rendah, karena kandungan sabun, ALB dan
trigiserida tinggi. Disamping itu hasil biodiesel juga dipengaruhi oleh
tingginya suhu operasi proses produksi, lamanya waktu
pencampuran atau kecepatan pencampuran alkohol.
Katalisator dibutuhkan pula guna meningkatkan daya larut
pada saat reaksi berlangsung, umumnya katalis yang digunakan
bersifat basa kuat yaitu NaOH atau KOH atau natrium metoksida.
Katalis yang akan dipilih tergantung minyak nabati yang digunakan,
apabila digunakan minyak mentah dengan kandungan ALB kurang
dari 2 %, disamping terbentuk sabun dan juga gliserin. Katalis
tersebut pada umumnya sangat higroskopis dan bereaksi
membentuk larutan kimia yang akan dihancurkan oleh reaktan
alkohol. Jika banyak air yang diserap oleh katalis maka kerja katalis
kurang baik sehingga produk biodiesel kurang baik. Setelah reaksi
selesai, katalis harus di netralkan dengan penambahan asam mineral
kuat. Setelah biodiesel dicuci proses netralisasi juga dapat dilakukan
dengan penambahan air pencuci, HCl juga dapat dipakai untuk
300

proses netralisasi katalis basa, bila digunakan asam phosphate akan
menghasil pupuk phosphat (K3PO4)
Reaksi Transesterifikasi
O H
H R1 C OCH3
OH
O H C
H C C R1 O
O
NaOH (Aq)
+ H C OH
H C O R2 C OCH3
C R2
CH3 OH
O O
H C OH
H C O C R3
R3 C OCH3 H
H
O
Trigliserida Biodiesel Gliserin
Gambar 4.85: Diagram alir pembuatan biodiesel dengan reaksi transesterifikasi
2. Pembuatan Biodiesel dengan Katalis Biologis
Teknik katalisasi biologis (biocatalysis) untuk memproduksi biodiesel,
oleic acid alkyl ester (dalam hal ini butil oleat), dari triolein dengan
beberapa macam katalis biologis, yakni Candida Antarctica B,
Rizhomucor Miehei, dan Pseudomonas Cepacia. Karena mahalnya
harga katalis biologis dibandingkan katalis kimiawi, maka
penggunaan katalis biologis tersebut dilakukan dengan cara
immobilisasi pada katalis. Teknik ini sekaligus memungkinkan
dilakukannya proses kontinyu dalam produksi biodiesel. Temperatur
301

optimum reaksi ini adalah 40oC. Selain itu juga dapat digunakan
katalis padat (solid catalyst) dari gula dengan cara melakukan
pirolisis terhadap senyawa gula (D-glucose dan sucrose) pada
temperatur di atas 300oC. Proses ini menyebabkan karbonisasi tak
sempurna terhadap senyawa gula dan terbentuknya lembar-lembar
karbon aromatik polisiklis (polycyclic aromatic carbon sheets). Asam
sulfat (sulphuric acid) kemudian digunakan untuk mensulfonasi cincin
aromatik tersebut sehingga menghasilkan katalis. Katalis padat yang
dihasilkan dengan cara ini disebutkan memiliki kemampuan
mengkonversi minyak tumbuhan menjadi biodiesel lebih tinggi
dibandingkan katalis asam sulfat cair ataupun katalis asam padat lain
yang telah ada sebelumnya.
Gambar 4.86: Peralatan proses pembuatan biodiesel
KW 1 KW 3 KW 2
Gambar 4.87: Larutan Biodiesel
302

4.14.2. Industri Minyak Jagung
Jagung dapat diolah menjadi berbagai macam hasil, agar dapat
memberi manfaat yang lebih banyak, dengan memperhatikan selera dan
permintaan konsumen.
A. Proses Pengolahan Jagung
Proses pengolahan terhadap jagung untuk memperoleh minyaknya
terdiri dari :
1. Bagian karbohydrat, diproses menjadi hasil hasil produksi antara lain:
beras jagung, tepung jagung, semolina (bahan baku pembuatan bier)
dan lain lain.
2. Bagian Germ ( lembaga ), diproses menjadi minyak jagung, dipakai
untuk minyak goreng.
Gambar 4.88: Jagung sebagai bahan baku
Butir jagung mempunyai kadar minyak rata rata 3 %, tetapi jika diambil
lembaganya saja, maka kadar minyak dalam lembaga itu rata rata antara
22 – 28%. Minyak jagung adalah ester dari glyserol dengan asam lemak,
dimana semua radikal ( OH ) dari glyserol sudah di esterifikasi,
karenanya disebut : Tri Glyserida Ester.
Struktur molekulnya :
Asam oleat : C17H33COOH merupakan Komponen yang paling
banyak terdapat Dalam minyak jagung sekitar 20 – 70%. Dan asam
linoleat : c17h31cooh sekitar 16 – 67%, yang keduanya merupakan
Asam-asam lemak yang tidak jenuh.
Minyak jagung merupakan minyak yang kaya akan poly unsaturated fat,
yaitu lemak tak jenuh yang justru aktif menurunkan kadar cholesterol
303

dalam darah. Cholesterol adalah sterol yang terdapat dalam fat, dan
bersifat dapat membuat kerak dalam pembuluh darah, sehingga akan
terjadi penyempitan dalam pembuluh darah tersebut akibatnya orang
yang terkena akan menderita penyakit “ tekanan darah tinggi “.
Rumus molekul Cholesterol : C27 H46 O yang umumnya banyak terdapat
dalam Lemak hewan.
B. Proses Pembuatan Minyak Jagung Dalam Industri
Prinsip operasi dalam industri ini adalah : Ekstraksi minyak jagung
dengan solvent organik dan hasilnya didestilasi atas dasar perbedaan
titik didih untuk memisahkan minyak jagung dengan solventnya.
Bahan Baku :
Bahan baku dan bahan bahan pembantu lainnya yang dipakai dalam
memproduksi minyak jagung adalah :
Bahan utamanya adalah jagung dari segala macam jenis jagung kuning
dengan kualitas baik dan mengandung 14% air (optimal moisture
content).
Bahan bahan pembantu :
1. n – Hexane ( C6H14 ): Berfungsi sebagai solvent organik yang dapat
melarutkan minyak jagung.
2. Garam NaCl dan NaOH : Berfungsi untuk menghilangkan Free Fatty
Acid dan impurities dari crude oil.
3. Bleaching earth dan Carbon Active: berfungsi menyerap warna dari
crude oil melalui proses bleaching.
4. Ascorbyl Palmitat : Berfungsi sebagai penyerap bau melalui
Deodorizer process. Tetapi pada kondisi tekanan vacuum 10 kg /
cm2 dan suhu 200 oC, bau dan rasa yang tidak diinginkan dalam
minyak bisa hilang.
C. Proses Pengolahan Minyak Jagung
Proses operasi pengolahan ini dilaksanakan melalui 2 unit pengolahan
yaitu :
304

1. Unit Corn Mill
Mengolah bagian karbohydrat dari jagung, sehingga menghasilkan
bermacam macam hasil : beras jagung, lembaga jagung, tepung
jagung, dan dedak jagung.
Unit Corn Mill ini meliputi 3 tingkat proses, yaitu :
a. Proses Pengeringan ( drying process ).
Unit ini bertugas untuk menurunkan kadar air dalam jagung
apabila lebih dari 14%, pada suhu 70 – 90 C dengan sistim udara
panas yang mengadakan kontak langsung dengan jagung yang
dikeringkan.
b. Proses Pemecahan ( Degerminating Process )
Butir butir jagung yang kadar airnya telah dipenuhi dan bersih,
dikenakan proses pemecahan dalam degerminator, yaitu sebuah
alat yang terdiri dari lempengan plat berbentuk silinder, bagian
pinggirnya diberi potongan plat yang dilekatkan miring dan
berfungsi sebagai penghancur dan bagian luarnya diselubungi
dengan plat lebar yang berlubang lubang dan berfungsi sebagai
screen. Dari proses ini butir butir jagung yang halus diangkut ke
Roller Mill (penggiling), sedang yang masih kasar direcycle ke
degerminator. Butir butir jagung halus berukuran maksimum
5.000 micron.
c. Proses Penggilingan ( milling ).
Roller Mill merupakan alat untuk menggiling campuran butir butir
kasar dan medium supaya memperoleh butir butir jagung yang
lebih halus, kemudian dipisahkan melalui screen yang bergerak
secara longitudinal. Partikel partikel yang tidak tersaring
dikembalikan ke Roller Mill untuk penggilingan ulang, sedang
partikel partikel yang menembus saringan berukuran maksimum
2.400 micron merupakan finished product dari proses Corn Mill.
2. Unit Oil Mill
Mengolah lembaga jagung untuk menghasilkan minyak jagung yang
bersih dari segala impurities sampai siap untuk dikonsumsi. Unit ini
mengolah product yang diperoleh dari Unit Corn Mill sampai
diperoleh minyak jagung (Corn Oil), disamping hasil sampingnya:
Soap Stock dan Maize Cake Meal.
305

Proses pengolahan pada Unit Oil Mill ini meliputi 3 tingkatan proses,
yaitu :
a. Unit Persiapan dan Ekstraksi
b. Unit Refinery
c. Canning
Lembaga jagung berkadar minyak 24%, dan karena lembaga jagung
ini termasuk biji-bijian yang kandungan minyaknya rendah, maka
pengambilan minyaknya ini akan lebih efficient melalui proses
extractie dengan solvent organik. Kecuali kadar airnya 14%, maka
penyimpanan lembaga jagung jangan terlalu lama, sebab bisa terjadi
proses fermentasi yang bisa menyebabkan kadar Free Fatty Acid
akan naik. Asam lemak sebagai free fatty acid yang tergolong paling
banyak dalam minyak jagung adalah asam oleat : C17H33COOH dan
juga asam Linoleat : C17H31COOH.
a. Unit Persiapan dan Ekstraksi
(1) Unit Persiapan:
Lembaga jagung dikenakan proses pemasakan dalam cooker
pada suhu 90oC dan proses penghalusan dalam alat
penggumpal sehingga dicapai kehalusan 0,2 mm. Tujuan dari
flaker process (proses penggumpalan) adalah untuk
memperluas permukaan lembaga, sehingga kontak antara
solvent dan sel sel minyak akan lebih besar, sehingga proses
ekstraksi mencapai hasil yang maksimal. Hasilnya disebut
Flaker Germ.
Cooker berpengaduk untuk memasak lembaga,
pemanasannya dapat dengan indirect atau direct steam, dan
suhu yang diperlukan adalah 80 – 90 C. Kadar air maksimum
harus 11% agar prose ekstraksi berjalan baik, jika kadar air
kurang dari 11% perlu ditambah air secara imbibisi.
Tujuan dari proses pemasakan (cooking process) ini, adalah :
- Untuk mempermudah pecahnya sel sel minyak, sehingga
minyak cepat keluar dari bahannya, apabila dikenakan
process ekstraksi nanti.
306

- Melunakan dan mengatur kadar air serta memperbesar
pori-pori.
(2) Unit Extraction :
Proses extractie dilakukan dalam extractor dengan solvent
organik, yaitu :
n – hexane ( C6H14 ). Extractor extractor terdiri dari buckets (
ember ) sebanyak 55 buah yang disusun 4 tingkat secara
paralel, dan setiap buckets berkapasitas 25 kg dan bergerak
melingkari roda yang berputar, yang digerakkan oleh “Piston
Pump“ yang kecepatannya diatur oleh electric timer.
Susunan buckets pada rantai diletakkan dalam ruangan
tertutup untuk menghindari hilangnya solvent karena
menguap. Atas dasar kapasitas masing masing buckets,
jumlah buckets dan pengaturan waktu dengan electric timer,
maka dapat ditentukan kapasitas produksi setiap harinya.
b. Unit Refinery
Unit refinery melakukan proses refining terhadap crude oil hasil
extractie terutama untuk membersihkan asam lemak bebas (
Free Fatty Acid ) disamping kotoran kotoran lain. Free Fatty Acid
ini sangat besar pengaruhnya terhadap minyak, disebabkan
karena asam asam lemak ini adalah asam-asam yang tidak jenuh
sehingga karena proses oksidasi dengan O2 dari udara, akan
pecah menjadi senyawa senyawa lain yang diantaranya juga
aldehyda dan keton, yang menyebabkan minyak berbau
tengik/lekak. Salah satu usaha untuk menghilangkan FFA ini
adalah dengan proses Neutralisasi.
Unit refinery dibagi menjadi 3 tingkatan proses, yaitu :
1. Proses Neutralisasi
2. Proses Pemucatan (Bleaching)
3. Proses Deodorisasi
Hasil yang diperoleh dari refinery ini antara lain :
− Corn Oil ( minyak jagung ) = minyak goreng
− Soap Stock : bahan pembuat sabun kasar (waste
product ).
307

(1) Proses Neutralisasi
Proses ini dilakukan untuk menghilangkan/menetralkan Free
Fatty Acid (FFA) dan impurities lainnya pada Crude Corn Oil
dengan reaksi penyabunan (saponifikasi). Crude Oil dipompa
ke tangki netralisasi, kemudian dipanaskan pada suhu 60 C,
selanjutnya ditambah larutan NaCl 20 Be sambil diaduk dan
disemprotkan air melalui sprayer dari atas. Settling dikenakan
selama 4 jam sampai membentuk lapisan antara minyak hasil
netralisasi dibagian bawah dan soap stock dibagian atas.
Soap Stock dipisahkan dari minyaknya dipompa kedalam
tangki penampung, yaitu Neutralized oil tank. Dalam proses
neutralisasi terjadi reaksi penyabunan :
Sabun yang terbentuk dapat mengabsorbsi lendir, sebagian
zat zat warna serta kotoran kotoran lain yang terdapat dalam
minyak jagung. Dari proses dengan NaOH Ini dapat
mengurangi FFA sampai 0,03%.
(2) Proses Pemucatan
Proses ini bertujuan untuk menghilangkan zat warna , karena
diantara zat warna memiliki daya larut yang tinggi sehingga
sukar dihilangkan selama proses netralisasi, maka zat warna
ini perlu diserap dengan absorbence. Warna kuning dan
warna merah pada minyak jagung ini disebabkan adanya
pigment pigment dan pigment pigment ini hanya dapat
dihilangkan dengan cara diserap. Bleaching earth dapat
menyerap warna merah sedang karbon aktif menyerap warna
kuning. Proses ini dilakukan dalam bleacher yang bekerja
dalam suasana vacum ( 60 cm Hg ), pada suhu 110 C sambil
diaduk selama 30 menit. Kemudian didinginkan pada suhu
70oC dan dipompa ke filter press dan filtrat yang keluar
adalah bleached oil dan dikenakan proses deodorisasi.
(3) Proses Deodorisasi
Tujuan dari proses ini adalah untuk menghilangkan bau dan
rasa yang tidak diinginkan yang terdapat dalam minyak
jagung, dan proses ini dilakukan dalam tangki deodorizer
yang bekerja pada tekanan vacuum 74 cm Hg, suhu 200 C.
308

Pada suhu 200 C dan tekananrendah, maka komponen
komponen bau dan rasa yang tidak diinginkan (volatile
matter), akan keluar bersama sama uap panas. Proses ini
berlangsung selama 3 – 6 jam dan ini masih tergantung
keadaan FFA-nya. Minyak dari hasil proses deodorisasi
dibawa ke refined oil tank dan siap diangkut ke canning
department.
Gambar 4.89: Diagram Balok Pengolahan Minyak Jagung
309

RANGKUMAN :
1. Angka penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasil
pengukuran, yang terdiri dari angka eksak dan satu angka terakhir yang
ditaksir (atau diragukan).
2. Ada banyak alat ukur yang digunakan, namun yang banyak digunakan
dalam industri dapat diklasifikasikan:
a. Alat pengukur suhu
b. Alat pengukur tekanan
c. Alat pengukur aliran
d. Pengujian Peralatan Volumetrik
e. Alat pengukur sifat kimiawi: pH atau keasaman, COD, BOD
3. Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu
(temperatur), ataupun perubahan suhu.
4. Termometer diklasifikasikan sebagai termometer kontak dan termometer
non kontak atau termometer inframerah.
5. Sensor temperatur harus dibersihkan dengan solvent (pelarut) dan
dibersihkan dengan air bebas mineral/aquadest, setelah digunakan.
6. Jenis – jenis Alat Pengukur Tekanan
a. Manometer
b. Tabung Bourdon (Bourdon Tube)
7. Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada audit energi
untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Jenis
manometer tertua adalah manometer kolom cairan.
8. Selama pelaksanaan audit energi, manometer digunakan untuk
menentukan perbedaan tekanan diantara dua titik di saluran
pembuangan gas atau udara. Perbedaan tekanan kemudian digunakan
untuk menghitung kecepatan aliran di saluran dengan menggunakan
persamaan Bernoulli (Perbedaan tekanan = v2/2g).
9. Pengukur aliran adalah alat yang digunakan untuk mengukur linier, non
linier, laju alir volum atau masa dari cairan atau gas.
10. Jenis pengukur aliran yang paling umum adalah sebagai berikut:
a. Rotameter atau pengukur aliran dengan variasi area untuk gas dan
cairan.
b. Pengukur aliran variabel – pengukur aliran piston dan spring untuk
gas dan cairan.
c. Pengukur aliran ultrasonik (Non-Intrusif atau Doppler) untuk cairan
310

d. Pengukur aliran turbin
e. Pengukur aliran magnetik untuk cairan konduktif
11. Jenis-jenis Peralatan Volumetrik :
- Pipet Gondok (vol Pipette)
- Gelas Ukur
- Labu Ukur
12. Alat Pengukur Sifat Kimiawi
- Pengukuran pH
- Pengukuran BOD dan COD
13. Instrumentasi adalah alat-alat dan piranti (device) yang dipakai untuk
pengukuran dan pengendalian dalam suatu sistem yang lebih besar dan
lebih kompleks. Secara umum instrumentasi mempunyai 3 fungsi utama:
- sebagai alat pengukuran
- sebagai alat analisa
- sebagai alat kendali
CONTOH SOAL :
Tentukan temperatur titik gelembung dan titik embun (kondensasi), serta
komposisi uap dan komposisi cairan dari campuran yang terdiri atas :
33% mol n - heksana
37 % mol n - heptana
30 % mol n - oktana
pada tekanan total 1,2 atm
Penyelesaian :
Kita plot/buat pada kerta semilog P°VST, untuk komponen-komponen
tersebut (data Po dari Perry).
1. Titik gelembung :
Mis = T ± 105 °C
Pi
Pi, atm
Ki =
No. Komponen Xi Yi = Ki Xi
(pada 105 oC) Ptot
1. n-heksana 0,33 2,68 2,23 0,7359
2. n-heptana 0,37 1,21 1,01 0,3737
3. n-oktana 0,30 0,554 0,462 0,1386
Yi = 1,248
311

Oleh karena Yi coba lagi dengan temperatur yang lebih rendah.
Komposisi uap terbesar adalah n-heksana, maka ambil Ki menjadi lebih
Pilih T \\ 96oC dengan Pi1 = 2,6 atm
rendah dengan faktor 1/1,24
Pi
Ki =
Pi pada 90 oC atm
No. Komponen Xi Yi = Ki Xi
Ptot
1. n-heksana 0,33 2,16 1,8 0,5940
2. n-heptana 0,37 0,93 0,775 0,2868
3. n-oktana 0,30 0,41 0,342 0,1025
Yi = 0,9833
Ternyata Yi lebih rendah dari 1 (< 1). Jadi harus dilakukan interpolasi,
dari kedua kondisi tersebut, maka didapat : pada T = 97oC
Komposisi adalah sebagai berikut :
Komponen Y
n-heksana 0,604
n-heptana 0,292
n-oktana 0,104
1,000
Jadi titik gelembung = 97oC dan komposisi uap dalam keseimbangan
adalah = n-heksana 60,4% mol ; n-heptana 29,2% mol dan n-oktana
10,4% mol.
2. Titik embun (dew point)
Karena titik embun lebih tinggi dari titik gelembung, sehingga sebagai
awal diambil Td = 105oC.
Pi
Ki =
Pi pada 90 oC atm
No. Komponen Xi Yi = Ki Xi
Ptot
1. n-heksana 0,33 2,68 2,28 0,1480
2. n-heptana 0,37 1,21 0,01 0,37
3. n-oktana 0,30 0,462 0,458 0,655
Yi = 1,173
Karena Xi > 1, maka temperatur harus lebih tinggi, ambil T = 120oC.
312

Pi
Ki =
Pi pada 90 oC atm
No. Komponen Xi Yi = Ki Xi
Ptot
1. n-heksana 0,33 3,8 3,167 0,1042
2. n-heptana 0,37 1,8 1,500 0,2467
3. n-oktana 0,30 0,85 0,708 0,4237
Xi = 0,7746
Buat interpolasi supaya didapat Xi = 1,00 coba ; t = 114oC
114 − 105
(0,1480 − 0,1042)
n-heksana X1 = 0,1042 +
120 − 105
= 0,1305
114 − 105
(0,37 − 0,2467)
n-heptana X2 = 0,2467 +
120 − 105
= 0,5625
114 − 105
(0,655 − 0,4237)
n-oktana X3 = 0,4237 +
120 − 105
= 0,5625
Xi = 0,1305 + 0,3207 + 0,5625 = 1,024 ≈ 1
Jika air digunakan sebagai medium pendingin dalam kondensor dan
kondensatnya tidak dingin lanjut, maka kebutuhan air pendingin adalah :
− ∇λ ∇λ
Mc = − =
T2 − T1 T2 − T1
Mc = massa air yang dibutuhkan
T2 – T1 = kenaikan temperatur air
3. Soda kaustik diproduksi dengan proses lime-soda dari pencampuran
larutan natrium karbonat dalam air (0,25 kg/s Na2CO3) dengan sejumlah
lime, soda batu secukupnya, dan setelah reaksinya selesai endapan
CaCO3, yang terdiri atas 1 bagian berat dari CaCO3 per sembilan bagian
berat dari air, diumpankan secara kontinyu ke tiga buah thickener
secara seri dan countercurrent (gambar di bawah). Hitung laju yang
dibutuhkan air umpan ke thickener sehingga kalsium karbonat, pada
313

pengeringan, terdiri dari satu persen natrium hidroksida. Padatan yang
dikeluarkan dari setiap thickener terdiri dari atas satu bagian berat
kalsium karbonat dan 3 bagian berat air. Konsentrasi larutan pencuci
bercampur dengan isi pengaduk sebelum diumpankan ke thickener
pertama.
Gambar 4.90
Jawab
Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3
106 kg = 80 kg 100 kg
4. Anggap bahwa x’1, x’2, x’3 adalah nisbah antara zat terlarut dan pelarut
pada thickener 1, 2 dan 3. Jumlah CaCO3, NaOH dan air pada setiap
aliran akan dihitung untuk setiap 100 kg kalsium karbonat.
Neraca keseluruhan CaCO3 NaOH Air
Umpan dari reaktor 100 80 900
Umpan sebagai pencuci - - Wf (misal)
Hasil-keluaran bawah 100 300 x'3 300
Hasil-keluaran atas - 80-300 x'3 600 + Wf
Thickener 1
Umpan dari reaktor
Umpan dari reaktor 100 80 900
' '
Umpan-keluaran atas - 300(x 1-x 3) Wf
300 x'1
Hasil-keluaran bawah 100 300
'
Hasil-keluaran atas - 80-300 x 3 600 + Wf
Thickener 2
300 x'1
Umpan–keluaran bawah 100 300
314

300(x'2-x'3)
Umpan-keluaran atas - Wf
'
Hasil-keluaran bawah 100 300 x 2 300
' '
Hasil-keluaran atas - 300(x 1-x 3) Wf
Thickener 3
300 x'2
Umpan–keluaran bawah 100 300
Umpan-air - - Wf
'
Hasil-keluaran bawah 100 300 x 3 300
' '
Hasil-keluaran atas - 300(x 2-x 3) Wf
Karena keluaran bawah akhir harus terdiri atas 1 persen NaOH, maka:
300 x' 3
= 0,01
100
5. Jika keseimbangan telah dicapai untuk setiap thickener, nisbah NaOH
terhadap air akan sama antara keluaran bawah dan keluaran atas. Jadi:
300 ( x' 2 − x'3 )
= x’3
Wf
300 ( x'1 − x'3 )
= x’2
Wf
300 (80 − 300 x'3 )
= x’1
600 + Wf
Hasil perhitungan di atas adalah sebagai berikut :
X’3 = 0,0033 x’2 = 0,0142 x’1 = 0,05 Wf = 980
Sehingga jumlah air yang dibutuhkan untuk pencucian 100 kg/s CaCO3
adalah 980 kg/s.
Larutan yang diumpankan ke reaktor terdiri atas 25 kg/s Na2CO3. Ini
sama dengan 23,6 kg/s CaCO3. Jadi, air umpan yang dibutuhkan = (980
x 23,6/100) = 230 kg/s.
315

Gambar 4.91
Waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan pemisahan yang sempurna
dan dalam kondisi kesetimbangan dapat dicari dengan menggunakan
proses pengadukan secara partaian (batch). Zat terlarut yang tidak ikut
larut yang di-plot lawan waktu, adalah informasi yang sangat
dibutuhkan untuk menghitung rentang waktu. Misalnya, ekstraksi antara
butiran kacang dengan zat pelarutnya (heksana), Othmer dan Agarwal
mendapatkan bahwa ketebalan butiran C yang di-plot lawan adalah
linear pada kertas skala log-log. Secara analitik:
C = m -0,4 (4.8)
dengan C adalah minyak yang tidak terekstrak, (lb minyak/Ib padatan
inert), dan adalah waktu dalam menit. Intercept m pada sumbu C pada
= 1 adalah fungsi dari ketebalan butiran x; yaitu
m = 51,5 x1,47 (4.9)
dengan x dalam inchi.
6. Berapa waktu yang dibutuhkan untuk melarutkan (untuk mengekstrak,
tidak termasuk pencucian) 95 persen minyak dari butiran biji kedelai
dengan ketebalan 0,0185 inchi?
Biji kacang terdiri atas 20,3 persen minyak berbasis kedelai bebas-
minyak. Zat pelarutnya adalah heksana.
a. Berapa waktu yang dihemat jika menggunakan butiran dengan
ketebalan 0,0061 inchi?
b. Berapa laju ekstraksi pada suatu saat jika 95 persen minyak
terekstraksi, dengan menggunakan butiran setebal 0,0061 inchi?
316

Jawab
a. C = 0,203 (0,05) = 0,0102 lb minyak tersisa per lb inert m = 51,5
(0,0185)1'47 = 0,146
b. m = 51,5 (0,0061)1.47 = 0,0286
Waktu yang dihemat = 814,5 — 13,8 = 800,7 menit
c. Laju ekstraksi adalah sama dengan laju perubahan isi residu minyak;
laju = -dc/d . Laju ekstraksi dapat dicari dengan grafik dengan slope
kurva C- pada = 13,8 menit. Atau :
dengan laju ekstraksi per menit dan per pound inert setelah 13,8
menit, saat konsentrasi residu adalah 0,01 lb minyak/Ib inert.
7. Tentukan temperatur titik gelembung dan titik embun (kondensasi), serta
komposisi uap dan komposisi cairan dari campuran yang terdiri atas :
33% mol n - heksana
37 % mol n - heptana
30 % mol n - oktana
pada tekanan total 1,2 atm
Penyelesaian :
Kita plot/buat pada kerta semilog P°VST, untuk komponen-komponen
tersebut (data Po dari Perry).
a. Titik gelembung :
Mis = T ± 105 °C
Pi
Pi, atm
Ki =
No. Komponen Xi Yi = Ki Xi
(pada 105 oC) Ptot
4. n-heksana 0,33 2,68 2,23 0,7359
5. n-heptana 0,37 1,21 1,01 0,3737
6. n-oktana 0,30 0,554 0,462 0,1386
Yi = 1,248
317

Oleh karena Yi coba lagi dengan temperatur yang lebih rendah.
Komposisi uap terbesar adalah n-heksana, maka ambil Ki menjadi lebih
Pilih T \\ 96oC dengan Pi1 = 2,6 atm
rendah dengan faktor 1/1,24
Pi
Ki =
Pi pada 90 oC atm
No. Komponen Xi Yi = Ki Xi
Ptot
1. n-heksana 0,33 2,16 1,8 0,5940
2. n-heptana 0,37 0,93 0,775 0,2868
3. n-oktana 0,30 0,41 0,342 0,1025
Yi = 0,9833
Ternyata Yi lebih rendah dari 1 (< 1). Jadi harus dilakukan interpolasi,
dari kedua kondisi tersebut, maka didapat : pada T = 97oC
Komposisi adalah sebagai berikut :
Komponen Y
n-heksana 0,604
n-heptana 0,292
n-oktana 0,104
1,000
Jadi titik gelembung = 97oC dan komposisi uap dalam keseimbangan
adalah = n-heksana 60,4% mol ; n-heptana 29,2% mol dan n-oktana
10,4% mol.
b. Titik embun (dew point)
Karena titik embun lebih tinggi dari titik gelembung, sehingga sebagai
awal diambil Td = 105oC.
Pi
Ki =
Pi pada 90 oC atm
No. Komponen Xi Yi = Ki Xi
Ptot
1. n-heksana 0,33 2,68 2,23 0,1480
2. n-heptana 0,37 1,21 0,01 0,37
3. n-oktana 0,30 0,462 0,458 0,655
Yi = 1,173
Karena Yi > 1, maka temperatur harus lebih tinggi, ambil T = 120oC
318

Pi
Ki =
Pi pada 90 oC atm
No. Komponen Xi Yi = Ki Xi
Ptot
1. n-heksana 0,33 3,8 3,167 0,1042
2. n-heptana 0,37 1,8 1,500 0,2467
3. n-oktana 0,30 0,85 0,708 0,4237
Xi = 0,7746
Buat interpolasi supaya didapat Xi = 1,00 coba ; t = 114oC
114 − 105
(0,1480 − 0,1042)
n-heksana X1 = 0,1042 +
120 − 105
= 0,1305
114 − 105
(0,37 − 0,2467)
n-heptana X2 = 0,2467 +
120 − 105
= 0,5625
114 − 105
(0,655 − 0,4237)
n-oktana X3 = 0,4237 +
120 − 105
= 0,5625
Xi = 0,1305 + 0,3207 + 0,5625 = 1,024 ≈ 1
8. Temperatur fraksionasi kontinu dirancang untuk memisahkan 30.000 lb/
jam campuran yang terdiri atas 40% benzena (% berat) dan 60 %
toluena menjadi suatu hasil atas (distilat) yang mengandung 97 %
benzena dan hasil bawah (bottom) yang mengandung 98 % toluena.
Nisbah refluks adalah 3,5 mol refluks untuk setiap mol hasil. Panas laten
molal benzena = 7360 kal/g. mol
Panas laten molal toluena = 7960 kal/g. mol
Benzena dan toluena membentuk sistem ideal dengan volatilitas relatif
(a) = 2,5.
Titik didih umpan ialah 95°C pada 1 atm
Data kesetimbangan : benzena dan toluena (berdasarkan fraksi mol
cairan benzena).
Cairan X 1 0,823 0,659 0,508 0,376 0,256 0,155 0,058 0
Uap (Y) 1 0,922 0,830 0.720 0,596 0,453 0,304 0,128 0
319

a. Hitunglah berapa mol hasil atas (D) dan hasil bawah (B)
b. Tentukan banyaknya piring ideal dan letak piring umpan bila umpan
berupa cairan jenuh.
c. Jika uap pada tekanan 20 Ibf/in2 digunakan sebagai pemanas,
berapa uap pemanas yang diperlukan per jam pada kasus b.
d. Jika air pendingin masuk kondensor pada suhu 80 F (26,7°C) dan
keluar pada 150°F (65,5°C), berapa banyak air pendingin yang
diperlukan dalam lb/jam.
Penyelesaian :
a. B.M benzena = 78
B.M toluena = 78
Konsentrasi umpan XF ; konsentrasi destilat XD dan konsentrasi hasil
bawah = XB adalah sebagai berikut :
40 / 78 97 / 98
XF = = 0,44 ; × D = = 0,974
40 / 78 + 60 / 92 97 / 78 + 3 / 92
2 / 78
XB = = 0,0235
2 / 78 + 98 / 92
100
= 85,8
B.M rata-rata umpan ialah :
40 / 78 + 60 / 92
30.000
= 350 lb mol/j
Laju umpan F =
85,8
Neraca massa
F=D+B B = F – D = (350 – D) lb/mol/j
F.XF = D.XD + B.XB
350 x 0,44 = D 0,974 + (350 – D . 0,0235)
D = 1534 lb mol/j
B = (350 – 153,4) = 196,6 lb mol/j
b. R = 35
XD
Intercept =
RD + 1
0,974
=
3,5 + 1
= 0,216
320

Jumlah piring ideal = 11 buah + 1 reboiler
Feed masuk pada piring ke 5.
c. Aliran uap V di dalam bagian rektifikasi yang harus dikondensasikan
pada kondensor adalah :
4,5 mol per mol distilat, yaitu: V = 4,5 x 153,4 = 690 lb mol/jam
Laju aliran total uap di bagian rektifikasi adalah :
V = V + (1 - q) F
∇ = V - (1 - q) F
∇ = 690 -350 (1 -q)
= 690 - 350 (1 -1)
= 690 lb mol/j
Kalor penguapan campuran dari umpan
λ = 0,44 (7360) + 0,56 (7960)
= 7696 kal/g. mol
= 7696 x 1,8 Btu/lb.mol
= 13852,8 Btu/lb mol
Dari tabel diatas kalor (panas) dari 1 lb uap pemanas pada tekanan 20
Ibf/in2, didapat 958,8 Btu/lb.
Kebutuhan pemanas :
λ
∇
MS =
λS
321

13852,8 Btu/lb . mol
=
958,8 Btu/Lb
= 9969,2 lb/j
d. Kebutuhan air pendingin yang diperfukan :
V.
MC =
T2 − T1
690 x 135852,8
=
150 - 80
9558432
= = 136549,03 lb/jam
70
LATIHAN SOAL :
1. Koefisien distribusi I2 antara CCI4 dan H2O adalah 85. Hitung jumlah I2
yang tertinggal pada 100 cm3 suatu larutan yang asalnya 1 x 10-3 M,
sesudah ekstraksi dengan 2 kali 50 cm CCI4. Berapa jumlah I2 yang
tertinggal jika larutan yang sama diekstraksi dengan 100 cm3 CCI4 ?
2. Temperatur fraksionasi kontinu dirancang untuk memisahkan 30.000
lb/jam campuran yang terdiri atas 40% benzena (% berat) dan 60 %
toluena menjadi suatu hasil atas (distilat) yang mengandung 97 %
benzena dan hasil bawah (bottom) yang mengandung 98 % toluena.
Nisbah refluks adalah 3,5 mol refluks untuk setiap mol hasil. Panas laten
molal benzena = 7360 kal/g. mol
Panas laten molal toluena = 7960 kal/g. mol
Benzena dan toluena membentuk sistem ideal dengan volatilitas relatif
(a) = 2,5.
Titik didih umpan ialah 95°C pada 1 atm
Data kesetimbangan : benzena dan toluena (berdasarkan fraksi mol
cairan
benzena).
Cairan X 1 0,823 0,659 0,508 0,376 0,256 0,155 0,058 0
Uap (Y) 1 0,922 0,830 0.720 0,596 0,453 0,304 0,128 0
322

a. Hitunglah berapa mol hasil atas (D) dan hasil bawah (B)
b. Tentukan banyaknya piring ideal dan letak piring umpan bila umpan
berupa cairan jenuh.
c. Jika uap pada tekanan 20 lbf/in2 digunakan sebagai pemanas,
berapa uap pemanas yang diperlukan per jam pada kasus b.
d. Jika air pendingin masuk kondensor pada suhu 80 F (26,7°C) dan
keluar pada 150°F (65,5°C), berapa banyak air pendingin yang
diperlukan dalam lb/jam.
3. Menentukan ky, kG, NA dan laju penguapan
Tekanan parsial zat A pada permukaan adalah tekanan uap komponen A
pada temperatur 298 K adalah 0.20 atm. Koefisien perpindahan massa,
ky diperkirakan sebesar 6.78x10-5 kgmol/det.m2.
Tentukan konstanta perpindahan massa ky dan k9, fluksi massa dan laju
penguapan bila tekanan gas murni adalah 2 atm.
4. Absorpsi gas dengan cairan
Gas sulfur dioksida akan dihilangkan dari campuran gas yang memiliki
kelakuan seperti udara dengan cara pencucian (scrubbing) dengan
menggunakan larutan garam amonium sulfat di dalam sebuah kolom
dengan bahan pengisi Intaloz Saddles keramik yang berukuran 25 mm.
Gas masuk kolom dengan laju 0.80 m3/det. Pada temperatur 30°C dan
tekanan 1 bar. Campuran gas mengandung 7,0 % SO2 yang hampir
keseluruhannya dapat dihilangkan. Larutan pencuci memasuki kolom
dengan laju alir 3,8 kg/detik dan mempunyai rapat massa 1235 kg/m3,
viskositas 0,0025 kg/m. det.
Pertanyaan :
a. Tentukan diameter kolom jika penurunan tekanan yang dialami gas
adalah 400 (N/m2)/m
b. Bila tinggi irrigated packing adalah 8,0 meter, penurunan tekanan
sekitar 400 (N/m2)/m dan tinggi dan diameter Intalox Saddles
keramik masing-masing 1 m dan 25 mm digunakan di atas titik
masuk cairan sebagai entrainment separator. Pertanyaan : perkiraan
daya yang dibutuhkan untuk mengatasi penurunan tekanan bila
efisiensi motor fan yang digunakan adalah 60%.
323

BAB V
UTILITAS PABRIK
Sebuah pabrik mempunyai dua sistem proses utama, yaitu sistem
pereaksian dan sistem proses pemisahan & pemurnian. Kedua sistem
tersebut membutuhkan kondisi operasi pada suhu dan tekanan tertentu.
Dalam pabrik, panas biasanya ‘disimpan’ dalam fluida yang dijaga pada
suhu dan tekanan tertentu. Fluida yang paling umum digunakan adalah air
panas dan uap air karena alasan murah dan memiliki kapasitas panas tinggi.
Fluida lain biasanya digunakan untuk kondisi pertukaran panas pada suhu di
atas 100 oC pada tekanan atmosfer. Air atau uap air bertekanan (dinamakan
kukus atau steam) mendapatkan panas dari ketel uap (boiler.).
Sistem pemindahan panas bertugas memberikan panas dan
menyerap panas. Misalnya, menyerap panas dari sistem proses yang
menghasilkan energi seperti sistem proses yang melibatkan reaksi
eksotermik atau menyerap panas agar kondisi sistem di bawah suhu ruang
atau suhu sekitar. Untuk penyerap panas agar suhu di bawah suhu ruang
biasanya pabrik menggunakan refrigerant, bahan yang sama dengan yang
bekerja pada lemari es. Penggunaan air sebagai media pendingin juga
dibatasi sifat fisiknya, yaitu titik didih dan titik beku. Suhu air pendingin perlu
dikembalikan ke suhu sekitar atau suhu ruang agar bisa difungsikan kembali
sebagi pendingin. Sistem pemroses yang melakukan ini adalah cooling
tower.
Cooling tower, boiler dan tungku pembakaran merupakan sistem-
sistem pemroses untuk sistem penyedia panas dan sistem pembuang
panas. Kedua sistem proses ini bersama-sama dengan sistem penyedia
udara bertekanan, sistem penyedia listrik dan air bersih untuk kebutuhan
produksi merupakan sistem penunjang berlangsungnya sistem proses
utama yang dinamakan sistem utilitas. Kebutuhan sistem utilitas dan
kinerjanya tergantung pada seberapa baik sistem utilitas tersebut mampu
‘melayani’ kebutuhan sistem proses utama dan tergantung pada efisiensi
penggunaan bahan baku dan bahan bakar.
Pabrik tidak harus mempunyai sistem pemroses utilitas sendiri.
Listrik misalnya, pabrik bisa membelinya dari PLN jika kapasitas PLN
setempat mencukupi atau membeli dari pabrik tetangga. Demikian pula
untuk unit pengolahan limbah, unit penyedia uap air & air pendingin dan unit
penyedia udara bertekanan.
324

5.1. UNIT PENYEDIAAN LISTRIK
Dalam masyarakat modern yang industri dan perekonomiannya
maju, tenaga listrik memegang peranan yang sangat menentukan. Sulit
dibayangkan, sebuah pabrik tanpa pemakaian tenaga listrik. Karena untuk
menggerakkan beberapa alat misalnya, dibutuhkan motor listrik. Dan motor-
motor listrik yang dipakai pada berbagai alat semuanya membutuhkan listrik
sebagai tenaga penggerak.
Selain untuk menggerakkan motor, listrik di industri juga dubutuhkan
untuk pemanasan tanur dan proses elektrokimia. Sedangkan di luar
kebutuhan untuk industri, tenaga listrik dipakai untuk kebutuhan kantor,
pemanasan atau pendinginan udara, lampu penerangan, lemari es, dapur
dan keperluan kerumahtanggaan lainnya.
Berkaitan dengan penggunaan motor listrik, pada instalasi pabrik
yang agak tua dan sederhana sering menggunakan motor secara
bersamaan, yaitu satu motor untuk menggerakkan beberapa alat produksi
sekaligus dengan menggunakan gigi transmisi atau sabuk transmisi. Hal ini
dilakukan dengan pertimbangan biaya investasi. Namun penggunaan motor
secara bersamaan ini kurang baik karena bisa berakibat mudah terjadi
kecelakaan. Lagi pula sering terjadi motor tersebut menggerakkan hanya
satu alat produksi, sedangkan alat produksi yang lain tidak dipakai sehingga
motor dimanfaatkan di bawah kapasitas.
Pada instalasi pabrik yang lebih modern umumnya dipakai motor
tersendiri untuk setiap alat produksi, meskipun menggunakan motor kecil
saja. Konstruksi motor yang lebih kecil dirancang dengan bentuk yang
kompak dan tertutup agar motor tidak mudah rusak karena pengotoran. Hal
ini mengingat pada motor yang lebih kecil membutuhkan pendinginan yang
lebih baik karena bagian untuk pendinginan berukuran lebih kecil yaitu
dengan membuat lubang-lubang pada rumah stator. Akibatnya motor akan
lebih mudah menjadi kotor terutama tempat kerja yang banyak
menghasilkan debu dan pengotor seperti pabrik semen atau tekstil.
325

Gambar 5-1. Motor Listrik
5.2. UNIT PENYEDIAAN AIR
Kebutuhan air pada umumnya dan air pengisi ketel pada khususnya
pada industri-industri yang menggunakan tenaga uap adalah suatu hal yang
amat perlu mendapat perhatian. Pada pabrik-pabrik dimana uap (steam)
merupakan sumber tenaga (sebagai tenaga penggerak) dan sekaligus juga
merupakan sumber panas (dipakai dalam pemanasan, penguapan dan
pengkristalan).
5.2.1. Air Pengisi Ketel
A. Sumber-sumber air pengisi ketel
Macam-macam air yang dapat digunakan sebagai air pengisi
ketel adalah air sumur dan air kondensat. Air kondensat sudah murni
sehingga tidak perlu mengalami pengolahan yang khusus, sedangkan
untuk air yang berasal dari sumur perlu mendapat pengolahan-
pengolahan lebih dahulu.
B. Syarat Air Pengisi Ketel
Pada dasamya air yang akan digunakan, terutama yang
digunakan sebagai air pengisi ketel, harus memenuhi syarat. Air yang
berasal dari alam (sungai dan tanah) tidak ada yang dalam keadaan
mumi, biasanya terdapat pengotor-pengotor, antara lain :
1. Zat tersuspensi, seperti lumpur dan tanah liat. Biasanya dihilangkan
dengan penyaringan.
326

2. Zat terlarut, seperti garam-garam mineral (garam magnesium,
kalsium dan lain-lain).
Tabel 5-1. Syarat air pengisi ketel dan air ketel
Spesifikasi Air pengisi ketel Air ketel
Kesadahan < 0,1 OD <0,1 OD
pH 7,5-8,0 10,0-10,8
TDS Tidak nyata max 1500
PAlkali 50 ppm 300 ppm
M Alkali 100 ppM 500 ppm
Chlorine Tidak nyata max 70 ppm
Sulfit 30 ppm max 60 ppm
Oksigen Tidak nyata -
Silikat Tidak nyata
Fe Tidak nyata
P205 Max 30 ppm
Pada dasamya air yang akan digunakan, terutama yang digunakan
sebagai air pengisi ketel, harus memenuhi syarat. Air yang berasal dari
alam (sungai dan tanah) tidak ada yang dalam keadaan murni,
biasanya terdapat pengotor-pengotor, antara lain :
1. Zat tersuspensi, seperti lumpur dan tanah liat. Biasanya
dihilangkan dengan penyaringan.
2. Zat terlarut, seperti garam-garam mineral (garam magnesium,
kalsium dan lain-lain).
5.2.2. Pengolahan air
Pemurnian dan pelunakan air dapat dilakukan dengan berbagai cara,
tergantung pada rencana penggunaan air itu sendiri. Istilah pelunakan
(softening) digunakan untuk proses untuk menyingkirkan atau mengurangi
kesadahan air. Sedangkan pemurnian (purification) berbeda dari pelunakan,
yaitu menyingkirkan atau menghilangkan bahan-bahan organik dan
mikroorganisme dari air. Klasifikasi (clasification) kadang-kadang amat
penting dan digunakan bersamaan dengan pengendapan (precipitation)
dalam proses pelunakan air dingin.
327

A. Penukar Ion
Air sungai dan air tanah mula-mula ditampung di bak tarik yang
dilengkapi pompa untuk dialirkan ke bak pencampur dan diberi tawas
sebagai flokulan. Air yang telah diberi tawas dialirkan ke bak penggumpal
untuk memberi waktu flokulasi pengotor dalam air. Air dengan flok-flok
pengotor dialirkan ke bak pengendap agar flok-flok yang terbentuk turun dan
terpisah dari air. Air yang keluar dari bak pengendap sudah jernih tapi masih
ada pengotor yang melayang, oleh karena itu air kemudian disaring dengan
saringan untuk memisahkan partikel ini.
Air yang telah disaring masih mengandung zat-zat terlarut yang
menimbulkan kesadahan. Untuk menghilangkan pengotor yang terlarut ini
digunakan zat yang dapat menyerap ion-ion dalam larutan tersebut. Dengan
ion exchanger, diharapkan air yang akan digunakan pada proses memiliki
kesadahan sesedikit mungkin bahkan 0 agar tidak menimbulkan kerak.
1. Kondisi Peralatan Penukar Ion
Proses penghilangan ion-ion yang terlarut dalam air dapat
melibatkan penukar kation (cation exchanger) yang berupa resin Na
(R-Na). Proses-pertukaran-ion natrium merupakan proses yang paling
banyak digunakan untuk melunakkan air. Dalam proses pelunakan ini,
ion-ion kalsium dan magnesium disingkirkan dari air berkesadahan tinggi
dengan jalan pertukaran kation dengan natrium. Bila resin penukar itu
sudah selesai menyingkirkan sebagian besar ion kalsium dan
magnesium sampai batas kapasitasnya, resin itu di kemudian
diregenerasi kembali ke dalam bentuk natriumnya dengan menggunakan
larutan garam dengan pH antara 6 sampai 8. Kapasitas pertukaran resin
polistirena besarnya 650 kg/m3 bila diregenerasikan dengan 250 g
garam per kilogram kesadahan yang dibuang.
328

Gambar 5-2. Ion Exchanger
Untuk penukar kation siklus natirum atau hidrogen biasanya digunakan
resin sintetik jenis sulfonat stirena-divinilbenzena. Resin ini sangat stabil
pada suhu tinggi (sampai 150 oC) dan dalam pH antara 0 sampai 14. Di
samping itu, bahan ini sangat tahan terhadap oksidasi. Kapasitas total
penukar kation bisa mencapai 925 kg CaCO3 per meter kubik penukar
ion dengan siklus hidrogen dan sampai 810 kg CaCO3 per meter kubik
dengan siklus natrium. Namun dalam praktiknya kapasitas operasi tidak
setinggi itu.
Dalam reaksi pelunakan air di bawah ini, lambang R
menunjukkan radikal penukar kation. Resin tersebut menghilangkan
ion Ca 2+ dan Mg 2+ penyebab kesadahan. Reaksinya sebagai berikut:
CaCO3 + 2 R-Na R2-Ca + Na2C03
MgCO3 + 2 R-Na R2-Mg + Na2C03
Bila tanur penukar kation sudah habis kemampuannya untuk
menghasilkan air lunak, unit pelunak itu dihentikan; lalu dicuci balik
329

(backwash) untuk membersihkannya dan mengklasifikasikan partikel
resin di dalam tanur itu kembali; kemudian diregenerasi dengan larutan
garam biasa (natrium klorida) yang menyingkirkan kalsium dan
magnesium dalam bentuk klorida yang dapat larut dan sekaligus
mengembalikan penukar kation itu ke dalam bentuk natriumnya. Tanur
itu dicuci lagi untuk membersihkannya dari hasil samping yang dapat
larut dan dari kelebihan garam; kemudian dikembalikan ke operasi untuk
selanjutnya melunakkan air. Reaksi regenerasi menggunakan air gararn
(NaCI) dapat dilukiskan sebagai berikut:
R2-Ca + 2 NaCI 2 R-Na + CaCl2
R2-Mg + 2 NaCI R-Na + MgCl2
Sedangkan kandungan anion tidak dihilangkan lewat penukar
anion (anion exchanger). Jika kandungan anion sudah tinggi, biasanya
dilakukan blowdown yaitu membuang sebagian besar air dan diganti
dengan air kondensat.
Selain pengotor-pengotor diatas, terdapat pula berbagai macam
gas yang terlarut dalam air (C02, CF4, 02, H2S). Gas tersebut dihilangkan
dengan deaerator sebelum memasuki ketel. Deaerator bekerja dengan
cara memanaskan air ketel sehingga gas-gas tersebut dapat keluar.
2. Mengoperasikan Alat Penukar Ion
Pada proses kolom ganda, air mentah mula-mula masuk ke
dalam kolom penulcar kation. Di sini sernua kation yang terkandung
dalam air (terutama ion kalsium, magnesium dan natrium) ditukar
dengan ion hidrogen. Dalarn kolom berikutnya yang berisi penukar
anion, maka anion (terutama ion khlorida, sulfat dan bikarbonat) ditukar
dengan ion hidroksil. Ion hidrogen yang berasal dari penukar kation dan
ion hidroksil dari penukar anion akan membentuk ikatan dan
menghasilkan air.
Setelah air terbentuk maka resin penukar ion harus diregenerasi.
Pelaksanaan regenerasi pada proses kolorn ganda sangat sederhana.
Ke dalam kolom penukar kation dialirkan asarn khlorida encer dan ke
dalam kolom penukar anion dialirkan larutan natrium hidroksida encer.
Regeneran yang berlebihan selanjutnya dibilas dengan air.
330

Pada proses unggun campuran - kolom tunggal, resin penukar kation
dan penukar anion dicampur menjadi satu dalam sebuah kolom tunggal.
Dengan proses unggun campuran dapat dicapai tingkat kemurnian air
yang jauh lebih tinggi daripada dengan proses kolom ganda. Sebaliknya,
pada proses unggun campuran regenerasi resin penukar lebih kompleks.
Gambar 5.1. Pengopeasian alat penukar ion
Langkah-langkah kerja pada regenerasi unggun campuran: Pernisahan
resin penukar kation dan penukar anion dengan cara klasifikasi
menggunakan air (pencucian kembali dari bawah ke atas). Dalam hal ini
resin penukar anion yang lebih ringan (kebanyakan berwarna lebih
terang) akan berada di atas resin penukar kation yang lebih berat
(kebanyakan berwarna lebih gelap). Pencucian kembali harus
dilangsungkan terus sampai di antara kedua resin terlihat suatu lapisan
pemisah yang tajam.
- Untuk regenerasi, regeneran bersama dengan air dialirkan melewati
kedua lapisan resin Asam khlorida encer dialirkan dari bawah ke atas
melewati resin penukar kation, dan dikeluarkan dari kolom pada
ketinggian lapisan pernisah. Larutan natrium hidroksida encer
dialirkan dari atas ke bawah melewati resin penukar anion, juga
dikeluarkan pada ketinggian lapisan pemisah.
- Kelebihan kedua regeneran kemudian dicuci dengan air.
- Ketinggian permukaan air dalam kolom diturunkan dan kedua resin
penukar dicampur dengan cara memasukkan udara tekan dari ujung
bawah kolom.
331

Peneucian ulang unggun campuran dengan air dari atas ke bawah,
-
sampai alat ukur konduktivitas menunjukkan kondisi kemurnian air
yang diinginkan.
Gambar 5.2. Alat penukar ion di industri
Sekarang instalasi siap untuk dioperasikan lagi. Baik pada instalasi
pclunakan maupun pada instalasi demineralisasi air, maka pengalihan
dari kondisi operasi ke proses regenerasi, pelaksanaan regenerasinya
sendiri, dan pengalilian kembah ke kondisi operasi dapat dilakukan baik
secara manual maupun secara otomatik.
Untuk mencapai kualitas air atau performansi yang optimal dan untuk
mencegah terjadinya kerusakan pada resin penukar, maka petunjuk
kerja yang diberikan oleh pabrik pembuat instalasi (misalnya mengenai
urutan pelaksanaan operasi, kuantitas dan konsentrasi regeneran, waktu
regenerasi dan waktu pencucian) harus diikuti dengan seksama.
Perhatian: Pada saat bekerja dengan asam dain basa yang diperlukan
untuk regenerasi, perlengkapan keselamatan perorangan yang sesuai
harus digunakan. Air buangan yang keluar pada regenerasi dapat
bersifat asam, basa atau mengandung garam. dan karena itu dalam
hubungannya dengan pelestarian lingkungan harus ditangani seperti air
limbah kimia.
Ukuran performansi sebuah instalasi penukar ion adalah kuantitas cairan
yang diproduksi per jam (atau selang waktu di antara dua regenerasi).
Performansi tergantung pada besarnya alat atau kuantitas penukar,
pada kuantitas ion yang akan dipisahkan (dengan syarat kemurnian air
332

yang diinginkan telah tertentu) dan pada tingkat kemurnian yang diminta.
Untuk operasi yang semi kontinu (bila pengolahan air tidak bolch
berhenti di tengah-tengah) diperlukan dua buah unit yang dihubungkan
secara paralel. Karena proses pertukaran dan proses regenerasi tidak
dapat berlangsung pada saat yang bersamaan, kedua unit tersebut
bekerja secara bergantian, yang satu sebagai penukar ketika yang lain
sedang regenerasi.
Gambar 5.3. Performansi Instalasi Penukar Ion
Beberapa jenis proses pertukaran sering juga digabungkan bersama.
Misalnya untuk meringankan beban kolorn utama dari instalasi unggun
campuran (untuk meningkatkan perforinansinya) dapat dipasang sebuah
kolom pelunak air di depannya.
Untuk tujuan penggunaan tertentu dari air yang telah diolah (misalnya
untuk mengurangi bahaya korosi pada pernbangkitan nap) scringkali
diperlukan pengeluaran gas (penghilangan O2 dan CO2). Penghilangan
gas dapat dilakukan secara termis atau dengan penambahan
bahan-bahan kimia. Di samping itu juga acapkali diinginkan agar
333

sebelum pertukaran ion berlangsung. pencemar organik yang terlarut
dalam kuantitas besar dihilangkan supaya resin penukar tida-kmenjadi
rusak. Penghilangan pencemar dapat dilakukan dengan bantuan
adsorben.
Di samping instalasi-instalasi penukar ion yang tak kontinu dan
yang semi kontinu, terdapat pula instalasi yang kontinu. Prinsip kerjanya
misaInya adalah bahwa resin penukar juga digerakkan. Dengan irama
kerja tertentu resin penukar dialirkan dalam suatu sirkulasi yang terdiri
atas daerah pertukaran, daerah regenerasi dan daerah pencucian.
3. Mengganti Resin Penukar Ion
Penukar ion kebanyakan berupa bahan organik, yang umumnya
dibuat secara sintetik. Bahan ini terdiri atas rnakromolekul-makromolekul
dan memiliki susunan yang serupa dengan resin sintetik. Oleh karena itu
bahan tersebut sering juga disebut resin penukar ion. Namun
berlawanan dengan resin sintetik biasa yang secara kimia umumnya,
netral, penukar ion mengandung bagian-bagian aktif dengan ion yang
dapat dipertukarkan.
Bagian aktif semacam itu misaInya adalah
pada penukar kation:
- Kelompok-kelompok asam sulfo – SO-3 H+ (dengan sebuah ion H+
yang dapat ditukar)
pada penukar anion:
- Kelompok-kelompok amonium kuartener -N- (CH3)3+OH- (dengan
sebuah ion OH- yang dapat ditukar)
Jenis penukar Tipe Suhu tertinggi Rentang pH Penerapan terutama
yang diizinkan di bidang
o
( C)
Asam kuat 120 1 – 14 Pengolahan air
pemisahan limbah
Katalisasi
Kation
Asam lemah 120 4 - 14 Pengolahan limbah
laurtan farmasi dan
antibiotika
Anion Basa kuat 60 – 75 11 – 12 Demineralisasi
Air produksi, katalisa
Basa kuat Penghilangan garam
dari air pencuci yang
mengandung khromat.
40 11 - 12 Demineralisasidan
menghilangkan asam
Resin Asam kuat dan 60 0 – 14 Air bekas garam
pencampur basa kuat
334

Penukar ion dapat digunakan baik dalam bentuk granulat atau
bola- bola kecil (Ø 0,3 - 1,5 mm). Bahan ini tidak larut dalam air, tetapi
akan mengernbung bila dimasukkan ke dalam air (pengambilan air
sampai 50%). Agar bahan tersebut selalu dalarn keadaan siap pakai, pe-
nyimpanannya harus dalarn keadaan lembab (dalam kondisi
mengembung). Sifat-sifat penting yang diharapkan dari penukar ion
adalah daya pengambilan (kapasitas) yang besar, selektivitas yang
besar, kecepatan pertukaran yang besar. ketahanan terhadap suhu,
ketahanan terhadap pengaruh kimia maupun ketahanan terhadap
pengikisan. Regenerasi dari penukar ion yang telah terbebani dapat
dilakukan dengan mudah, karena pertukaran ion merupakan suatu
proses yang sangat reversibel. Yang perlu diusahakan hanyalah agar
pada regenerasi berlangsung reaksi dalam arah yang berkebalikan dari
pertukaran ion. Untuk itu pertukar kation dicampur dengan larutan yang
mengandung ion-ion H+ (inisalnya asam khlorida encer), dan penukar
anion dengan larutan yang mengandung ion-ion OH- (misalnya larutan
natrium hidroksida encer).
Reaksi-reaksi proses, regenerasi secara sederhana dapat dirumuskan
sebagai berikut..
- Regenerasi penukar kation
R- - Na+ + H+ R- - H+ + Na+
- Regenerasi penukar anion
R+ - Cl- + OH- R+ - OH- + Cl-
Gambar 5.4. Regenerasi penukar kation dan anion
335

4. Merawat Alat-alat penukar Ion
Di bidang teknik, terutama pada pengolahan air, umumnya digunakan
proses kolom. Alat-alat penukar ion ini harus dirawat agar umur pakainya
dapat lama. Dalam hal ini air yang akan dibersihkan mengalir dengan
tekanan ledeng dari atas ke bawah kolom melewati lapisan yang diam
(unggun diam). Unggun ini adalah unggun penukar ion yang berada
dalam suatu tangki silinder vertikal (kolom). Tangki dapat terbuat dari
kaca, bahan sintetik atau logam.
Seiring dengan naiknya pembebanan, tempat pertukaran bergeser dari
atas ke bawah. Dengan perkataan lain, daerah pertukaran yang sesung-
gulmya bergerak melalui seluruh unggun diam hingga mencapai ujung
bawah lapisan resin. Setelah itu aliran terjadi penerobosan (break-
through) ion dalam air yang mengalir keluar (konduktivitas listrik naik
dengan cepat). Bila hal ini terjadi, pemasukan cairan harus dihentikan
dan resin harus diregenerasi.
Gambar 5.5. Proses perawatan mesin pada alat penukar ion
Jika pengolahan air hanya menyangkut pelunakan (penukaran ion-ion
kalsium dan magnesium dengan ion-ion natrium dari penukar ion), maka
hal ini dapat dicapai dengan mengalirkan air melalui sebuah kolom
tunggal yang diisi dengan resin yang bersangkutan (proses kolom
336

tunggal). Regenerasi resin yang telah terbebani kebanyakan dilakukan
dengan menggunakan larutan garam dapur.
Pada Proses demineralisasi garam (semua kation dan anion ditukar),
aliran air harus melewati resin penukar kation maupun resin penulcar
anion. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan dua kolom yang
dihubungkan secara seri (proses kolom ganda), atau dengan kolom
tunggal (proses unggun campuran - kolom tunggal). Dalam kedua hal ini
kemurnian air yang rnengalir keluar dan kondisi pembebanan pada resin
diawasi dengan bantuan alat ukur konduktivitas (konduktivitas listrik atau
tahanan listrik merupakan ukuran untuk konsentrasi ion, berarti juga
untuk derajat atau tingkat kemurnian air). Alat ukur konduktivitas
semacam itu memiliki skala yang ditera dalam satuan konduktivitas
(misalnya μS cm) atau dalam satuan tahanan (misalnya M cm), dan
selain itu sering dibagi dalam dua warna (hijau = cukup murni, merah =
belum murni). Alat ukur konduktivitas dapat dihubungkan dengan
perlengkapan alarm, maupun dengan organ pemblokir yang akan
menghentikan aliran air masuk secara otomatik apabila konduktivitas
yang diizinkan terlampaui atau tahanan yang diinginkan tidak tercapai.
B. Pengolahan Internal
Pengolahan air dalam ketel bertujuan mengontrol korosi, kerak
dan buih yang timbul dengan penambahan bahan kimia. Korosi dapat
dicegah dengan penghilangan oksigen dan mengatur pH bersifat alkalis.
Kerak (scaling) dikendalikan dengan mengikat kesadahan dalam air.
Untuk mengendalikan kerak dan korosi digunakan WQ yang berisi
natrium bisulfit dan natrium trifosfat. Natrium, bisulfit akan mengikat
oksigen sehingga korosi bisa terhindar. Sedang natritum fosfat akan
bereaksi dengan senyawa penyebab kesadahan membentuk Ca3(PO4)2
yang berbentuk lumpur dan cenderung mengendap pada pH alkali.
Lumpur tersebut akan berkumpul di dasar ketel dan dikeluarkan
bersama blowdown.
2 NaHS03 + O2 2 NaHSO4
2 Na3PO4.12 H2O + 3 CaCO3 Ca3(PO4)2 + 3 Na2CO3 + 4 H2O
2 Na3PO4.12 H2O + 3 CaSO4 C43(PO4)2 + 3 Na2SO4 + 2 H2O
337

Gambar 5-6. Instalasi Pengolahan Air
5.2.3. Menara Pendingin (Cooling tower)
Cooling tower digunakan untuk mendinginkan air kondensat sebelum
masuk ke dalam ketel. Air dilewatkan pada kisi - kisi sehingga terbentuk tirai
air dan diberi blower di bagian atas untuk menghisap keluar udara panas
dan dalam kisi.
Sebagian cooling tower dibuat dari red wood, yaitu sejenis kayu yang
sangat tahan (awet) apabila secara terus-menerus kontak dengan air.
Bahan Isian (internal packing) biasanya merupakan susunan kayu yang
dipasang horisontal. Ruang kosong menara sangat besar, biasanya lebih
dari 90% supaya penurunan tekanan (pressure drop) udara bisa serendah
mungkin. Luas permukaan kontak antara udara dan air tidak hanya pada
film cairan pada permukaan packing, tetapi juga pada permukaan tetesan air
yang jatuh dan menyerupai hujan. Aliran udara dan air di dalam cooling
tower bisa secara silang atau lawan arah (counter current) atau kombinasi
dari keduanya.
338

Gambar 5-7. Cooling Tower
5.3. UNIT PENGADAAN UAP
Uap (Steam) sangat berperan penting dalam proses untuk
menggerakkan mesin-mesin bertenaga uap dan pemanas awal. Sebuah
ketel uap (boiler) digunakan untuk mengubah air menjadi uap dengan
pertolongan panas. Ditinjau dari tenaga termis (panas) yang didapat dengan
pembakaran bahan bakar, ketel uap termasuk External Combustion Engine,
yaitu pesawat tenaga dimana pembakaran bahan bakar dilakukan di luar
pesawat (mesin uap) itu sendiri.
Uap yang dihasilkan mempunyai tenaga termis, tenaga potensial dan
tenaga kinetis yang dimanfaatkan sebagai berikut:
a. Tenaga termis yang dikandung uap dapat langsung digunakan
sebagai bahan pemanas pada proses industri.
339

b. Tenaga potensial dari uap diubah menjadi tenaga mekanik
dengan mesin uap untuk selanjutnya diperoleh tenaga mekanik
c. Tenaga kinetis dari uap diubah menjadi tenaga putar dengan
suatu turbin uap. Selanjutnya dapat digunakan untuk
membangkitkan tenaga listrik.
A. Ketel Uap
Seperti sudah disebutkan di atas bahwa ketel uap adalah suatu
pesawat yang digunakan untuk mengubah air yang ada di dalamnya
menjadi uap dengan cara dipanaskan. Dengan adanya bahan perantara
iar tersebut, maka di dalam ketel uap harus ada ruang atau tempat air.
Bentuk ruang atau tempat air tergantung dari jenis ketel.
Sebagai contoh, untuk ketel pipa air, air berada di dalam pipa-pipa,
sedangkan pemanasannya dari bagian luar (sekeliling) pipa tersebut.
Sebaliknya untuk ketel pipa api, airnya berada di sekeliling pipa-pipa api.
Cara menempatkan pipa api atau pipa air dibuat sedemikian rupa
sehingga mendapatkan peredaran air dan pembentukan uap yang baik.
Dengan adanya panas yang dibutuhkan untuk pembentukan uap, pada
ketel perlu dilengkapi dengan dapur. Macam konstruksi dapur juga harus
ditempatkan sedemikian rupa sehingga peredaran air dalam ketel
sempurna. Dalam pembakaran suatu bahan bakar perlu juga adanya
udara pembakaran. Peredaran udara dibuat sedemikian rupa agar
pembakaran bahan bakar dapat berlangsung dengan baik.
Uap yang dibentuk di dalam ketel mempunyai tekanan yang lebih
besar dari pada tekanan udara luar, maka ketel harus mampu menahan
tekanan uap tersebut. Kekuatan ketel uap tergantung dari bentuk dan
bahannya. Bentuk yang lebih kuat untuk menahan tekanan yang
lebih besar dari dalam adalah bentuk bulat cembung dan silinder sebab
dengan bentuk semacam itu sukar berubah bentuknya yang disebabkan
oleh tekanan dari dalam. Tetapi bentuk bulat cembung ini tidak
digunakan untuk ketel uap karena konstruksinya yang sulit unruk
dikerjakan. Oleh karena itu pada umumnya ketel uap dibuat dalam
bentuk silinder.
Bahan untuk ketel uap harus baik karena disamping harus
menahan tekanan yang tinggi juga harus tahan pada suhu yang tinggi.
340

Biasanya digunakan baja Siemens-Martin yang liat dan mudah
dikerjakan.
Gambar 5-8. Skema proses pada Ketel Uap (Boiler)
B. Pemeriksaan Ketel
Perusahaan yang menggunakan ketel bertekanan, tiap saat
harus melakukan pemeriksaan. Dalam memeriksa ketel termasuk di
dalamnya adalah perhitungan konstruksi, bahan, cara menggunakan
atau mengoperasikan.
Ketel yang akan diperiksa, harus dipersiapkan:
1. Ketel dibersihkan bagian luar dan dalam, bersih dari batu ketel,
lumpur dan kotoran lainnya
2. Semua lubang uap/air/ peralatan keteldisumbat dengan baik
3. Semua bagian ketel yang dipandang dapat menghambat
pemeriksaan, dilepas.
Pemeriksaan ketel dibagi menjadi dua macam yaitu pemeriksaan
dalam dan pemeriksaan luar. Periode pemeriksaan, untuk ketel kapal
dilakukan 1 tahun sekali, sedangkan ketel darat: pemeriksaan dalam 3 –
4 tahun sekali dan pemeriksaan luar 2 tahun sekali.
Hal yang penting dalam pemeriksaan dalam adalah:
1. keadaan bahannya
2. apakah bahannya tidak rusak setempat
3. apakah tidak terdapat rengat-rengat pada tempat-tempat tikungan
4. apakah penguat-penguat masih cukup kuat
Cara memeriksanya :
1. dengan pancaindra
2. dengan pukulan-pukulan palu, dan suaranya didengar
341

3. dengan alat magnet
4. dengan sinar rontgent
Pemeriksaan luar, yang dipentingkan:
1. menyelidiki sambungan-sambungan ketel bila terjadi kebocoran
2. menyelidiki perubahan bentuk (pada bagian datar)
Cara memeriksanya:
1. ketel diisi dengan air sampai penuh (air dingin atau hangat, tidak
boleh dengan uap)
2. setelah semua lubang tertutup rapat kemudian dipres dengan pres
tangan (pompa tangan)
3. kemudian dilihat kemungkinan adanya kebocoran
4. tekanan ketel waktu dicoba dibuat lebih tinggi dibanding waktu kerja
(waktu paling lama 15 menit)
Hal lain yang perlu diperhatikan:
1. pada waktu mencoba, manometer pada ketel harus diperiksa dengan
manometer pengontrol
2. jika diperoleh hasil kurang memuaskan, maka harus diperbaiki
misalnya masih ada bagian yang bocor atau perubahan bentuk yang
terlalu besar
3. jika keadaan ketel sudah baik, pada lempeng stempel diberi tanda.
Gambar 5-9. Ketel Uap (Boiler)
342

C. Perawatan Boiler dan Pemanas Fluida Termis
Tugas dan pemeriksaan berkala pada bagian luar boiler. Seluruh
pintu akses dan bidang kerja harus dirawat kedap udara dengan
menggunakan paking yang efektif. Sistem cerobong asap harus memiliki
sambungan yang tertutup secara efektif dan bila perlu diisolasi.
Shell boiler dan bagiannya harus terisolasi dengan baik dan
harus dipastikan bahwa isolasinya sudah cukup. Jika isolasi yang
digunakan pada boiler, pipa dan silinder air panas dipasang beberapa
tahun yang lalu, hampir dipastikan isolasinya sudah tipis walaupun
tampaknya dalam kondisi baik. Perlu diingat bahwa isolasi tersebut
terpasang ketika biaya bahan bakar sangat rendah. Penambahan
ketebalan akan lebih baik.
Di akhir waktu pemanasan/pemakaian, selama musim panas,
boiler harus di tutup sepenuhnya dan permukaan dalam ditutup
sepenuhnya dengan plat dengan sisipan dessicant. (Hanya diterapkan
untuk boiler yang tidak dioperasikan diantara waktu pemanasan/
pemakaian).
D. Meningkatkan steam dan air panas boiler
Kotoran dalam air boiler yang terkumpul dalam boiler, memiliki
batasan konsentrasinya yang bergantung pada jenis dan beban boiler.
Blow down boiler harus diminimalkan, tetapi ketentuan densitas air harus
dijaga. Panas dari air blow down sebaiknya dimanfaatkan. Dalam steam
boiler, apakah pengolahan air cukup untuk mencegah pembentukan
foaming (pembentukan busa/buih) atau priming dan konsekuensinya
membawa kelebihan air dan bahan kimia kedalam sistem steam? Untuk
steam boiler, apakah pengendalian otomatis permukaan air bekerja?
Adanya pipa interkoneksi dapat menjadi sangat berbahaya. Apakah
pengecekkan telah dilakukan secara berkala terhadap kebocoran udara
di sekitar boiler, pintu atau antara boiler dan cerobong asap? Yang
disebutkan pertama akan mengurangi efisiensi, yang disebutkan
kemudian dapat menurunkan kualitas kekeringan steam dan mendorong
terjadinya kondensasi, korosi, dan Smutting.
Kondisi pembakaran harus dicek dengan menggunakan alat
analisis gas buang paling sedikit dua kali setiap musim dan jika
diperlukan perbandingan bahan bakar/udara disetel. Detektor dan alat
343

kontrol yang ada sebaiknya diberi label dan diperiksa secara berkala.
Tampilan kunci pengaman harus memiliki penyetel manual dan alarm.
Harus dilakukan pengujian, atau pemasangan indikator permanen pada
burner untuk memantau kondisi kondisi tekanan/suhu operasi.
Dalam boiler yang berbahan bakar minyak atau gas, kabel-kabel
sistim fussible link untuk mematikan/shutdown jika ada kebakaran atau
pemanasan berlebih yang melintasi jalan yang dilewati karyawan, harus
ditempatkan pada posisi di atas kepala. Fasilitas emergency shutdown
diletakkan pada pintu keluar ruang boiler.
Gambar 5-10. Penukar Panas (Heat Exchanger)
5.4. SISTEM UTILITAS UDARA TEKAN
Plant industri menggunakan udara tekan untuk seluruh operasi
produksinya, yang dihasilkan oleh unit udara tekan yang berkisar dari 5
horsepower (hp) sampai lebih 50.000 hp. DepartemenEnergi Amerika
Serikat (2003) melaporkan bahwa 70 sampai 90 persen udara tekan hilang
dalam bentuk panas yang tidak dapat digunakan, gesekan, salah
344

penggunaan dan kebisingan. Sehingga, kompresor dan sistim udara tekan
menjadi area penting untuk meningkatkan efisiensi energi pada plant
industri. Merupakan catatan yang berharga bahwa biaya untuk menjalankan
sistim udara tekan jauh lebih tinggi daripada harga kompresor itu sendiri
(lihat Gambar 5-11). Penghematan energi dari perbaikan sistim dapat
berkisar dari 20 sampai 50 persen atau lebih dari pemakaian listrik,
menghasilkan ribuan bahkan ratusan ribu dolar. Sistim udara tekan yang
dikelola dengan benar dapat menghemat energi, mengurangi perawatan,
menurunkan waktu penghentian operasi, meningkatkan produksi, dan
meningkatkan kualitas.
Gambar 5-11. Prosentase biaya sistem udara tekan
Sistim udara tekan terdiri dari bagian pemasokan, yang terdiri dari
kompesor dan perlakuan udara, dan bagian permintaan, yang terdiri dari
sistim distribusi & penyimpanan dan peralatan pemakai akhir. Bagian
pemasokan yang dikelola dengan benar akan menghasilkan udara bersih,
kering, stabil yang dikirimkan pada tekanan yang dibutuhkan dengan biaya
yang efektif. Bagian permintaan yang dikelola dengan benar akan
meminimalkan udara terbuang dan penggunaan udara tekan untuk
penerapan yang tepat. Perbaikan dan pencapaian puncak kinerja sistim
udara tekan memerlukan bagian sistim pemasokan dan permintaan dan
interaksi diantara keduanya.
345

5.4.1 Komponen Utama Sistim Udara Tekan
Sistim udara tekan terdiri dari komponen utama berikut: Penyaring
udara masuk, pendingin antar tahap, after-coolers, pengering udara, traps
pengeluaran kadar air, penerima, jaringan pemipaan, penyaring, pengatur
dan pelumasan (lihat Gambar 5-12).
1. Filter Udara Masuk: Mencegah debu masuk kompresor; Debu
menyebabkan lengketnya katup/ kran, merusak silinder dan
pemakaian yang berlebihan.
2. Pendingin antar tahap: Menurunan suhu udara sebelum masuk
ke tahap berikutnya untuk mengurangi kerja kompresi dan
meningkatkan efisiensi. Biasanya digunakan pendingin air.
3. After-Coolers: Tujuannya adalah membuang kadar air dalam
udara dengan penurunan suhu dalam penukar panas
berpendingin air.
4. Pengering Udara: Sisa-sisa kadar air setelah after-cooler
dihilangkan dengan menggunakan pengering udara, karena udara
tekan untuk keperluan instrumen dan peralatan pneumatik harus
bebas dari kadar air. Kadar air dihilangkan dengan menggunakan
adsorben seperti gel silika/karbon aktif, atau pengering refrigeran,
atau panas dari pengering kompresor itu sendiri.
5. Traps Pengeluaran Kadar Air: Trap pengeluaran kadar air
diguakan untuk membuang kadar air dalam udara tekan. Trap
tersebut menyerupai steam traps. Berbagai jenis trap yang
digunakan adalah kran pengeluaran manual, klep pengeluaran
otomatis atau yang berdasarkan waktu dan lainnya.
6. Penerima: Penerima udara disediakan sebagai penyimpan dan
penghalus denyut keluaran udara – mengurangi variasi tekanan
dari kompresor
346

Gambar 5-12. Jenis Komponen Kompresor (US DOE, 2003)
5.4.2. Jenis Kompresor
Seperti terlihat pada Gambar 5-13, terdapat dua jenis dasar :
positive-displacement and dinamik. Pada jenis positive-displacement,
sejumlah udara atau gas di- trap dalam ruang kompresi dan volumnya
secara mekanik menurun, menyebabkan peningkatan tekanan tertentu
kemudian dialirkan keluar. Pada kecepatan konstan, aliran udara tetap
konstan dengan variasi pada tekanan pengeluaran.
Kompresor dinamik memberikan enegi kecepatan untuk aliran udara
atau gas yang kontinyu menggunakan impeller yang berputar pada
kecepatan yang sangat tinggi. Energi kecepatan berubah menjadi energi
tekanan karena pengaruh impeller dan volute pengeluaran atau diffusers.
Pada kompresor jenis dinamik sentrifugal, bentuk dari sudu-sudu impeller
menentukan hubungan antara aliran udara dan tekanan (atau head) yang
dibangkitkan.
347

Gambar 5-13. Jenis Kompresor (US DOE, 2003)
A. Kompresor Positive Displacement
Kompresor ini tersedia dalam dua jenis: reciprocating dan putar/
rotary.
1. Kompresor reciprocating
Di dalam industri, kompresor reciprocating paling banyak
digunakan untuk mengkompresi baik udara maupun refrigerant.
Prinsip kerjanya seperti pompa sepeda dengan karakteristik dimana
aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan pengeluaran
tertentu. Juga, kapasitas kompresor proporsional langsung terhadap
kecepatan. Keluarannya, seperti denyutan.
Gambar 5-14. Penampang melintang kompresor reciprocating
348

Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi;
terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal,
vertical, horizontal balance-opposed, dan tandem. Jenis kompresor
reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150 cfm.
Kompresor horisontal balance opposed digunakan pada kapasitas
antara 200 – 5000 cfm untuk desain multitahap dan sampai 10,000
cfm untuk desain satu tahap (Dewan Produktivitas Nasional, 1993).
Kompresor udara reciprocating biasanya merupakan aksi
tunggal dimana penekanan dilakukan hanya menggunakan satu sisi
dari piston. Kompresor yang bekerja menggunakan dua sisi piston
disebut sebagai aksi ganda. Sebuah kompresor dianggap sebagai
kompresor satu tahap jika keseluruhan penekanan dilakukan
menggunakan satu silinder atau beberapa silinder yang parallel.
Beberapa penerapan dilakukan pada kondisi kompresi satu tahap.
Rasio kompresi yang terlalu besar (tekanan keluar absolut/tekanan
masuk absolut) dapat menyebabkan suhu pengeluaran yang
berlebihan atau masalah desain lainnya. Mesin dua tahap yang
digunakan untuk tekanan tinggi biasanya mempunyai suhu
pengeluaran yang lebih rendah (140 to 160oC), sedangkan pada
mesin satu tahap suhu lebih tinggi (205 to 240oC).
2. Kompresor Putar/ Rotary
Kompresor rotary mempunyai rotor dalam satu tempat
dengan piston dan memberikan pengeluaran kontinyu bebas
denyutan. Kompresor beroperasi pada kecepatan tinggi dan
umumnya menghasilkan hasil keluaran yang lebih tinggi
dibandingkankompresor reciprocating. Biaya investasinya rendah,
bentuknya kompak, ringan dan mudah perawatannya, sehingga
kompresor ini sangatpopular di industri. Biasanya digunakan dengan
ukuran 30 sampai 200 hp atau 22 sampai 150 kW.
349

Gambar 5-15. Gambaran kompresor ulir (Referensi tidak diketahui)
Jenis dari kompresor putar adalah:
1. Kompresor lobe (roots blower)
2. Kompresor ulir (ulir putar helical-lobe, dimana rotor putar jantan
dan betina bergerak berlawanan arah dan menangkap udara
sambil mengkompresi dan bergerak kedepan (lihat Gambar 5-15)
3. Jenis baling-baling putar/ baling-baling luncur, ring cairan dan
jenis gulungan.
Kompresor ulir putar menggunakan pendingin air. Jika
pendinginan sudah dilakukan pada bagian dalam kompresor, tidak
akan terjadi suhu operasi yang ekstrim pada bagian-bagian yang
bekerja. Kompresor putar merupakan kompresor kontinyu, dengan
paket yang sudah termasuk pendingin udara atau pendingin air.
Karena desainnya yang sederhana dan hanya sedikit bagian-
bagian yang bekerja, kompresor udara ulir putar mudah
perawatannya, mudah operasinya dan fleksibel dalam
pemasangannya. Kompresor udara putar dapat dipasa ng pada
permukaan apapun yang dapat menyangga berat statiknya.
B. Kompresor Dinamis
Kompresor udara sentrifugal (lihat Gambar 5-16) merupakan
kompresor dinamis, yang tergantung pada transfer energi dari impeller
berputar ke udara. Rotor melakukan pekerjaan ini dengan mengubah
350

momen dan tekanan udara. Momen ini dirubah menjadi tekanan tertentu
dengan penurunan udara secara perlahan dalam difuser statis.
Kompresor udara sentrifugal adalah kompresor yang dirancang bebas
minyak pelumas. Gir yang dilumasi minyak pelumas terletak terpisah dari
udara dengan pemisah yang menggunakan sil pada poros dan ventilasi
atmosferis.
Sentrifugal merupakan kompresor yang bekerja kontinyu, dengan
sedikit bagian yang bergerak; lebih sesuai digunakan pada volum yang
besar dimana dibutuhkan bebas minyak pada udaranya.
Kompresor udara sentrifugal menggunakan pendingin air dan
dapat berbentuk paket; khususnya paket yang termasuk after-cooler dan
semua control. Kompresor ini dikenal berbeda karakteristiknya jika
dibandingkan dengan mesin reciprocating. Perubahan kecil pada rasio
kompresi menghasilkan perubahan besar pada hasil kompresi dan
efisiensinya. Mesin sentrifugal lebih sesuai diterapkan untuk kapasitas
besar diatas 12,000 cfm.
Gambar 5-16. Gambaran kompresor sentrifugal
5.5. BAHAN BAKAR
Bahan bakar diartikan sebagai bahan yang apabila dibakar dapat
meneruskan proses pembakaran tersebut dengan sendirinya, disertai
dengan pengeluaran kalor. Bahan bakar dapat berbentuk bahan padat, cair,
atau gas yang dapat bereaksi dengan oksigen (udara) secara eksoterm.
351

Panas dari reaksi eksoterm tersebut dapat langsung digunakan untuk
pemanasan atau sering juga diubah dulu menjadi bentuk energi lain
(biasanya menjadi uap). Besaran yang penting pada bahan bakar ialah
panas rendah\" (lower calorific value), yang menyatakan banyaknya panas
yang umumnya diperoleh pada pembakaran dalam keadaan normal.
Besaran ini dinyatakan dalarn satuan kkal/kg, kJ/kg, kkal/ml atau kJ/mI.
Makin halus ukuran bahan bakar, makin cepat bahan tersebut terbakar dan
makin mudah penakaran dan pengaturan dilakukan. Di samping itu,
kelebihan udara yang diperlukan untuk pembakaran lebih kecil. ini berarti
temperatur menjadi lebih tinggi. Sebagai contoh penggunan kalor dari
proses pembakaran secara langsung adalah : untuk memasak di dapur-
dapur rumah tangga, instalasi pemanas, sedang contoh penggunaan kalor
secara tidak langsung adalah : kalor diubah menjadi nergi mekanik,
misalnya pada motor bakar ; kalor diubah menjadi energi listrik, misalnya
pada pembangkit listrik tenaga diesel ; tenaga gas dan tenaga uap.
5.5.1. Macam-macam Bahan Bakar
Beberapa macam bahan bakar yang dikenal adalah:
a. Bahan bakar fosil, seperti: batubara, minyak bumi, dan gas bumi.
b. Bahan bakar nuklir, seperti: uranium dan plutonium. Pada bahan
bakar nuklir, kalor diperoleh dari hasil reaksi rantai penguraian
atom-atom melalui peristiwa radioaktif.
c. Bahan bakar lain, seperti: sisa tumbuh-tumbuhan, minyak nabati,
minyak hewani.
Bahan bakar konvensional, ditinjau dari keadaannmya dan
wujudnya adalah :
a. Padat
b. Cair
c. Gas
Bahan bakar ditinjau dari cara terjadinya dapat alamiah dan non-
alamiah atau buatan :
a. Termasuk bahan bakar padat alamiah ialah: antrasit, batubara
bitumen, lignit, kayu api, sisa tumbuhan.
352

b. Termasuk bahan bakar padat nonalamiah antara lain: kokas,
semi-kokas, arang, briket, bris, serta bahan bakar nuklir.
c. Bahan bakar cair non-alamiah antara lain: bensin atau gasolin,
kerosin atau minyak tanah, minyak solar, minyak residu, dan juga
bahan bakar padat yang diproses menjadi bahan bakar cair
seperti minyak resin dan bahan bakar sintetis.
d. Bahan bakar gas alamiah misalnya: gas alam dan gas petroleum.
e. Bahan bakar gas non-alamiah misalnya gas rengkah (atau
cracking gas) dan “producer gas”.
5.5.2. Pembakaran
Pembakaran adalah reaksi kimia yang cepat antara oksigen dan
bahan yang dapat terbakar, disertai timbulnya cahaya dan menghasilkan
kalor. Pembakaran spontan adalah pembakaran dimana bahan mengalami
oksidasi perlahanlahan sehingga kalor yang dihasilkan tidak dilepaskan,
akan tetapi dipakai untuk menaikkan suhu bahan secara pelan-pelan sampai
mencapai suhu nyala. Pembakaran sempurna adalah pembakaran dimana
semua konstituen yang dapat terbakar di dalam bahan bakar membentuk
gas CO2, air (= H2O), dan gas SO2, sehingga tak ada lagi bahan yang dapat
terbakar tersisa.
5.5.3. Komposisi dan Spesifikasi Bahan Bakar
A. Komposisi
Bahan bakar fosil dan bahan bakar organik lainnya umumnya
tersusun dari unsur-unsur C (karbon), H (hidrogen), O (oksigen), N
(nitrogen), S (belerang), P (fosfor) dan unsur-unsur lainnya dalam jumlah
kecil, namun unsur-unsur kimia yang penting adalah C, H dan S, yaitu
unsur-unsur yang jika terbakar menghasilkan kalor, dan disebut sebagai
“bahan yang dapat terbakar” atau “combustible matter”, disingkat dengan
BDT. Unsur-unsur lain yang terkandung dalam bahan bakar namun tidak
dapat terbakar adalah O, N, bahan mineral atau abu dan air. Komponen-
komponen ini disebut sebagai “bahan yang dapat terbakar” atau
“combustible matter”, disingkat dengan BDT. Unsur-unsur lain yang
terkandung dalam bahan bakar namun tidak dapat terbakar adalah O, N,
bahan mineral atau abu dan air. Komponen-komponen ini disebut
353

sebagai “bahan yang tidak dapat terbakar” atau “non-combustible
matter”, disingkat dengan non-BDT.
B. Spesifikasi Bahan Bakar
1. Nilai Kalor atau “Heating Value” atau “Calorific Value” atau
Kalor Pembakaran.
Nilai kalor adalah kalor yang dihasilkan oleh pembakaran
sempurna 1 kilogram atau satu satuan berat bahan bakar padat atau
cair atau 1 meter kubik atu 1 satuan volume bahan bakar gas, pada
keadaan baku. Nilai kalor atas atau “gross heating value” atau
“higher heating value” adalah kalor yang dihasilkan oleh pembakaran
sempurna satu satuan berat bahan bakar padat atau cair, atau satu
satuan volume bahan bakar gas, pada tekanan tetap, suhu 250C,
apabila semua air yang mula-mula berwujud cair setelah
pembakaran mengembun menjadi cair kembali. Nilai kalor bawah
atau “net heating value” atau “lower heating value” adalah kalor yang
besarnya sama dengan nilai kalor atas dikurangi kalor yang
diperlukan oleh air yang terkandung dalam bahan bakar dan air yang
terbentuk dari pembakaran bahan bakar untuk menguap pada 250C
dan tekanan tetap. Air dalam sistem, setelah pembakaran berwujud
uap air pada 250C.
2. Kandungan Air di dalam Bahan Bakar
Air yang terkandung dalam bahan bakar padat terdiri dari:
- kandungan air internal atau air kristal, yaitu air yang terikat
secara kimiawi.
- kandungan air eksternal atau air mekanikal, yaitu air yang
menempel pada permukaan bahan dan terikat secara fisis atau
mekanis.
Air yang terkandung dalam bahan bakar menyebabkan penurunan
mutu bahan bakar karena:
- menurunkan nilai kalor dan memerlukan sejumlah kalor untuk
penguapan, menurunkan titik nyala,
- memperlambat proses pembakaran, dan menambah volume gas
buang.
354

Keadaan tersebut mengakibatkan:
- pengurangan efisiensi ketel uap ataupun efisiensi motor bakar,
penambahan biaya perawatan ketel,
- menambah biaya transportasi, merusak saluran bahan bakar
cair (“fuel line”) dan ruang bakar.
3. Kandungan Abu
Abu yang terkandung dalam bahan bakar padat adalah
mineral yang tak dapat terbakar (non-BDT) yang tertinggal setelah
proses pembakaran dan perubahan perubahan atau reaksi-reaksi
yang menyertainya selesai. Abu berperan menurunkan mutu bahan
bakar karena menurunkan nilai kalor. Di dalam dapur atau dalam
generator gas, abu dapat meleleh pada suhu tinggi, menghasilkan
massa yang disebut “slag”. Sifat kandungan abu dapat ditandai oleh
perubahan-perubahan yang terjadi bila suhunya naik.
- Kalau abu meleleh pada suhu t3 < 13000C, maka abu bertitik
leleh rendah.
- Kalau abu meleleh pada suhu 13000C < t3 < 14250 C; abu bertitik
leleh sedang.
- Kalau abu meleleh pada suhu t3 > 14250 C; abu bertitik leleh
tinggi.
Slag dapat menutup aliran udara yang masuk di antara
batang-batang rooster (kisikisi) dalam ruang pembakaran, menutupi
timbunan bahan bakar dan merusak dapur, serta abu yang terbawa
oleh gas asap mengikis bidang pemanasan ketel.
4. Kandungan Belerang
Apabila bahan bakar yang mengandung belerang dibakar,
belerang akan terbakar membentuk gas belerang dioksida (SO2) dan
belerang trioksida (SO3). Gas-gas ini bersifat sangat korosif terhadap
logam dan meracuni udara sekeliling.
5. Berat Jenis
Banyak hubungan antara berat jenis/spesific gravity dengan
sifat-sifat penting bahan bakar minyak, yaitu:
a. Untuk pembakaran pada volume tetap;
Nilai kalor atas, Btu/lb = 22 320 – [3 780 ´ (sg)2]
355

b. Untuk pembakaran pada tekanan tetap;
Nilai kalor bawah, Btu/lb = 19 960 – [3 780 ´ (sg)2] + (1 362 ´ sg)
c. Persen hidrogen, % = 26 – (15 ´ sg)
6. Viskositas atau Kekentalan
Viskositas adalah kebalikan fluiditas atau daya alir. Makin
tinggi viskositas makin sukar mengalir. Mengingat kecepatan
mengalir juga tergantung pada berat jenis, maka pengukuran
viskositas demikian dinyatakan sebagai “viskositas kinematik”.
Viskositas absolut = viskositas kinematik x berat jenis cairan. Satuan
viskositas antara lain: poise, gram/cm detik, atau dengan skala
Saybolt Universal diukur dalam detik.
Pengaruh viskositas pada pengabutan sangat menentukan dalam
mencapai pembakaran sempurna dan bersih. Jika pengabutan
berlangsung dengan viskositas > 100 detik SU dan tekanan udara <
1 psi, maka butiran-butiran kabut minyak terlalu besar hingga susah
bercampur dengan udara sekunder. Akibatnya akan terbentuk
gumpalan karbon yang mengganggu burner dan dapur. Bagi
minyakminyak berat, pemanasan pendahuluan harus dilakukan
sebelum pengabutan. Pemanasan pendahuluan ini gunanya untuk
menurunkan viskositas sampai di bawah 100 detik SU.
7. Flash Point
Flash point adalah suhu dimana bahan bakar terbakar
dengan sendirinya oleh udara sekelilingnya disertai kilatan cahaya.
Untuk menentukan kapan minyak terbakar sendiri, Pensky-Martens
memakai sistem “closed cup”, sedang Cleveland memakai “open
cup”. Uji dengan open cup menunjukkan angka 20-300F lebih tinggi
daripada dengan closed cup.
8. Titik Bakar atau “Ignition Point”
Titik bakar adalah suhu dimana bahan bakar cair yang
dipanaskan pada keadaan baku dapat terbakar selama waktu
sekurang-kurangnya 5 detik.
356

9. Bau
Bau tak enak yang khas biasanya ditimbulkan oleh senyawa
belerang dalam bahan bakar cair. Senyawa itu adalah belerang
hidrokarbon atau merkaptan yang bersifat korosif.
10. Titik Anilin
Titik anilin adalah suhu dimana sejumlah volume yang sama
dari bahan bakar cair dan anilin tepat bercampur. Atau, suhu
terendah dimana terjadi awan yang disebabkan karena batas
pemisahan fase cair dari campurannya yang homogeny sejumlah
volume anilin yang sama dengan volume sampel menjadi hilang.
11. Faktor Karakterisasi dan Titik Didih
Faktor karakterisasi ini memberi petunjuk tentang watak dan
sifat-sifat termal fraksi minyak bumi. Di samping itu, juga menyatakan
perbedaan sifat parafinitas.
5.5.3 Bahan Bakar Padat
Tabel 5-1. Nilai Panas Bahan Bakar Padat
Baban bakar : nilai panas dan sifat pembakaran
Bahan bakar padat yang penting ialah batu bara dan kokas.
Batu bara : merupakan campuran karbon, hidrokarbon, dan sedikit
bahan mineral. Makin tua batu bara, makin tinggi kadar karbonnya
(batu bara mineral, antrasit). Sebaliknya batu bara muda (batu bara
coklat) mengandung lebih banyak hidrokarbon. Hidrokarbon ini akan
357

terbuang pada waktu pemanasan. Batu bara diperoleh dari tambang
batu bara di bawah tanah atau tambang batu bara terbuka.
Pengolahan batu bara agar siap pakai hanya terbatas pada proses
pengecilan ukuran dan klasifikasi menurut besar dan mutunya. Batu
bara dipakai terutama untuk tujuan-tujuan pembangkitan panas
(membuat kukus, memanaskan ruangan dll). Pembakarannya
dilakukan dalam bentuk potongan atau dalam bentuk serbuk halus.
Alat pembakar batu bara yang masih dalam bentuk potongan ialah kisi
berjalan (chain grate) yang dihembus dengan udara, sedangkan
serbuk batu bara menggunakan pembakar yang disertai penginjeksian
udara.
5.5.4. Bahan Bakar Cair
Bahan baku terpenting dari bahan bakar cair adalah minyak bumi.
Minyak bumi merupakan campuran hidrokarbon dengan berbagai ukuran
molekul (mencapai 20 atom C atau lebih). Minyak bumi diambil dari
sumur-sumur minyak pada pennukaan bumi dan dipompa melalui pipa-pipa
ke kilang. Melalui cara rektifikasi, rafinasi (pemurnian), pemecahan
(penguraian) dan cara-cara lainnya, dari minyak mentah atau minyak kasar
dapat dibuat bahan dasar untuk industri petrokimia. Selain itu dihasilkan
juga pelumas, aspal dan bahan bakar cair sebagai berikut:
- Minyak fraksi berat dan minyak fraksi ringan. Minyak ini digunakan
untuk menghasilkan panas dengan jalan membuat kabut pada
aliran udara bertekanan (pembakar minyak)
- Minyak diesel, bensin, dan avtur. Bahan bakar ini digunakan untuk
menghasilkan energi mekanik pada motor bakar dan motor turbo.
A. Pengelolaan Bahan Bakar Minyak
Di dalam penanganan bahan bakar minyak, terdapat berbagai
prosedur dimana pemakai harus mengetahui dan mengikutinya dengan
maksud menjaga kualitas/mutu bahan bakar minyak yang akan
digunakan sekaligus mempertimbangkan faktor keselamatan kerja bagi
penggunanya. Prosedur tersebut terbagi atas 3 kelompok penanganan,
yaitu:
(1). Penerimaan
(2). Penimbunan
358

(3). Penyaluran
Adapun penyerahan bahan bakar minyak dari Pertamina
kepada konsumen terdapat beberapa macam cara, antara lain:
(1). Melalui SPBU untuk kendaraan umum,
(2). Melalui kapal/tongkang untuk industri-industri besar,
(3). Melalui mobil tangki untuk industri- industri sedang,
(4). Melalui pipa untuk PLN,
(5). Melalui container/drum untuk daerah-daerah terpencil
1. Penerimaan
Di dalam proses penerimaan bahan bakar minyak oleh industri, hal-
hal yang perlu diketahui dan dilaksanakan adalah:
- Rencana nominasi penerimaan bahan bakar minyak harus sesuai
atau tersedia ruang kosong pada tangki penimbun di lokasi
penerimaan.
- Untuk persiapan penerimaan, lakukan pemeriksaan dokumen
yang berkaitan dengan jumlah dan mutu bahan bakar minyak.
- Memeriksa segel-segelnya, apabila ada yang rusak buatkan
berita acara atas kejadian tersebut serta segera menghubungi
bagian penjualan Pertamina terdekat.
- Memeriksa mutu bahan bakar minyak tersebut secara visual
(warna, bau, spesific grafity), apabila terjadi kecurigaan atas
mutunya segera konsultasi dengan wira penjualan atau sales
engineer Pertamina setempat.
- Memasang Bonding Cable yang ada pada mobil tangki ke tanah.
- Memeriksa tangki timbun, meyakinkan masih ada volume yang
cukup untuk menerima serta mencatat volume bahan bakar
minyak sebelum penimbunan.
- Menyiapkan selalu Fire and Safety (pemadam kebakaran dan
keselamatan kerja) guna pencegahan apabila terjadi kebakaran.
- Menyiapkan fasilitas pembongkaran (memasang slang pembong-
karan, membuka valve, menghidupkan pompa inlet)
- Apabila proses pembongkaran bahan bakar minyak telah selesai,
mencatat volume akhir dalam tangki timbun, mengurangi dengan
volume awal sehingga didapat volume penerimaan, bila tidak
sesuai lakukan pemeriksaan kalibrasi tangki.
359

- Khusus untuk penerimaan dalam drum milik konsumen, industri
kecil dan untuk daerah terpencil tanggung jawab Pertamina
hanya sampai ujung nozzle.
- Khusus penerimaan melalui pipa sebelum dimulai pemompaan
pihak konsumen melakukan pengecekan kuantitas dan kualitas
pada tangki yang akan dioperasikan di depot Pertamina.
- Menyelesaikan administrasi penerimaan.
- Melakukan pendiaman minyak hingga stabil dengan maksud
memisahkan/mengendapkan air yang teremulsi di dalam bahan
bakar minyak.
2. Penimbunan
Pelaksanaan penimbunan dapat dilakukan dengan beberapa
cara/ tempat penimbunan, yaitu:
a. Tangki Vertikal,
b. Tangki Horizontal.
Untuk penimbunan bahan bakar minyak yang menggunakan
tangki horizontal umumnya dibuat dengan kapasitas 15 m3 sampai
dengan 100 m3, sedangkan untuk keperluan penimbunan bahan
bakar minyak dengan jumlah yang lebih besar dapat dipergunakan
tangki tegak/ vertikal.
Di dalam proses penimbunan bahan bakar minyak, untuk
menjaga faktor kebakaran dan keselamatan kerja, perlu diperhatikan
desain tangki timbun yang dipergunakan serta peralatan-peralatan
yang harus dilengkapi. Sedangkan hal-hal yang harus diketahui dan
dilakukan dalam penimbunan bahan bakar minyak adalah sebagai
berikut:
- Lakukan pemeriksaan dan pencatatan jumlah/volume bahan
bakar minyak dalam tangki timbun setiap hari dan setiap kali ada
mutasi atau pergerakan.
- Periksalah secra periodik mutu bahan bakar minyak secra visual
(contoh diambil dari bagian atas, tengah dan bawah), apabila
terdapat kecurigaan atas mutu bahan bakar minyak tersebut,
dapat dikonsultasikan dengan sales engineer/wira penjualan
Pertamina setempat.
- Setiap 6 tahun sekali dilakukan pembersihan tangki timbun, hal
ini dimaksudkan untuk membersihkan segala macam bentuk
360

kotoran dalam tangki yang dapat merusak mutu bahan bakar
minyak dalam tangki timbun.
- Lakukan draining setiap pagi untuk membuang air yang
mengendap.
- Fasilitas serta perlengakapan pendukung penimbunan
diusahakan yang kedap terhadap percikan listrik (flame proof)
guna mencegah kemungkinan kebakaran.
- Harus disediakan fasilitas serta sarana fire and safety di lokasi
penimbunan bahan bakar minyak.
3. Penyaluran/Penggunaan
Di dalam proses penyaluran/penggunaan bahan bakar
minyak, hal-hal yang perlu diperhatikan dan dilaksanakan adalah
sebagai berikut:
- Memeriksa selalu jalur-jalur perpipaan penyaluran dari kebocoran
dan memeriksa saringan/filter.
- Fasilitas serta peralatan pendukung penyaluran diusahakan yang
kedap terhadap percikan listrik (flame proof) guna mencegah
terjadinya kebakaran.
- Melakukan pencatatan terhadap pemakaian bahan bakar minyak
setiap harinya sehingga dapat diperkirakan konsumsi setiap
bulan serta waktu permintaan penyuplaian bahan bakar minyak.
- Menghindari penyaluran/pengeluaran pada saat yang sama dari
tangki yang sama dengan tangki penerimaan. Hal ini untuk
menghindari kesalahan perhitungan penerimaan/ penyaluran.
Gambar 5-17. Pemindahan Bahan Bakar Minyak
361

5.5.5. Bahan Bakar Gas
Yang termasuk ke dalam jenis bahan bakar gas adalah gas bumi,
gas kota (yang dibuat dari batu bara), propana, butana, asetilina, hidrogen
dsb. Bahan bakar tersebut sebagian besar digunakan untuk menghasilkan
panas (memanaskan ruang, pengelasan, pelelehan logam). Pencampuran
gas dengan udara (oksigen) berlangsung dalam pernbakar gas.
Gas bumi
Merupakan campuran gas yang sebagian besar terdiri dari metana.
Gas bumi berada di bawah pemukaan bumi secara tersendiri ataupun
bersama minyak bumi. Pengambilan dilakukan dengan membuat sumur gas
atau sumur minyak. Dari sumur tersebut (di Eropa Barat, terutama Belanda)
gas tersebut dialirkan melalui pipa-pipa kekonsumen. Gas bumi tidak
beracun. Nilai panasnya lebih dari dua kali nilai panas gas kota.
5.6. OPERASI PEMBAKARAN
Kalor pembakaran yang diperoleh dari reaksi bahan bakar dengan
udara, dipergunakan untuk:
- Menaikkan suhu bahan bakar yang dibakar dalam dapur.
- Menaikkan suhu campuran bahan bakar dan udara.
- Sebagian besar yang lain terbuang sebagai:
- radiasi ke sekeliling,
- terbawa keluar cerobong dalam gas asap,
- konduksi dan konveksi ke peralatan dapur.
Temperatur dapur akan maksimum bila kehilangan-kehilangan di atas
minimum.
Pada pengoperasian burner memperhatikan kecepatan nyala:
- Pada nyala yang stabil, kecepatan nyala sama dengan
kecepatan campuran bahan bakar dan udara yang keluar dari
burner.
- Bila kecepatan nyala lebih besar akan terjadi “flash back”.
- Bila kecepatan nyala lebih kecil akan terjadi “blow off”.
Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan nyala:
- tekanan campuran bahan bakar dan udara,
- suhu pembakaran,
362

- perbandingan udara primer dan bahan bakar,
- efek pendinginan dari lingkungan.
Kecepatan nyala ini tidak dapat diperhitungkan lebih dahulu, kecuali
pada keadaan yang sangat tertentu saja. Untuk memperoleh efisiensi yang
tinggi dalam pengoperasian dapur, perlu alat-alat kontrol sebagai berikut:
- Kontrol Suhu
Bahan bakar yang masuk ke dalam dapur banyaknya dikontrol
oleh temperatur dalam dapur, antara lain pirometer radiasi dan
temperatur atap dapur. Bila dibaca terlalu tinggi, maka jumlah
bahan bakar harus dikurangi dan seterusnya.
- Kontrol Pembakaran
Pengaturan bahan bakar/udara digunakan flow meter yang
disambungkan dengan mekanisme servo pada katup kontrol
otomatis.
- Kontrol Aliran
Menjaga kesetimbangan aliran pemasukan udara/bahan bakar
dan pengeluaran gas asap.
5.7. PETUNJUK UNTUK OPERATOR
Di bawah ini beberapa petunjuk yang akan membantu para Operator
dalam menangani beberapa jenis oven.
A. Oven dengan bahan bakar batubara.
1. Kedalaman api = 15 inchi dari pintu.
Pemasukan batubara = 1.5-2 sekop penuh tiap sqft luas
pembakaran. Bila kebanyakan menghasilkan asap dan boros bahan
bakar.
2. Kisi-kisi pembakaran harus selalu tertutup oleh bahan bakar, dijaga
ketinggian nyala api, garukan digunakan bila perlu.
3. Bara api yang tertutup abu harus dicegah dengan membersihkan api
secara hati-hati. Setelah pembersihan nyala api akan bersih kembali.
4. Jarak batangan penyangga api harus teratur dan bila bengkok harus
segera diluruskan.
5. Pemasukan udara dijaga agar nyala api baik.
6. Kebocoran oven harus dicegah agar tidak ada udara luar masuk.
363

B. Oven dengan bahan bakar gas
1. Burner harus selalu bersih dan dipelihara secara rutin. Semua bagian
pengatur harus mudah digerakkan. Pengontrol udara pada injektor
seringkali macet oleh kotoran/korosi atau rusak.
2. Penutup oven harus bebas, bekerja baik dan rapat, agar udara luar
tidak masuk.
3. Pengendalian udara yang tepat harus selalu dijaga agar nyala api
baik. Untuk lebih tepat dilakukan analisa gas asap. Akan lebih
membantu para Operator bila dilengkapi alat pencatat CO2.
4. Pada blast furnace yang umumn ya bekerja dengan nyala api non
luminous, nyala api yang panjang dan lemah, menunjukkan terlalu
banyak gas. Aliran gas harus dikecilkan, hingga nyala api lebih
pendek dan berwarna kekuning-kuningan. Atau menambah suplai
udara hingga terdengar nyala api terkuat.
Nyala api kekuning-kuningan dan cerah adalah yang paling baik.
Makin cerah makin baik.
5. Sekali burner disetel dengan menghasilkan nyala yang baik, jangan
diubah-ubah lagi.
6. Klep pada cerobong harus disetel untuk memperoleh kesetimbangan
aliran dalam dapur.
Cara pengetesan:
Hembuskan asap/dekatkan nyala api kecil pada lubang di dinding
oven. Bila asap tidak terisap masuk atau lidah api nyala tidak menuju
ke lubang, maka letak “damper” betul.
7. Bila oven tidak dipakai, saluran gas, udara dan damper harus
ditutup.
C. Oven dengan bahan bakar minyak.
1. Viskositas minyak harus benar.
2. Minyak harus bebas air, karena dapat menunda pembakaran dan
membentuk asap tebal.
3. Burner harus dilengkapi dengan katup berskala yang menunjukkan
besar-kecilnya aliran minyak.
4. Burner harus dibuka dan dibersihkan secara teratur, sebaiknya tiap
penggantian shift.
364

5. Bila oven dimatikan, burner harus dipindahkan untuk melindungi dari
panas radiasi.
6. Celah lubang burner harus dicek secara periodik.
D. Aturan umum untuk penghematan bahan bakar:
1. Dengan alat yang ada harus dibuat rencana agar beban oven selalu
penuh.
2. Nyala api harus selalu dijaga berada dalam oven. Agar dicegah
terjadinya pembakaran di luar oven atau pada aliran gas asap.
3. Pintu-pintu harus selalu dijaga dalam kondisi baik dan tertutup
rapat/tidak bocor.
4. Penggunaan bahan bakar harus disesuaikan dengan kondisi
pembakaran.
5. Jumlah bahan bakar harus selalu dicatat, demikian juga dengan
berat bahan yang dipanaskan.
6. Kebocoran pada dinding oven adalah penyebab besarnya
kehilangan panas.
Dinding oven harus selalu disemir dengan bahan tertentu antara lain
campuran tanah liat dan semen api untuk mencegah bocoran udara.
5.8. LABORATORIUM PENUNJANG INDUSTRI KIMIA
Laboratorium adalah suatu tempat untuk melakukan percobaan
kimia. Pada waktu membuat rancang bentuk (desain) laboratorium,
aspek keselamatan atau keamanan orang – orang yang akan bekerja
didalam laboratorium tersebut sangat perlu diperhatikan. Berikut ini
beberapa hal yang perlu diperhatikan. Berikut ini beberapa hal yang
perlu diperhatikan oleh perancang agar laboratorium kimia menjadi
tempat yang lebih aman bagi orang yang bekerja di dalamnya
1. Jika laboratorium kimia dilengkapi dengan meja demonstrasi, letak
meja demonstrasi berjarak tidak kurang dari 2 m dari meja
demonstrasi ke peserta demonstrasi.
2. Lantai laboratorium kimia tidak boleh licin, harus mudah
dibersihkan, dan tahan terhadap tumpahan bahan-bahan kimia
yang biasa ada di laboratorium kimia.
3. Jenndela harus didesain sedemikian sehingga dalam keadaan
jendela terbuka tirai (gorden) jendela dapat dibuka dan ditutup
365

tanpa terganggu oleh jendela. Jendela harus dapat dibuka dan
ditutup, tanpa orang harus naik ke tempat duduk atau meja.
4. Setiap ruang laboratorium kimia dilengkapi dua pintu yang
ukurannya cukup besar dan yang membuka ke luar, diposisikan
dekat ujung-ujung ruang. Lebih baik lagi jika kedua pintu tersebut
terletak menyilang ruang. Ini diperlukan untuk memudahkan orang
yang jumlahnya banyak di dalam laboratorium keluar dari dalam
ruang jika terjadi bencana. Keperluan akan pintu membuka keluar
memudahkan orang-orang di dalam ruang laboratorium mendobrak
pintu ke luar dalam keadaan darurat
5. Setiap ruang laboratorium kimia memerlukan ventilasi (sistem
pertukaran udara) yang baik, lebih-lebih laboratorium yang
kegiatan di dalamnya menghasilkan berbagai jenis gas.
Laboratorium kimia yang banyak menghasilkan gas sebaiknya
dilengkapi juga dengan \"ventilasi paksa\" (forced ventilation)
menggunakan kipas angin listrik untuk membantu ventilasi alamiah,
dan lemari asap.
6. Saluran listrik, gas, dan air ke laboratorium kimia harus memiliki
saklar atau keran pusat yang mudah dicapai orang yang bekerja di
laboratorium, sehingga aliran listrik, gas, atau air dapat segera
dihentikan jika terjadi bahaya.
7. Setiap ruang laboratorium kimia harus dilengkapi dengan alat-alat
pemadam, kebakaran yang sesuai, yang diletakkan di tempat yang
mudah dijangkau.
8. Setiap ruang laboratorium kimia harus dilengkapi sekurang-
kurangnya dengan satu kotak PPPK yang diletakkan di tempat
yang mudah dijangkau pula.
366

Gambar 5-18. Ruang Laboratorium Kimia
5.8.1. Ruang Tempat Menyimpan Alat dan Bahan
Cara untuk menyimpan alat dan bahan untuk laboratorium, yaitu:
1. Semua alat dan bahan disimpan di dalam ruang khusus
menggunakan lemari dan/atau rak penyimpanan. Sebaiknya
ruang alat terpisah dari ruang bahan-bahan kimia.
2. Alat dan bahan kimia sebaiknya ditempatkan di dalam ruang
yang terpisah, kecuali jika alat-alat itu terbuat hanya dari gelas
(kaca) dan tidak mengandung komponen dari logam. Ruang alat
dan ruang bahan harus tersekat dengan baik sehingga uap
bahan kimia tidak mudah pindah dari ruang yang satu ke ruang
yang lain. Dalam hal ruang alat dan ruang bahan merupakan satu
ruang, zat-zat kimia harus diletakkan di dalam lemari yang
terpisah dengan pintu-pintu lemari menutup rapat.
3. Setiap ruang penyimpanan harus memiliki sistem ventilasi
alamiah yang baik agar ruang tidak menjadi lembab dan dipenuhi
uap/gas bahan-bahan kimia, terutama bahan-bahan korosif. Jika
digunakan kipas, diperlukan pengaturan cara penggunaan kipas
sedemikian sehingga tidak menyebabkan kipas terlewati oleh uap
367

korosif. Keadaan ini akan segera menyebabkan bagian-bagian
kipas yang terbuat dari logam terkorosi.
5.8.2. Bengkel dan Ruang Teknisi Laboratorium Kimia
Banyak perbaikan alat-alat laboratorium yang dapat dilakukan sendiri
oleh teknisi laboratorium. Laboratorium kimia sangat memerlukan ruang
bengkel kecil. Di dalamnya terdapat perkakas perbengkelan esensial
seperti gergaji besi, gergaji kayu, bor tangan, bor listrik, berbagai jenis tang,
kikir, solder listrik, catok, dan lain-lain, termasuk meja bengkel.
5.8.3. Membersihkan Area Kerja di Laboratorium Kimia
1. Membersihkan area kerja
Ruang dan meja kerja di Laboratorium harus selalu dalam keadaan
bersih. Apabila ruang dan perabot di Laboratorium terdapat debu maka
harus segera dibersihkan dengan lap. Apabila terjadi tumpahan bahan kimia
maka meja kerja harus selalu dibersihkan. Meja kerja harus segera
dibersihkan setelah terjadi tumbahan zat / bahan kimia. Apabila bahan kimia
yang tumpah tersebut cukup / sangat berbahaya, selain dibersihkan dengan
lap, tangan harus dilindungi oleh sarung tangan. Sarung tangan sangat
penting untuk melindungi tangan dari bahaya bahan kimia yang menempel /
meresap pada lap pembersih. Untuk membersihkan laboratorium dari gas-
gas dapat dipasang exhaust fan dan atau lemari asam. Lemari asam
merupakan alat yang paling sering digunakan untuk menghilangkan gas,
debu, kabut, uap dan asap dari kegiatan laboratorium untuk meminimalkan
timbulnya racun dan konsentrasi bahan yang mudah terbakar.
2. Membersihkan Peralatan Laboratorium
Kebersihan peralatan laboratorium, baik yang berupa peralatan gelas
atau non gelas seperti bejana polyethylene, polypropylene dan teflon,
merupakan bagian yang sangat mendasar dalam kegiatan laboratorium dan
merupakan elemen penting dalam program jaminan mutu. Perhatian kepada
kebersihan barang-barang tersebut harus ditingkatkan dan harus
proporsional dengan tingkat kepentingan pengujian, akurasi pengukuran
yang diperlukan dan menurunnya konsentrasi analit yang akan ditentukan.
Setiap laboratorium harus menetapkan prosedur yang memadai untuk
membersihkan peralatan gelas dan non gelas yang digunakan dalam
berbagai macam pengujian. Apabila metodologi pengujian tertentu
368

mensyaratkan prosedur membersihkan secara spesifik, maka prosedur
tersebut harus diikuti.
a. Cara Membersihkan Peralatan Laboratorium Secara Umum :
Proses membersihkan harus dilakukan segera setelah peralatan
digunakan. Membuang bahan berbahaya dan pembersihan bahan korosif
sebelum peralatan tersebut dibersihkan. Peralatan cuci manual atau
otomatis harus menggunakan deterjen yang sesuai dengan kegunaannya.
Residu organik memerlukan perlakuan dengan larutan pembersih asam
kromat. Peralatan harus dikeringkan dan disimpan dalam kondisi yang tidak
memungkinkan terjadinya kontaminasi oleh debu atau bahan lain.
b. Cara Membersihkan Timbangan
Kebersihan timbangan harus dicek setiap kali selesai digunakan,
bagian dan menimbang harus dibersihkan dengan menggunakan sikat, kain
halus atau kertas (tissue) dan membersihkan timbangan secara keseluruhan
timbangan harus dimatikan, kemudian piringan (pan) timbangan dapat
diangkat dan seluruh timbangan dapat dibersihkan dengan menggunakan
pembersih seperti deterjen yang lunak, campurkan air dan etanol/alkohol.
Sesudah dibersihkan timbangan dihidupkan dan setelah dipanaskan, cek
kembali dengan menggunakan anak timbangan.
c. Cara Membersihkan dan Merawat Penangas Air (Water Bath)
Thermostat
Perawatan secara reguler oleh Jasa Layanan pelanggan tidak
diperlukan. Pembersihan yang dibutuhkan pada perawatan (seperti
membersihkan sudu-sudu / baling-baling roda yang berputar) dilakukan oleh
Operator laboratorium sesuai dengan petunjuk pabrik.
Media pemanas dan Alat
Media pemanas (misal air) harus dapat diganti dalam kasus bila
terlihat adanya kontaminasi ( seperti partikel-partikel, kontaminasi dari
reagen). Permukaan alat harus dibersihkan dengan menggunakan
pembersih (sabun/ deterjen yang biasa digunakan). Kontaminasi lebih kuat (
adanya deposit kapur), dapat dihilangkan dengan pembersih yang
khusus/cocok (misal asam asetat encer).
369

d. Cara Membersihan dan Merawat Thermometer
Sensor temperatur harus dibersihkan dengan solvent (pelarut) dan
dibersihkan dengan air bebas mineral/ aquadest, setelah digunakan.
5.8.4. Aturan Kerja di Laboratorium
1. Persiapkanlah hal yang perlu sebelum masuk laboratorium
seperti buku kerja, cara percobaan, jenis bahan, jenis perlatan,
dan cara membuang limbah sisa percobaan.
2. Dilarang makan, minum dan merokok di laboratorium.
3. Jagalah kebersihan meja praktikum, apabila meja praktiukm
basah segera keringkan dengan lap basah.
4. Pencatatan data hasil percobaan secara lengkap.
5.8.5. Persiapan Kerja di Laboratorium
1. Gunakan perlatan kerja seperti kacamata pengaman untuk
melindungi mata, jas laboratorium untuk melindungi pakaian dan
sepatu tertutup untuk melindungi kaki.
2. Dilarang memakai perhiasan yang dapat rusak karena bahan
Kimia.
3. Dilarang memakai sandal atau sepatu terbuka atau sepatu berhak
tinggi.
4. Wanita/pria yang berambut panjang harus diikat.
5. Biasakanlah mencuci tangan dengan sabun dan air bersih
terutama setelah melakukan praktikum.
6. Bila kulit terkena bahan Kimia, janganlah digaruk agar tidak
tersebar.
5.8.6. Perabot untuk Laboratorium
Yang dimaksud dengan \"perabot\" ialah alat-alat seperti meja, kursi,
lemari, rak, dll. yang biasa digunakan untuk melengkapi suatu ruang agar
dapat berfungsi.
A. Meja Kerja
Kegiatan/percobaan kimia pada umumnya dilakukan dengan
berdiri sehingga sebaiknya ukuran tinggi meja di sekitar 80 - 90 cm.
Lebar meja dapat dibuat antara 60 - 80 cm. Panjang meja minimum
120cm. Seperti terlihat pada foto, meja untuk percobaan kimia dilengkapi
370

dengan lemari, laci-laci dan soket listrik. Meja kimia jenis ini tentulah
sukar dipindah-pindahkan.
Meja untuk percobaan kimia yang tidak dipindah-pindah lengkap
dengan penyediaan air dan bak air, gas, dan listrik. Perhatikan letak
soket listrik yang berada di ujung-ujung meja, cukup jauh dari
penyediaan air.
Gambar 5-19. Meja kerja laboratorium kimia
Sebaiknya penetapan ukuran meja disesuaikan juga dengan ukuran
ruang laboratorium, sedemikian sehingga ruang dapat dimanfaatkan
seoptimal-optimalnya dengan meninjau juga persyaratan keamanan,
terutama cukupnya tersedia \"ruang sirkulasi\". Meja untuk
percobaan/kegiatan kimia sebaiknya terbuat dari bahan yang tahan
terhadap bahan-bahan kimia korosi Untuk itu sebaiknya permukaan
meja dilapisi bahan yang tahan korosi, seperti vinil, resin. formika,
HPL, atau bahan-bahan lain.
Gambar 5-20. Contoh meja kimia yang sukar dipindah-pindah
371

1. Lemari Alat dan Bahan
Lemari alat/bahan sebaiknya memiliki rak-rak yang jarak antar
sesamanya dapat diubah-ubah sesuai dengan ukuran tinggi alat
yang akan ditempatkan di sana. Ukuran tinggi lemari bergantung
pada tempat meletakkannya. Jika tempat memungkinkan untuk
meletakkan lemari yang tinggi, lemari dapat dibuat dengan ketinggian
maksimum 180 cm. Pembuatan lemari lebih tinggi daripada itu
menyusahkan pengambilan alat dari dalamnya. Pengambilan alat
dari ketinggian seperti itu dapat menimbulkan kecelakaan. Jika
lemari akan ditempatkan di dekat jendela, tentulah tingginya dibuat
setinggi palang jendela yang paling bawah.
Ketebalan atau kedalaman lemari berkisar antara 30 - 40 cm.
Ini pun bergantung pada ukuran alat yang akan ditempatkan di
dalamnya. Akan tetapi, jika ada alat yang ukurannya lebih daripada
40 cm sehingga tidak dapat dimasukkan ke dalam lemari, sebaiknya
alat seperti itu disimpan di luar lemari.
Lemari biasanya dibuat tidak terlalu lebar, misalnya di sekitar
100-120 cm. Ini untuk memudahkan pengaturan letaknya di dalam
ruang, di samping tidak terlalu berat. Jika ruang sudah tersedia,
dapat saja dibuat lemari yang lebarnya sama dengan lebar ruang
yang akan menjadi tempamya. Akan tetapi, lemari seperti ini sukar
mengatur letaknya, karena terlalu berat. Untuk menghemat ruang,
pintu lemari sebaiknya jenis pintu geser, sehingga jika pintu dibuka,
pintu tidak mengambil ruang. Biasanya pintu bagian atas lemari
dibuat berkaca untuk memudahkan melihat alat yang disimpan di
dalamnya. Pintu bagian bawah dibuat tidak berkaca untuk
menghindari pecalmya kaca ka rena tersinggung kaki.Sebaiknya
semua lemari berkunci. Ada lemari yang selalu harus terkunci, yaitu
lemari yang berisikan bahan-bahan berbahaya, dan yang berisikan
alat-alat yang harganya mahal.
372

Gambar 5-21. Contoh lemari alat
Gambar 5-22. Lemari bahan kimia
373

Gambar 5-23 . Lemari alat & bahan kimia
2. Lemari Asap
Lemari asap digunakan sebagai tempat melakukan
percobaan yang menghasilkan uap atau gas yang berbahaya bagi
tubuh. Tujuan pengadaannya ialah untuk menghindari ruang
laboratorium dari pencemaran (kontaminasi) oleh zat-zat (biasanya
berupa gas atau uap) berbahaya, yang dihasilkan oleh suatu. reaksi
kimia. Lemari asapbertugas mengalirkan
Lemari asap harus terbuat dari bahan yang tahan api, tahan
asam, dan tahan karat. Selain itu pintu geser lemari asap harus
mudah dibuka dan ditutup. Apabila alat-alat di dalam lemari asap
tersebut memerlukan saklar, keran gas, dan keran air, alat-alat
tersebut harus berada di luar lemari agar dapat dioperasikan dari luar
lemari ketika pintu lemari ada dalam keadaan tertutup.
Lemari asap harus mampu memindahkan segala jenis gas
atau uap, termasuk uap yang kerapatannya besar (uap \"berat\")
seperti uap brom. Untuk itu digunakan kipas angin listrik pengisap
untuk menyaluTkan gas-gas hasil reaksi ke luar laboratorium. Agar
pengaliran gas-gas berlangsung dengan baik, konstruksi ruang di
dalam lemari harus sedemikian sehingga dapat terjadi aliran
gas/udara yang bersifat \"garis arus\" (streamline), tidak aliran
turbulens. Gambar tersebut memperlihatkan satu contoh bentuk
bagan bagian dalam lemari yang dapat mengalirkan udara/gas
dengan aliran udara/gas turbulensinya kecil.
374

Sebelum menggunakan lemari asap, sebaiknya keadaan
lemari asap diperiksa lebih dahulu. Pertama periksa bekerja atau
tidak bekerjanya motor penggerak kipas dengan menghidupannya.
Setelah dipastikan kipas bekerja, Dengan selembar kertas tipis di
dalam lemari asap ketika kipas lemari sedang berputar. Apabila
kertas tertarik ke atas berarti lemari asap berfungsi dengan baik. Laju
sirkulasi udara sebaiknya tidak kurang dari 0,3 - 0,5 meter per detik.
Gambar 5-24. Lemari asap
Gambar 5-25. Bagan konstruksi lemari asap
375

5.8.7. Sarana Pendukung Laboratorium Kimia
a. Pancuran Hujan (Shower)
Pancuran hujan (shower) digunakan untuk membilas orang yang
badan atau pakaiannya terkena cipratan atau tumpahan bahan kimia,
lebih-lebih jika bahan kimia itu bersifat korosif. Fasilitas pancuran hujan
sebaiknya disediakan pada tempat yang cukup jauh dari meja untuk
percobaan sedemikian sehingga semburan airnya tidak membasahi
meja kerja siswa atau meja demonstrasi, tetapi mudah dicapai siswa.
Gambar 18 memperlihat comoh pancuran hujan (shower) di suatu
perguruan tinggi. Diperlukan tirai penutup dari plastik untuk menghindari
menyemprotnya air ke mana – mana.
Gambar 5-26. Shower
b. Ventilasi
Ciri khas laboratorium kimia ialah adanya bau beraneka ragam,
mulai dari bau yang mungkin menyenangkan sampai ke bau yang
menyengat hidung dan bau tidak menyenangkan (busuk). Bau ini
376

tentulah akibat adanya berbagai jenis gas atau uap yang muncul sebagai
hasil suatu reaksi kimia, lebih-lebih jika laboratorium tidak dilenigkapi
dengan lemari asap. Oleh karena itu, sangatlah disarankan agar ruang
laboratorium kimia dan ruang tempat penyimpanan bahan diberi ventilasi
buatan (\"ventilasi paksa\"), di samping ventilasi alamiah yang terjadi
karena konveksi.
Gambar 5-27. Kipas sirkulasi udara pada laboratorium kimia
Gambar diatas memperlihatkan jendela suatu laboratorium kimia yang
dilengkapi ventilasi paksa. Ventilatornya berupa kipas angin listrik yang
dipasang di atas jendela laboratorium. Ventilator yang tata letaknya
seperti ini efektif bagi gas yang rapatannya (density) lebih Icecil atau
tidak banyak berbeda dengan rapatan udara. Akan tetapi, jika rapatan
gas atau uap itu secara signifikan lebih besar daripada rapatan udara,
tata letak seperti ini tentulah kurang atau bahIcan tidak efektif. Dalam hal
yang demikian, percobaan yang menghasilkan gas atau uap serti itu
harus dilakukan di dalam lemari asap.
c. Wadah Limbah dan atau Wadah Sampah
Laboratorium kimia termasuk laboratorium yang menghasilkan
limbah yang lumayan banyaknya. Oleh karena itu, laboratorium kimia
memerlukan tempat mewadahi limbah dan/atau sampah, terutama
limbah atau sampah yang membahayakan kesehatan dan/atau
lingkungan. Limbah atau sampah seperti itu tidak boleh dibuang ke
377

dalam bak cuci, dihanyutkan ke dalam saluran limbah rumah tangga,
atau dibuang di sebarang tempat, sebab dapat membahayakan
lingkungan. Cara membuangnya memerlukan konsultasi dengan ahli
lingkungan, misaInya ahli pada dinas lingkungan hidup setempat, atau
universitas setempat. Yang dimaksud dengan \"sarana lain\" di sini adalah
alat dan bahan yang keberadaannya sangat diperlukan, seperti air
mengalir, listrik, dan gas. Tiap-tiap jenis laboratorium memerlukan
jumlah yang berbeda-beda sesuai dengan keperluannya masing-masing.
d. Penerangan
Ruang laboratorium memerlukan intensitas penerangan yang
lebih besar daripada ruang kantor. Ini disebabkan di dalam laboratorium
banyak dilakukan kegiatan mengamati yang memerlukan kemampuan
penglihatan yang lebih baik. Intensitas penerangan minimum yang
dianggap mencukupi untuk keperluan laboratorium sekolah adalah 500
lux (lumen/M2). Sebagian daripada keperluan ini, pada siang hari yang
cerah, dapat diperoleh dari cahaya matahari yang masuk ke dalam
ruang laboratorium melalui jendela kaca. Jika luas jendela kaca tidak
mencukupi, intensitas penerangan perlu dibantu dengan menggunakan
lampu. Bahkan: pada percobaan- percobaan tertentu. diperlukan
penerangan lebih besar berupa lampu \"lokal\", sejenis lampu meja.
Sebagai sumber cahaya sebaiknya digunakan lampu fluoresensi (lampu
neon\"), sebab cahaya yang dihasilkannya lebih \"kaya\" akan cahaya
putih.
5.8.8. Pengadministrasian Alat dan Bahan
Mengadministrasi alat dan bahan di sini maksudnya mencatat
jumlah/banyaknya alat dan bahan yang ada. Adalah kewajiban petugas
tertentu pada suatu laboratorium tersebut. Jenis/nama alat dan bahan
laboratorium sangat banyak. Spesifikasi setiap jenis/ nama dapat
bermacam-macam. Spesifikasi ini perlu diketahui. Jenis/nama,
jumlah/banyak, dan spesifikasi alat/bahan, bahkan nama perusahan yang
memproduksi atau menjual beserta alamatnya perlu dicatat. Sebaiknya
pengadministrasian alat dan bahan laboratorium dilakukan oleh orang yang
terlatih khusus untuk menjadi petugas laboratorium seperti teknisi
laboratorium atau asisten laboratorium.
378

Hal-hal yang paling penting dicatat ialah nama alat, jumlahnya/
banyaknya, spesifikasinya dan tanggal pengadaan atau tanggal alat
dikeluarkan dari catatan. Di samping itu, untuk memudahkan pengadaan
kembali alat sejenis, dan permintaan bantuan jika ada masalah, perlu juga
dicatat nama pabrik pembuat atau nama perusahan penjuaInya dan kode
alat pabrik atau perusahan tersebut.
Pencatatan dapat dilakukan dengan cara tradisional menggunakan
buku atau kartu. Bil digunakan kartu, sebaiknya kartu disusun menurut
urutan abjad berdasarkan nama alat Dengan cara ini pencarian data
mengenai suatu alat dengan nama tertentu dapat dilakukan lebih cepat.
Pada masa ini mungkin lebih baik pencatatan alat dan bahan
dilakukan dengan bantuan komputer, menggunakan program yang disebut
\"basis data\" (database). Dengan menggunakan program komputer
pencatatan dan pencarian data dengan nama dan spesifikasi tertentu men-
jadi lebih mudah dan cepat. Untuk pembuatan programnya dapat dilakukan
oleh guru yang mempunyai keahlian dalam memrogram basis data, atau
menggunakan jasa pemrogram profesional.
Pencatatan alat sebaiknya dipisahkan dari pencatatan bahan. Setiap
nama alat atau bahan yang spesifikasinya tertentu dicatat pada satu satu
kartu, terpisah dari halaman atau kartu alat atau bahan sejenis yang spesi-
fikasinya berbeda. MisaInya, gelas kimia dengan spesifikasi 500 mI, kaca
tahan panas, bermoncong, tidak berskala, dicatat pada halaman atau kartu
terpisah dengan halaman atau kartu untuk gelas kimia sejenis, tetapi
berskala.
Gambar 5-28. Contoh kartu/ buku pencatatan alat/ bahan
379

Catatan: Kolom \"Uraian\" diisi dengan uraian singkat tentang
masuknya dan keluarnya alat/ bahan yang bersangkutan. MisaInya,
jika ada alat masuk (alat bertambah) uraiannya dapat berbunyi
pembelian atau pemberian, dsb. Jika alat dikeluarkan (alat
berkurang), kolom \"Uraian\" diisi dengan uraian mengenai penyebab
dikeluarkannya suatu alat, misaInya karena pecah atau rusak dan
tidak dapat diperbaiki, atau hilang.
Kolom \"Sisa\" diisi sisa alat yang masih perlu dibukukan. Alat yang
ada dalam keadaan rusak, tetapi diharapkan masih akan bisa
digunakan setelah mengalami perbaikan harus dibukukan.
Selain itu juga diperlukan satu buku untuk mencatat alat-alat yang
rusak dan yang sedang dalam perbaikan, satu buku untuk mencatat
alat-alat atau bahan yang sedang dipesan, dan satu buku harian
seperti yang sudah diuraikan di atas.
5.8.9. Pengadaan dan Peneriman Alat-alat dan Bahan
Pengadaan alat dan bahan dapat ditinjau dari dua keadaan yang
berbeda, yaitu:
a. Pengadaan untuk laboratorium baru, yang alat-alat dan
bahan-bahannya belum ada, dan
b. Melengkapi atau mengganti alat yang rusak atau bahan yang
sudah habis terpakai, atau bahan yang sudah habis waktu
pakainya (kadaluwarsa) pada laboratorium yang sudah ada.
Hal-hal yang perlu diperhatikan :
a. Alat berkualitas baik, tidak mudah rusak sehingga dapat berfungsi
dalam waktu yang lama.Tidaklah mudah bagi guru menetapkan
suatu alat itu berkualitas baik, kecuali alat-alat yang strukturnya
sederhana dan bersifat statis seperti statif, mistar, klem, bosshead,
dan sejenisnya, yang tidak bergerak. Alat-alat bergerak seperti
kereta dinamika, pemusing (centrifuge), pewaktu ketik, dan
pembangkit getaran, alat-alat ukur, dan alat-alat listrik/elektronik
sejenis galvanometer, amperemeter, osiloskop, generator sinyal,
dan lainlain, yang kualitasnya ditinjau dari segi ketahanannya, hanya
dapat diketahui setelah digunakan dalam waktu yang lama. Kualitas
alat ditinjau dari segi ketelitiannya dapat dinilai segera, jika ada
\"standar” yang dapat digunakan sebagai pembanding. Dengan
380

\"standar\" di sini dimaksud alat yang sudah diketahui berketelitian
baik.
b. Dalam hal alat ukur, ketelitiannya memadai, yaitu di sekitar ±5%
atau lebih baik dari itu. Seperti disebut di butir a di atas,
pemeriksaan ketelitian dapat dilakukan segera jika alat
pembandingnya ada.
c. Semua alat perlu ada jaminan (garansi) dari pembuat atau
pemasoknya yang menyatakan bahwa kerusakan dijamin dalam
keadaan bekerja selama waktu tertentu. Namun, agak sukar
menentukan lama waktu garansi, karena ada alat yang
penggunaannya mungkin hanya sekali atau beberapa kali dalam
setahun.
e. Penerimaan Alat-alat Baru
Alat-alat yang baru diterima perlu diperiksa kesesuaiannya
dengan spesifikasi dan jumlah pesanan, atau dengan daftar spesifikasi
dan jumlah yang menyertai alat-alat itu.
Spesifikasi dapat menyangkut bahan yang digunakan, kinerja
yang diharapkan, dan ukuran fisik yang disebut pada spesifikasi.
Spesifikasi mengenai bahan misalnya besi, baja tahan karat, tembaga,
kaca borosilikat.
Kinerja menyangkut kemampuan kerja, bekerja atau tidak
bekerjanya alat-alat. Jika alat itu alat ukur, kinerja juga berarti ketelitian
kemampuan mengukumya. Untuk mengetahui kemampuan
mengukumya, perlu memiliki standar sebagai pembanding. Misainya,
untuk menguji kinerja neraca atau massa batu timbangan, kinerja neraca
yang diuji itu dibandingkan dengan neraca yang diketahui memiliki
kinerja baik. Untuk menguji kinerja amperemeter, kinerjanya
dibandingkan dengan kinerja amperemeter yang diketahui baik, misalnya
dari merek yang sudah terkenal dan masih bekerja baik.
f. Pemeliharaan Umum Alat-alat
Pemeliharan alat bermaksud mencegah terjadinya kerusakan.
Kerusakan dapat ditimbulkan oleh beberapa keadaan. Pada
pembahasan mengenai penyimpanan sudah dikemukakan suatu
381

keadaan yang dapat menimbulkan kerusakan pada alat, terutama
alat-alat yang terbuat dari logam. Keadaan itu adalah keberadaan zat
korosif dan udara yang lembab dengan uap air. Itu sebabnya alat-alat
yang terbuat dari logam, dan juga alat-alat elektronik, harus dipisahkan
dari zat-zat kimia yang bersifat korosif.
Asas pertama dalam memelihara alat dan bahan ialah menjaga
kebersihan alat atau kebersihan tempat menyimpan bahan. Kebersihan
perlu dilakukan secara periodik, lebih baik lagi jika berjadwal. Asas
berikutnya ialah menjaganya atau menghindarkannya dari zat-zat yang
korosif terhadapnya, atau mudah bereaksi dengannya. Zat kimia yang
termasuk korosif, yang selalu ada di sekitar kita adalah oksigen yang
ada di udara. Dibantu oleh uap air, benda-benda yang terbuat dari besi
sangat mudah mengalami korosi yang disebut perkaratan. Oleh karena
itu, benda-benda yang berbahan besi harus dihindari dari persentuhan
dengan udara dan air atau keadaan lembab. Untuk menghindari benda--
benda dari keadaan seperti itu, benda-benda dilapisi dengan cat, atau
lapisan logam lain yang lebih tahan terhadap oksigen, misalnya seng,
kadmium, krom, dan nikel.
1. Alat-alat dari Kaca (Gelas) dan Bahan Tahan Korosi
Kaca (gelas) sering dianggap zat yang \"mulia\" karena tidak
mudah mengalami korosi. Sifat \"mulia\" kaca hanyalah sampai suatu
tingkat saja. Dengan zat-zat kimia tertentu kaca dapat terkorosi
(terkikis) dengan relatif mudah. Asam fluorida dengan mudah dapat
mengikis kaca. Banyak zat lain juga bersifat \"reaktif' terhadap kaca,
kuat atau lemah. Oleh karena itu, alat-alat dari kaca, terutama
wadah, perlu dibersihkan dengan baik sehabis digunakan. Jika tidak,
lama kelamaan benda-benda dari kaca akan tercemari bahan-bahan
kimia yang tidak diinginkan sehingga tidak dapat dianggap bersih.
Pembersihan dapat dilakukan dengan menggunakan
deterjen. Kaca yang sudah parah dikotori zat-zat kimia mungkin
masih dapat dibersihkan dengan merendamnya di dalam asam
format, yaitu 100g kalium bikromat dilarutkan ke dalam 100 g asam
sulfat pekat, lalu dimasukkan ke dalam 1 liter air.
Alat-alat yang terbuat dari bahan tahan korosi, seperti baja
tahan karat (stainless steel) cukup dijaga dengan menempatkannya
di tempat yang tidak terlalu lembab, dan sekali-sekali dibersihkan
382

dari debu atau kotoran lain yang melekat padanya. Perlu diketahui,
bahwa baja tahan karat pun tidak sepenuhnya tahan korosi. Hanya
korosinya berlangsung jauh lebih lambat daripada baja biasa.
2. Alat-alat dari Logam
Banyak alat laboratorium yang sebagian atau seluruhnya
terbuat dari logam, terutama besi dan baja bukan tahan karat.
Logam-logam lain yang juga banyak digunakan ialah aluminium,
kuningan, dan tembaga.
Di laboratorium kimia ada statif, pemusing (centrifuge), kasa,
kaki tiga, neraca, dll. Meskipun pada pembuatannya alat-alat logam
ini mungkin sudah diberi perlindungan agar tidak mudah mengalami
korosi, keadaan pelindungnya perlu diperiksa secara periodik. Jika
lapisan pelindung itu rusak, perlu ada upaya memperbaikinya, bila
perbaikan itu dimungkinkan. Perbaikan, yang mungkin dila kukan
ialah mengecat ulang, apabila pelindung itu berupa cat. Jika
pelapisan dilakukan dengan logam, pelapisannya mungkin di luar
kemampuan laboratorium sekolah melakukannya. Perlindungan
sederhana dapat dilakukan dengan melapisi bagian yang rusak
dengan mengoleskan minyak pelumas pada bagian yang rusak.
Alat-alat logam juga akan lebih aman jika diletakkan
(disimpan) di tempat yang kering, tidak lembab, dan bebas dari uap
yang korosif. Hal ini sudah dibahas juga pada pembahasan
mengenai penyimpanan alat di atas.
3. Alat-alat Bergerak
Kerusakan lain dapat terjadi pada alat-alat yang memiliki
bagian-bagian bergerak atau berputar. Bagian-bagian alat seperti ini
dapat terbuat dari logam, dapat pula dari bahan bukan logam, misal-
nya plastik. Ada bagian-bagian alat yang bergesekan satu sama lain,
seperti roda dengan poros, ulir dengan ulir, dan gerigi dengan gerigi.
Agar tidak mudah aus, bagian-bagian yang bergesekan ini secara
periodik harus diberi pelumas. Lapisan minyak di antara
bagian-bagian yang bergesekan mengurangi ausnya bagian-bagian
itu, dengan demikian memperpanjang umur layanan alat-alat
tersebut.
383

g. Kalibrasi Peralatan Alat Laboratorium
1. Kalibrasi Timbangan (Neraca)
a. Pengontrolan Timbangan
Timbangan dikontrol dengan menggunakan anak timbangan yang
sudah terpasang atau dengan dua anak timbangan eksternal, misal
10 gr dan 100 gr. Penyimpangan berat dicatat pada lembar/kartu
kontrol, dimana pada lembar tersebut tercantum pula berapa kali
timbangan harus dicek. Jika timbangan tidak dapat digunakan sama
sekali maka timbangan harus diperbaiki oleh suatu agen (supplier).
b. Penanganan Timbangan
Kedudukan timbangan harus diatur dengan sekrup dan harus tepat
horizontal dengan “Spirit level (waterpass) sewaktu-waktu timbangan
bergerak, oleh karena itu, harus dicek lagi. Jika menggunakan
timbangan elektronik, harus menunggu 30 menit untuk mengatur
temperatur. Jika menggunakan timbangan yang sangat sensitif, anda
hanya dapat bekerja pada batas temperatur yang ditetapkan.
Timbangan harus terhindar dari gerakan (angin) sebelum
menimbang angka “nol” harus dicek dan jika perlu lakukan koreksi.
Setiap orang yang menggunakan timbangan harus merawatnya,
sehingga timbangan tetap bersih dan terawat dengan baik. Jika
tidak, sipemakai harus melaporkan kepada manajer lab. timbangan
harus dikunci jika anda meninggalkan ruang kerja.
RANGKUMAN :
1. Utilitas pabrik terdiri dari :
- Unit penyedia listrik
- Unit penyedia air
- Unit pengadaan uap
- Unit penyedia udara tekan
2. Sumber-sumber air pengisi ketel :
- Air sumur
- Air kondensat
3. Syarat air pengisi ketel dan air ketel :
384

Spesifikasi Air pengisi ketel Air ketel
Kesadahan < 0,1 OD <0,1 OD
pH 7,5-8,0 10,0-10,8
TDS Tidak nyata max 1500
PAlkali 50 ppm 300 ppm
M Alkali 100 ppM 500 ppm
Chlorine Tidak nyata max 70 ppm
Sulfit 30 ppm max 60 ppm
Oksigen Tidak nyata -
Silikat Tidak nyata
Fe Tidak nyata
P205 Max 30 ppm
4. Pengolahan air dapat dilakukan dengan cara pemurnian dan
pelunakan.
5. Pelunakan air yaitu proses penghilangan ion-ion yang terlarut dalam
air dapat melibatkan penukar kation (cation exchanger) yang berupa
resin Na (R-Na). Proses-pertukaran-ion natrium merupakan proses
yang paling banyak digunakan untuk melunakkan air. Dalam proses
pelunakan ini, ion-ion kalsium dan magnesium disingkirkan dari air
berkesadahan tinggi dengan jalan pertukaran kation dengan natrium.
Bila resin penukar itu sudah selesai menyingkirkan sebagian besar
ion kalsium dan magnesium sampai batas kapasitasnya, resin itu di
kemudian diregenerasi kembali ke dalam bentuk natriumnya
6. Dalam reaksi pelunakan air di bawah ini, lambang R menunjukkan
radikal penukar kation. Resin tersebut menghilangkan ion Ca 2+
dan Mg 2+ penyebab kesadahan. Reaksinya sebagai berikut:
CaCO3 + 2 R-Na R2-Ca + Na2C03
MgCO3 + 2 R-Na R2-Mg + Na2C03
7. Reaksi regenerasi menggunakan air gararn (NaCI) dapat dilukiskan
sebagai berikut:
R2-Ca + 2 NaCI 2 R-Na + CaCl2
R2-Mg + 2 NaCI R-Na + MgCl2
8. Korosi dapat dicegah dengan penghilangan oksigen dan mengatur
pH bersifat alkalis. Kerak (scaling) dikendalikan dengan mengikat
kesadahan dalam air. Untuk mengendalikan kerak dan korosi
digunakan WQ yang berisi natrium bisulfit dan natrium trifosfat.
9. Cooling tower digunakan untuk mendinginkan air kondensat sebelum
masuk ke dalam ketel.
385

10. Uap (Steam) sangat berperan penting dalam proses untuk
menggerakkan mesin-mesin bertenaga uap dan pemanas awal.
Sebuah ketel uap (boiler) digunakan untuk mengubah air menjadi
uap dengan pertolongan panas.
11. Ketel yang akan diperiksa, harus dipersiapkan:
- Ketel dibersihkan bagian luar dan dalam, bersih dari batu ketel,
lumpur dan kotoran lainnya
- Semua lubang uap/air/ peralatan keteldisumbat dengan baik
- Semua bagian ketel yang dipandang dapat menghambat
pemeriksaan, dilepas.
12. Pemeriksaan ketel dibagi menjadi dua macam yaitu pemeriksaan
dalam dan pemeriksaan luar. Periode pemeriksaan, untuk ketel kapal
dilakukan 1 tahun sekali, sedangkan ketel darat: pemeriksaan dalam
3 – 4 tahun sekali dan pemeriksaan luar 2 tahun sekali.
13. Hal yang penting dalam pemeriksaan dalam adalah :
- keadaan bahannya
- apakah bahannya tidak rusak setempat
- apakah tidak terdapat rengat-rengat pada tempat-tempat
tikungan
- apakah penguat-penguat masih cukup kuat
Cara memeriksanya :
5. dengan pancaindra
6. dengan pukulan-pukulan palu, dan suaranya didengar
7. dengan alat magnet
8. dengan sinar rontgent
14. Hal yang penting dalam pemeriksaan luar adalah :
3. menyelidiki sambungan-sambungan ketel bila terjadi kebocoran
4. menyelidiki perubahan bentuk (pada bagian datar)
Cara memeriksanya:
5. ketel diisi dengan air sampai penuh (air dingin atau hangat, tidak
boleh dengan uap)
6. setelah semua lubang tertutup rapat kemudian dipres dengan
pres tangan (pompa tangan)
7. kemudian dilihat kemungkinan adanya kebocoran
8. tekanan ketel waktu dicoba dibuat lebih tinggi dibanding waktu
kerja (waktu paling lama 15 menit)
15. Beberapa macam bahan bakar yang dikenal adalah:
386

Bahan bakar fosil, seperti: batubara, minyak bumi, dan gas bumi.
Bahan bakar nuklir, seperti: uranium dan plutonium. Pada bahan
bakar nuklir, kalor diperoleh dari hasil reaksi rantai penguraian atom-
atom melalui peristiwa radioaktif.
Bahan bakar lain, seperti: sisa tumbuh-tumbuhan, minyak nabati,
minyak hewani.
16. Bahan bakar konvensional, ditinjau dari keadaannmya dan wujudnya
adalah :
- Padat
- Cair
- Gas
17. Cara untuk menyimpan alat dan bahan untuk laboratorium, yaitu:
- Semua alat dan bahan disimpan di dalam ruang khusus
menggunakan lemari dan/atau rak penyimpanan.
- Alat dan bahan kimia sebaiknya ditempatkan di dalam ruang
yang terpisah.
- Setiap ruang penyimpanan harus memiliki sistem ventilasi
alamiah yang baik agar ruang tidak menjadi lembab dan dipenuhi
uap/gas bahan-bahan kimia, terutama bahan-bahan korosif.
18. Membersihkan area kerja
- Ruang dan meja kerja di Laboratorium harus selalu dalam
keadaan bersih.
Apabila terjadi tumpahan bahan kimia maka meja kerja harus
-
selalu dibersihkan. Meja kerja harus segera dibersihkan setelah
terjadi tumbahan zat / bahan kimia.
Apabila bahan kimia yang tumpah tersebut cukup / sangat
-
berbahaya, selain dibersihkan dengan lap, tangan harus
dilindungi oleh sarung tangan.
Untuk membersihkan laboratorium dari gas-gas dapat dipasang
-
exhaust fan dan atau lemari asam. Lemari asam merupakan alat
yang paling sering digunakan untuk menghilangkan gas, debu,
kabut, uap dan asap dari kegiatan laboratorium untuk
meminimalkan timbulnya racun dan konsentrasi bahan yang
mudah terbakar.
CONTOH SOAL :
387

1. Suatu resin sintetis penukar ion digunakan untuk mengurangi kadar ion
Cu2+ dalam larutan buangan Iimbah industri. Umpan mengandung garam
CuSO4 sebanyak 20 mg ekivalen (meq) Cu2+/liter larutan dan laju alir
umpan 10000 galon/jam. Operasi dilakukan secara kontinu, dan
regenerasi terhadap resin dilakukan secara berlawanan arah pada
menara tegak (vertical column). Hasil pengolahan menunjukkan bahwa
99% ion Cu2+ dari larutan umpan dapat dikurangi. Proses regenerasi
dilakukan dengan menggunakan larutan asam sulfat (H2SO) 2 N.
Perolehan ion Cu2+
Laju alir cairan adalah 2,2 liter/jam. cm2, kecepatan perpindahan
massa 2.0 meq ion Cu2+/ (jam) (gr resin) (meq Cu2+/liter). Resin yang
telah diregenerasi mengandung 0.30 meq ion Cu2+/Cu2+/gram serta 1,2
kali kecepatan perpindahan ion Cu2+ dalam resin minimum rasio
larutan yang akan digunakan.
Regenerasi resin
Kecepatan aliran dan kecepatan perpindahan massa masing-masing
adalah 0,17 liter/(jam)(cm2) dan 0,018 meq ion Cu2+/ (jam)(g resin)
(meq ion Cu2+/liter). H2SO4 yang digunakan mempunyai kadar 70%.
Hitunglah :
a. kecepatan perpindahan ion Cu2+ (gr/jam) dalam resin
b. hold-up resin (Ib)
c. kebutuhan karbon (Ib) per 1000 lb larutan
d. kebutuhan karbon (lb) per 100 lb larutan bila aliran berlangsung
secara berlawanan arah.
Kesetimbangan untuk pertukaran ion Cu2+ - H+ telah disediakan oleh
Selke dan Bliss yang mempunyai dua batas harga konsentrasi, yaitu
antara 20 meq kation/liter dan 2000 meq kation/ liter. Hal ini
ditunjukkan oleh Gambar 5.29 berikut.
388

Gambar 5.29. Kurva penyelesaian contoh 1
a. Pertukaran ion Cu2+ b. Regenerasi resin
Perolehan ion Cu2+
Larutan umpan = 10000 gal/jam
= (10000 gal/jam)(3,785 liter/gal)
= 37850 liter/jam
= 20 meq ion Cu2+/liter
c1
= 0.2 meq ion Cu2+/liter
c2 = 0,01 (20)
= (37850 liter/jam)(20-0.20) meq Cu2+/liter
Cu2+ yang diolah
meq Cu 2+
= 750.000 (jawab a)
jam
X2 = 0,30 meq Cu2+/gram. Titik (c2,X2) dapat ditunjukkan di Gambar 6.3
di atas. Untuk resin minimum larutan dan garis operasi dalam
kesetimbangan dengan konsentrasi c1.
7500000 meq Cu 2+ / jam
Kecepatan resin minimum =
(4,9 − 0,30) meq Cu 2+ / g
389

= 163000 gr/jam.
Untuk 1.2 kali kecepatan resin minimum :
= 1,2 (163000) gr/jam
= 196000 gr/jam
= 430 lb/jam.
Neraca massa untuk Cu :
750000 = 196000(X1 - 0.30)
X1 = 4,12 meq Cu2+ gr resin
Kemudian dibuat garis operasi yang melalui titik (c1,X1) di Gambar-6.3a
di atas. Bila diberikan data-data konsentrasi dalam kesetimbangan :
c 20 16 12 8 4 2 1 0.2
c* 2,4 1,9 0,5 0,25 0,10 0,05 0,02 0
1 0,057 0,071 0,087 0,13 0,26 0,51 1,00 5
c −c*
Catatan :c = konsentrasi ion Cu2+ dalam mg/liter larutan
Jumlah resin dalam kolom :
Ls.dX = GS.dY = Ky . ap (Y-Y*) dz (1)
KL . ap
V.dC = (c_c*) d (SZ s) (2)
ρs
atau
c1
dc
V
SZ = (3)
s
ap ρs (c − c*)
KL. c2
Dari data-data di atas, dapat dibuat kurva hubungan antara 1/(c- c*)
sebagai ordinat dan c sebagai absis, sehingga harga integral dapat
dihitung secara grafis, yaitu dengan menghitung luas daerah di bawah
kurva.
Luas daerah di bawah kurva = 5,72.
Hold-up resin = 5,72 x 37850 liter/jam
= 108,300 gram
= 239 lb.
Regenerasi resin
Ion Cu2+ yang ditukar = 750000 meq/jam ekivalen dengan sejumlah
390

meq ion H+/jam. Kadar asam sulfat sebesar 70 %, maka umpan yang
diolah harus mengandung ion H+ sebesar :
750000
Ion H+ = meq / jam
0.70
= 1.071.000 meq/jam
= 536 liter/jam.
X1 = 0.30 meq Cu2+/gr mesin ; c1 = 0
X2 = 4.12 meq Cu2+/gr resin ; c2 = 750000/536
= 1400 meq Cu2+/liter
Titik (c1, X1) dan (c2,X2) dapat ditarik garis operasi yang ditunjukkan
oleh Gambar 3.3b di atas. Integrasi terhadap laju alir yaitu garis
operasi dan garis kesetimbangan berbentuk linier ditulis sebagai
berikut :
KL ap
V(c*-c) = (SZ s)(c*-c)m (4)
ρs
Dengan
(c* - c)m = rata-rata logaritma (logarithmic average) gaya dorong di
kolom
(c*1 – c1) = 120 - 0 = 120 meq ion Cu2+/liter
(c*2 - c2) = 1700 - 1400 = 300 meq ion Cu2+/liter
c * 2 −c 2 300 − 120
(c* - c)m = =
In ((c *2 −c 2 ) /(c *1 −c1 ) ) In(300 / 120)
= 196,5 meq ino Cu2+/liter
Data-data yang diperoleh di atas disubstitusikan ke Persamaan (4),
maka hold-up resin yang diregenerasi di dalam kolom adalah :
750.000 = 0.018 (SZps) (196.5)
Jadi, SZ = 212.000 gram
s
= 476 lb. (jawab b)
G (Y0 − Y1 ) 1000 (9,6 − 3,3)
Ls1 = = = 11,14 lb
565 − 0
X1 − X 0
391

G (Y1 − Y2 ) 1000 (3,3 − 0,96)
Ls2 = = = 8,67 lb
270 − 0
X 2 − X1
Jadi, (Ls1 + Ls2) = 11,14 + 8,67
lb karbon
= 19,81 (jawab c)
1000 lb laru tan
Cara lain :
Sebagai alternatif untuk perhitungan di atas, adalah memakai
persamaan Freundlich, maka diperoleh :
Untuk : Y2/Y0 = 0,96/9,6 = 0,10 ; n = 1,66
dari Gambar 5.20 diperoleh : Y1/Yo = 0.344
Y1 = 0,344 Yo = 0,344 (9,6)
= 3,3
Y0 − Y1 9,6 − 3,3
Ls1
= =
[(3,3 /(8,91.10 −5 )]1 / 1,66
1/ n
G8 (Y1 / m)
lb karbon
= 0,01114 (di tahap – 1)
lb laru tan
Y0 − Y1 3,3 − 0,96
Ls1
= =
[(0,6 /(8,91.10 −5 )]1 / 1,166
1/ n
G8 (Y2 / m)
lb karbon
= 0,00867 (di tahap – 2)
lb laru tan
∴Total karbon yang diperlukan per 1000 lb larutan :
= 1000 (0,01114 + 0,00867)
lb karbon
= 19,81
100 lb laru tan
Yo = 9,6 ; Y1 = 0,96 ; XN+1 = 0
Agar diperoleh dua tahap operasi, maka Ietak garis operasi di Gambar
6.3 di atas dapat ditentukan secara coba-coba. Dari gambar tersebut
diperoleh pada titik E, X1 = 675.
G s (Y0 − Y2 ) 100 (9,6 − 0,96)
Ls = = lb karbon
675 − 0
X 1 − X N +1
392

lb karbon
= 12,8
1000 lb laru tan
Alternatif :
Y2/Yo = 0,96/0,96 = 0,10 ; n = 1,66 ; dari Gambar 5.24, maka
diperoleh
Y2/Y1 = 0,217 atau Y1 = Y2/0,217
= 0,96/0,217
= 4,42
Kebutuhan karbon per 1000 lb larutan :
lb karbon
∴Ls = 1000 (0,0218) = 12,8
1000 lb laru tan
Komentar :
Ternyata kebutuhan karbon (adsorben) untuk aliran berlawanan arah
lebih kecil dari pada proses partaian untuk jumlah tahap sama.
LATIHAN SOAL:
Suatu gas nitrogen-dioksida (NO2) dihasilkan dengan menggunakan proses
panas yaitu adsorpsi udara pada silika gel yang berlangsung secara kontinu
dengan aliran counter-current. Gas yang masuk mengandung 1,5 % volume
gas N2 dan laju alirnya sebesar 1000 lb/jam. Operasi berlangsung secara
isothermal, yang itu pada 25°C dan tekanan 1 atmosfer serta 90 % gas N2
yang masuk dapat diadsorpsi. Pada saat dimasukkan, silica gel babas gas
N2. Data-data eksoterm kesetimbangan adsorpsi dapat diberikan sebagai
berikut :
Tek. parsial N2
0 2 4 6 8 10 12
(mmHg)
gr N2
0 0.4 0.9 1.65 2.60 3.65 4.85
100 gr gel
Hitunglah :
a. Jumlah berat minimum gel yang diperlukan/jam
b. Bila kecepatan gel minimum diperbesar menjadi dua kali perkirakan
jumlah unit transfer yang diperlukan
Suatu kolom adsorpsi diisi dengan resin sintetis penukar kation (asam
sulfonat), sehingga membentuk unggun diam (fixed-bed) Larutan umpan
393

4mengandung 0,120 meq Na+ /cm3 dilewatkan unggun tersebut dengan
kecepatan 0,31 cm/det. Dalam kondisi jenuh (saturation), resin mengandung
2.02 meq Na+/cm3 resin. Adsorptivitas relatif untuk Na+ terhadap H +, a =
1.20 (kontan). Konstanta perpindahan massa cairan, KL . p = 0.86 vL0,5,
yaitu vL adalah kecepatan aliran cairan dalam cm/detik.
a. Tetapkan konsentrasi breakpoint sebesar 5% dari konsenrasi larutan
umpan bila diasumsikan bahwa konsentrasi larutan efluen (keluaran)
sebesar 95 % dari konsentrasi larutan umpan
b. Perkiraan volume efluen pada titik breakpoint dinyatakan dalam c3/cm2
luas penampang unggun
CATATAN :
a. KL . p dalam meq Na+/(det) (cm3) (meq/cm3)
b. Breakpoint - titik belok.g
394

BAB VI
KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA
6.1. PENDAHULUAN
Di dalam memasuki Era Globalisasi, maka upaya Keselamatan dan
Kesehatan Kerja harus mendapatkan perhatian yang serius bagi dunia
industri, hal ini dikarenakan dengan adanya kecelakaan kerja termasuk
penyakit akibat kerja, peledakan dan kebakaran serta pencemaran
lingkungan kerja, akan menurunkan kredibilitas dari suatu perusahaan
tersebut di mata pembeli/pemakai produknya.
Adapun mengenai upaya Keselamatan dan Kesehatan Kerja yang
dimaksudkan untuk memberikan jaminan Keselamatan dan meningkatkan
derajat Kesehatan para pekerja/buruh dengan cara pencegahan kecelakaan
dan penyakit akibat kerja, pengendalian bahaya di tempat kerja, promosi
kesehatan, pengobatan dan rehabilitasi. Selanjutnya dengan perkembangan
dunia industri maka dirasa perlu melaksanakan Keselamatan dan
Kesehatan Kerja, yang pada dasarnya ialah bagaimana kita melaksanakan
industri/berproduksi dengan aman, nyaman, tidak ada gangguan kecelakaan
kerja termasuk peledakan, kebakaran, penyakit akibat kerja dan
pencemaran lingkungan kerja.
Apa sebab dikatakan pencemaran lingkungan kerja, karena Undang-
Undang kita tentang Keselamatan Kerja, ialah mengatur mengenai tempat
kerja agar jangan sampai terjadi pencemaran di lingkungan kerja atau
tempat kerja. Yang akibatnya apabila tidak mendapatkan perhatian yang
serius dari perusahaan akan menjalar menjadi pencemaran lingkungan di
luar tempat kerja, dan mengakibatkan penderitaan bagi masyarakat di
lingkungan perusahaan, akhirnya perusahaan akan mendapatkan
perlawanan dari masyarakat di sekitar lingkungan tersebut. Sehingga
keberadaan perusahaan tersebut menjadikan tidak aman, nyaman dan
sejahtera bagi tenaga kerja maupun masyarakat di lingkungannya.
Selanjutnya dengan adanya pelaksanaan keselamatan dan kesehatan kerja
ini maka diharapkan agar setiap tenaga kerja yang bekerja di tempat kerja
mendapatkan rasa aman, nyaman dan sejahtera, tujuan keselamatan dan
kesehatan kerja akan tercapai. Untuk mencapai tujuan keselamatan dan
kesehatan kerja telah diupayakan adanya Sistem Manajemen Keselamatan
dan Kesehatan Kerja, yang pada prinsipnya harus adanya Komitmen dari
395

Pengusaha dan ditulis menjadi KEBIJAKAN KESELAMATAN DAN
KESEHATAN KERJA antara lain berisi apa yang diharapkan oleh
Pengusaha dalam melaksanakan Keselamatan dan Kesehatan Kerja di
perusahaan yang bersangkutan.
6.1.1. Pengertian K3
Untuk mempelajari keselamatan dan kesehatan kerja diperlukan
pengertian mengenai istilah yang terdapat di dalam uraian yang akan kita
pelajari, sehingga tidak akan terjadi kesalahan pengertian/maksud.
Keselamatan dan Kesehatan Kerja
a. Secara Etimologis
Ialah memberikan upaya perlindungan yang ditujukan agar tenaga
kerja dan orang lain di tempat kerja selalu dalam keadaan selamat
dan sehat dan agar setiap sumber produksi perlu dipakai dan
digunakan secara aman dan efisien.
b. Secara Filosofi
Ialah suatu konsep berfikir dan upaya nyata untuk menjamin
kelestarian tenaga kerja dan setiap insan pada umumnya beserta
hasil karya dan budaya dalam upaya mencapai masyarakat adil,
makmur dan sejahtera.
c. Secara Keilmuan
Adalah suatu cabang ilmu pengetahuan dan penerapan yang
mempelajari tentang cara penanggulangan kecelakaan di tempat
kerja lainnya.
6.1.2. Fakta Tentang K3
Riset yang dilakukan badan dunia ILO menghasilkan kesimpulan,
setiap hari rata-rata 6.000 orang meninggal, setara dengan satu orang
setiap 15 detik, atau 2,2 juta orang per tahun akibat sakit atau kecelakaan
yang berakibatkan dengan pekerjaan mereka. Jumlah pria yang meninggal
dua kali lebih banyak ketimbang wanita, karena mereka lebih mungkin
melakukan pekerjaan berbahaya. Secara keseluruhan, kecelakaan di tempat
kerja telah menewaskan 350.000 orang. Sisanya meninggal karena sakit
yang diderita dalam pekerjaan seperti membongkar zat kimia beracun (ILO,
2003).
396

Kecelakaan kerja tidak harus dilihat sebagai takdir, karena kecelakaan
itu tidaklah terjadi begitu saja. Kecelakaan pasti ada penyebabnya. Kelalaian
perusahaan yang semata-mata memusatkan diri pada keuntungan, dan
kegagalan pemerintah untuk meratifikasi konvensi keselamatan
internasional atau melalukan pemeriksaan buruh, merupakan dua penyebab
besar kematian terhadap pekerja. Negara kaya sering mengekspor
pekerjaan berbahaya ke negara miskin dengan upah buruh yang lebih
murah dan standar keselamatan pekerjaan yang lebih rendah.
Selain itu, di negara-negara berkembang seperti Indonesia, undang-
undang keselamatan kerja yang berlaku tidak secara otomatis meningkatkan
kondisi di tempat kerja, disamping hukuman yang ringan bagi yang
melanggar aturan. Padahal meningkatkan standar keselamatan kerja yang
lebih baik akan menghasilkan keuangan yang baik. Pengeluaran biaya
akibat kecelakaan dan sakit yang berkaitan dengan kerja merugikan
ekonomi dunia lebih dari seribu miliar dolar (850 miliar euro) di seluruh
dunia, atau 20 kali jumlah bantuan umum yang diberikan pada dunia
berkembang. Di AS saja, kecelakaan kerja merugikan pekerja puluhan miliar
dolar karena meningkatnya premi asuransi, kompensasi dan menggaji staf
pengganti.
Angka keselamatan dan kesehatan kerja (K3) perusahaan di
Indonesia secara umum ternyata masih rendah. Berdasarkan data
organisasi buruh internasional di bawah PBB (ILO), Indonesia menduduki
peringkat ke-26 dari 27 negara. Grafik di halaman berikut menunjukkan
kondisi Indonesia di tahun 2002-2003.
397

Persentase perusahaan besar yang telah menerapkan K3 tahun 2003
Telah
menerapkan;
317 bh; 2%
Belum
menerapkan;
14726 bh; 98%
Gambar. 6.1. Persentase perusahaan besar yang telah menerapkan K 3 tahun 2003
Cacat Total;
317; 1% Kematian;
Cacat 1048; 2%
Sebagian;
5400; 10%
Kecelakaan
Ringan;
45234; 87%
Gambar 6.2 Tabel kecelakaan kerja tahun 2002 – 2003
398

120000
100000
80000
60000
40000
20000
0
2002 2003
Gambar 6.3. Grafik kecelakaan di industri tahun 2002 – 2003
Gambar 6.3 tersebut menunjukkan, grafik kecelakaan di industri tahun
2002-2003, penerapan K3 di perusahaan-perusahaan Indonesia masih jauh
dari yang diharapkan. Padahal kalau kita menyadari secara nyata bahwa
volume kecelakaan kerja juga menjadi konaibasi untuk melihat kesiapan
daya saing. Jika volume ini masih terus tinggi, Indonesia bisa kesulitan
dalam menghadapi pasar global. JeIas ini akan merugikan semua pihak,
termasuk perekonomian kita. Juga terjadi ketidakefisienan sehingga tidak
bisa bersaing.
Jadi, berdasarkan fakta-fakta sebagaimana dikemukakan di depan
dapat disimpulkan, perkembangan dan pertumbuhan suatu bangsa, baik
sekarang maupun yang akan datang tentunya tidak bisa lepas dari peranan
proses industrialisasi. Maju mundurnya suatu industri sangat ditunjang oleh
peranan tenaga kerja (baca: buruh). Untuk dapat membangun tenaga kerja
yang produktif, sehat, dan berkualitas perlu adanya manajemen yang baik,
terutama yang terkait dengan masalah Keselamatan dan Kesehatan kerja
(K3).
K3 yang termasuk dalam suatu wadah higiene perusahaan dan
kesehatan kerja (hiperkes) terkadang terlupakan oleh para pengusaha.
Padahal. K3 mempunyai tujuan pokok dalam upaya memajukan dan
mengembangkan proses industrialisasi, terutama dalam mewujudkan
399

kesejahteraan para buruh.
Tujuan dari Sistem Manajemen K3 adalah:
1. Sebagai alat untuk mencapai derajat kesehatan tenaga kerja yang
setinggi-tingginya, baik buruh, petani, nelayan, pegawai negeri,
atau pekerja-pekerja bebas.
2. Sebagai upaya untuk mencegah dan memberantas penyakit
kecelakaan-kecelakaan akihat kerja, memelihara, dan
meningkatkan kesehatan dan gizi para tenaga keija, merawat dan
meningkatkan efisiensi dan daya produktivitas tenaga manusia,
memberantas kelelahan kerja dan melipatgandakan gairah serta
kenikmatan bekerja.
Lebih jauh sistem ini dapat memberikan perlindungan bagi masyarakat
sekitar suatu perusahaan agar terhindar dari bahaya pengotoran bahan-
bahan proses industrialisasi yang bersangkutan, dan perlindungan
masyarakat luas dari bahaya-bahaya yang mungkin ditimbulkan oleh
produk-produk industri.
Dalam konteks ini, kiranya tidak berlebihan jika K3 dikatakan
merupakan modal utama kesejahteraan para buruh/tenaga kerja secara
keseluruhan. Selain itu, dengan penerapan K3 yang baik dan terarah dalam
suatu wadah industri tentunya akan memberikan dampak lain, salah satunya
adalah sumber daya manusia (SDM) yang berkualitas. Di era pasar bebas
tentu daya saing dan suatu proses industrialisasi semakin ketat dan sangat
menentukan maju tidaknya pembangunan suatu bangsa.
Dalam pasar bebas tingkat ASEAN saja yang dikenal dengan istilah
AFTA (ASEAN Free Trade Area) sangat dibutuhkan peningkatan
produktivitas kerja untuk dapat bersaing dan mampu menghasilkan barang
dan jasa yang bermutu tinggi. Untuk itu, penerapan peraturan perundang-
undangan dan pengawasan serta perlindungan para buruh/ karyawan
sangat memerlukan sistem manajemen industri yang baik dengan
menerapkan K3 secara optimal. Sebab, faktor Keselamatan dan Kesehatan
kerja sangat mempengaruhi terbentuknya SDM yang terampil, profesional,
dan berkualitas dari tenaga kerja itu sendiri. Hingga kini masih banyak kasus
kecelakaan kerja yang tejadi di negara kita. Itu bisa menjadi modal utama
dalam upaya menjadikan sistem ini sebagai langkah awal. Dalam kaitan ini
peranan pemerintah dan beberapa instansi terkait diharapkan bisa menekan
tingkat kecelakaan dan memberikan perlindungan maksimal terhadap
400

tenaga kerja. Sebab, proses industrialisasi merupakan salah satu faktor
yang dapat mempengaruhi kemajuan di sektor ekonomi. Inilah sebenarnya
yang perlu mendapat perhatian khusus dari pemerintah dan para pengusaha
di negeri ini.
6.1.3. Sistem Manajemen K3 dan Manfaat Penerapannya
A. Sejarah Sistem Manajemen K3
Dibandingkan dua kerabat dekatnya, Sistem Manajemen Mutu
ISO 9001:2000 dan Sistem Manajemen Lingkungan ISO 14001 : 2004,
Sistem Manajemen K3 memang belum begitu populer. Standar yang
sekarang kita kenal seperti OHSAS 18001:1999 pun tidak diterbitkan
oleh Lembaga Standardisasi Dunia (ISO), tapi melalui kesepakatan
badan-badan sertifikasi yang ada di beberapa negara.
Sistem Manajemen K3 sebenarnya telah mulai diterapkan di
Malaysia pada tahun 1994 dengan dikeluarkannya Undang-undang
Keselamatan dan Kesehatan Kerja pada 1996. Lembaga ISO juga telah
mulai merancang sebuah Sistem Manajemen K3 dengan melakukan
pendekatan terhadap Sistem Manajemen Mutu ISO 9000 dan Sistem
Manajemen Lingkungan ISO 14000. Hasil work-shop yang diadakan saat
itu adalah didapatkan agar ISO menghentikan upayanya: membangun
sebuah Sistem Manajemen K3 sejenis ISO 9000 dan ISO 14000.
Alasannya kala itu adalah K3 merupakan struktur yang bersifat tiga pihak
(tripartie) maka penyusunan sebuah ketentuan Standar Sistem
Manajemen K3 diserahkan ke masing-masing negara.
Pada tahun 1998, The Occupational Safety and Health Branch
(Sekarang: Safe Work) ILO bekerja lama dengan the International
Occupational Hygiene Association (IOHA) melakukan identifikasi
elemen-elemen kunci dari sebuah Sistem Manajemen K3.
Pada akhir tahun 1999, anggota Lembaga ISO yaitu British
Standards Institution (BSI) meluncurkan sebuah proposal resmi (Ballot
document ISO/TMBI TSP 190) untuk membuat sebuah Komite Teknik
ISO yang bertugas membuat sebuah Standar Internasional
Nonsertifikasi. Hal ini menimbulkan persaingan dengan ILO yang sedang
mempopulerkan Sistem Manajemen K3. ILO sendiri didukung oleh
International Organization of Employers (IOE) dan the International
401

Confederation of Free Trade Unions (ICFTIT) dan afiliasi-afiliasinya.
Akibatnya proposal yang diusulkan oleh BSI pun ditolak. Draf final yang
disusun ILO dihasilkan awal tahun 2001. Hasil pertemuan pada April
tahun 2001 the ILO Guidelines on OSH Management System (THE
ILO/OSH 2001).
THE ILO/OSH 2001 merupakan model yang unik. Selain dapat
disesuaikan dengan sistem manajemen lainnya, ia tidak ditujukan untuk
menggantikan undang-undang di negara bersangkutan tidak mengikat
dan tidak mempersyaratkan sertifikasi. Akan tetapi pada tahun 1999 BSI
dengan badan-badan sertifikasi dunia meluncurkan juga sebuah Standar
Sistem Manajemen K3 yang diberi nama Occupational Health and Safety
Management Systems (OHSAS 18001). Struktur yang dimiliki THE
ILO/OSH 2001 pun memiliki kesamaan dengan OHSAS 18001.
B. Sistem Manajemen K3 Di Beberapa Negara
Sebuah kabar baik, beberapa negara di dunia sudah
mengembangkan sendiri sebuah Sistem Manajemen K3. Berarti ini
menunjukkan adanya perhatian yang kuat dari negara-negara tersebut.
Kebanyakan sistem yang ditetapkan di negara bersangkutan dibuat
dalam bentuk sebuah undang-undang atau ketetapan menteri. Di India
dan Malaysia, Peraturan K3 yang dibuat dalam istilah umum hanya
menyebutkan bahwa pengusaha bertanggung jawab dalam mengelola
K3, dan tidak secara khusus menjelaskan suatu Sistem Manajemen K3.
Di Australia, penerapan Sistem Manajemen K3 diatur di tingkat negara
bagian. Pemerintah Australia dan Selandia Baru telah melakukan
kesepakatan normal untuk membuat sebuah organisasi dunia yang
dikenal dengan the Joint Accreditation System of Austalia and New
Zealand (JAS-ANZ). Cina dan Thailand membuat sebuah Standar
Sistem Manajemen K3 yang dikenal dengan OHSMS Trial Standard dan
TIS 18000 Series. Jadi setiap negara melakukan pendekata yang
berbeda termasuk pihak yang bertanggung jawab dalam menetapkan
ketentuan tersebut, walau pada intinya memiliki tujuan yang lama. Dalam
tabel di halaman sebelah akan kita lihat fungsi pemerintah dalam Sistem
Manajemen K3.
402

Tabel 6.1 Fungsi pemerintah dalam sistem managemen K3
Sistem
Negara Penanggung jawab Aturan Isi
Sertifikasi
Australia – Komisi Nasional K3 (the National OHS. Pedoman bagi Pengendali JAS-
Selandia Gubernur Negara Improvement Negara-negara, ANZ yang
Baru Bagian, Agensi yang Framework by dukungan untuk diakreditasi
terkait pada JAS-ANZ NQHSC) AS/NZS 480 badan sertifikasi
SMK3
China Komisi Nasional OHSMS Trial Standar Materi Pedoman Akreditasi
Ekonomi dan bagi biro dan Organisasi
Perdagangan, Biro komisi pedoman Sertifikasi dan
Nasional Pengawas Komisi Registrasi
Keamanan Produksi Auditor Komisi
Pedoman
Hongkong Departemen Perburuhan Kerangka kerja Pedoman dewan Rencana audit
Parlemen untuk K3 safety OSHC
SMK3*
India Menteri Perburuhan, (Standar K3) NA Bukan pada
Direktorat Jenderal tingkat nasional
Industri dan Inspektorat
Propinsi
Indonesia Menteri Tenaga Kerja Ketetapan Menteri Pedoman dan Tiga kategori
dan Transmigrasi tentang SMK3 dan audit sertifikasi
ketetapan audit berdasarkan
hasil audit
Jepang Menteri Kesehatan, Peraturan tentang Pedoman bap Tidak ada
Perburuhan dan Pedoman SMK3 kegiatan SMK sertifikasi resmi
Kesejahteraan
Korea Menteri Perburuhan, Pedoman SMK3 Kode KOSHA Sertifikasi
Korea Occupational pada SMK3 dan Program KOSHA
Safety and Health Program 2000
Agency (KOSHA) KOSHA
2000
Malaysia Menteri Sumber Daya (Undang-undang K3) OHSAS 1800 Sertifikasi
Manusia bagi standar OHSAS
organisasi 18001oleh SIRIM
QAS Sdn Bhd
Singapura Menteri Tenaga Kerja Regulasi Industri Kode praktis Tidak
untuk SMK3 mempersyaratkan
sertifikasi
Thailand Menteri Perburuhan dan TIS 18000 Pedoman SMKS Sertifikasi TIS
Kesejahteraan Sosial khususnya bagi 18000 oleh
dan Perindustrian perusahaan kecil institusi sertifikasi
dan menengah sistem
manajemen.
*SMK3: Sistem Manajemen K3
403

C. Hubungan OHSAS 18001 Dan Permenaker 05/Men/1996
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, ISO 9000 dan ISO 14000
diterbitkan oleh lembaga ISO yang berkedudukan di Jenewa, Swiss,
sedangkan OHSAS 18000 diterbitkan atas kerjasama organisasi-
organisasi dunia, antara lain :
1. National Standards Authority of Ireland
2. South African Bureau of Standards
3. Japanese Standards Association
4. British Standards Institution
5. Bureaus Veritas Quality International
6. Det Norske Veritas
7. Lyoyds Register Quality Assurance
8. National Quality Assurance
9. SFS Certification
10. SGS Yarslev International Certification Services
11. Association Espanola de Normalization y Certification
12. Intenvitional Safety Management Organization Ltd
13. SIRIM QAS Sdn Bdn
14. International Certification Services
15. The High Pressure Gas Safety Intitute of Japan
16. The Engineering Employers Federation
17. Singapore Productivity and Standards Board
18. Institute Mexicano de Normalization Certificacion
OHSAS 18000 yang sekarang kita kenal memiliki struktur yang
mirip dengan ISO 14001:1996. Dengan demikian OHSAS 18001 lebih
mudah diintegrasikan dengan ISO 14000, walau dapat juga
diintegrasikan dengan ISO 9000.
Indonesia sendiri juga telah mengembangkan Sistem Manajemen
K3 sejenis yang dikenal Permenaker 05/Men/1996. Berbeda dengan
OHSAS 18000 vang sistem auditnya hampir sama dengan ISO 14000
atau ISO 9000 yang diaudit oleh badan sertifikasi manapun, maka
khusus untuk Permenaker 05/Men/1996 yang merupakan penilaian
penilaian kinerja hanya bisa diaudit oleh Sucofindo. Perbedaan lain dari
OHSAS 18001 dan Permenaker 05/Men/1996 adalah Permenaker
05/Men/1996 memiliki pembagian jumlah/jenis elemen untuk jenis
404

perusahaan yang tergantung pada besar kecil perusahaan yang
bersangkutan. Sedang persyaratan untuk OHSAS 18001 berlaku untuk
semua jenis organisasi tanpa memperhatikan besar kecilnya perusahaan
itu.
Penerapan Permenaker 051Men/1996 dibagi menjadi tiga
tingkatan:
1. Perusahaan kecil atau perusahaan dengan tingkat risiko rendah
harus menerapkan sebanyak 64 kriteria.
2. Perusahaan sedang atau perusahaan dengan tingkat resiko
menengah harus menerapkan sebanyak 122 kriteria.
3. Perusahaan besar atau perusahaan dengan tingkat risiko tinggi
harus menerapkan sebanyak 166 kriteria.
Keberhasilan penerapan Permenaker 05/Men/1996 di tempat kerja
diukur sebagai berikut :
1. Untuk tingkat pencapaian penerapan 0-59% dan pelanggaran
peraturan perundangan (nonconformance) dikenai tindakan hukum.
2. Untuk tingkat pencapaian penerapan 60-84% diberikan sertifikat dan
bendera perak.
3. Untuk tingkat pencapaian penerapan 85-100% diberikan sertifikat
dan bendera emas.
D. Manfaat Penerapan Sistem Manajemen K3
1. Perlindungan Karyawan
Tujuan inti penerapan sistem manajemen keselamatan dan
kesehatan kerja atau K3 adalah memberi perlindungan kepada
pekerja. Bagaimanapun, pekerja adalah aset perusahaan yang harus
dipelihara dan dijaga keselamatannya. Pengaruh positif terbesar
yang dapat diraih adalah mengurangi angka kecelakaan kerja. Kita
tentu menyadari, karyawan yang terjamin keselamatan dan
kesehatannya akan bekerja lebih optimal dibandingkan karyawan
yang terancam K3-nya. Dengan adanya jaminan keselamatan,
keamanan, dan kesehatan selama bekerja, mereka tentu akan
memberikan kepuasan dan meningkatkan loyalitas mereka terhadap
perusahaan.
405

2. Merperlihatkan kepatuhan pada peraturan dan undang-undang
Banyak organisasi yang telah mematuhi peraturan menunjukkan
eksistensinya dalam beberapa tahun. Kita bisa saksikan bagaimana
pengaruh buruk yang didapat bagi perusahaan yang melakukan
pembangkangan terhadap peraturan dan undang-undang, seperti
citra yang buruk, tuntutan hukum dari badan pemerintah, seringnya
menghadapi permasalahan dengan tenaga kerjanya semua itu
tentunya akan mengakibatkan kebangkrutan. Dengan menerapkan
Sistem Manajemen K3, setidaknya sebuah perusahaan telah
menunjukkan itikad baiknya dalam mematuhi peraturan dan
perundang-undangan sehingga mereka dapat beroperasi normal
tanpa menghadapi kendala dari segi ketenagakerjaan.
3. Mengurangi biaya
Tidak berbeda dengan falsafah dasar sistem manajemen pada
umumnya; Sistem Manajemen K3 juga melakukan pencegahan
terhadap ketidaksesuaian. Dengan menerapkan sistem ini, kita dapat
mencegah terjadinya kecelakaan, kerusakan atau sakit akibat kerja.
Dengan demikian kita tidak perlu mengeluarkan biaya yang
ditimbulkan akibat kejadian tersebut. Memang dalam jangka pendek
kita akan mengeluarkan biaya yang cukup besar dalam menerapkan
sebuah Sistem Manajemen K3. Apalagi jika kita juga melakukan
proses sertifikasi di mana setiap enam bulannya akan dilakukan audit
yang tentunya juga merupakan biaya yang harus dibayar. Akan
tetapi jika penerapan Sistem Manajemen K3 dilaksanakan secara
efektif dan penuh komitmen, nilai uang yang keluar tersebut jauh
lebih kecil dibandingkan biaya yang ditimbulkan akibat kecelakaan
kerja. Salah satu biaya yang dapat dikurangi dengan penerapan
Sistem Manajemen K3 adalah biaya premi asuransi. Banyak
perusahaan-perusahaan yang mengeluarkan biaya premi asuransi
jauh lebih kecil dibandingkan sebelum menerapkan Sistem
Manajemen K3.
4. Membuat sistem manajemen yang efektif
Tujuan perusahaan beroperasi adalah mendapatkan keuntungan
yang sebesar-besarnya. Hal ini akan dapat dicapai dengan adanya
sistem manajemen perusahaan yang efektif. Banyak variabel yang
406

ikut membantu pencapaian sebuah sistem manajemen yang efektif,
di samping mutu, lingkungan, keuangan, teknologi informasi dan K3.
Salah satu bentuk nyata yang bisa kita lihat dari penerapan Sistem
Manajemen K3 adalah adanya prosedur terdokumentasi. Dengan
adanya prosedur, maka segala aktivitas dan kegiatan yang terjadi
akan terorganisir, terarah dan berada dalam koridor yang teratur.
Rekaman-rekaman sebagai bukti penerapan sistem disimpan untuk
memudahkan pembuktian didentifikasi masalah ketidiaksesuaian.
Persyaratan perencanaan, evaluasi dan tindak lanjut merupakan
bentuk bagaimana sistem manajemen yang efektif. Pengendalian
dan pemantauan aspek penting menjadi penekanan dan ikut
memberi nilai tambah bagi organisasi. Penerapan Sistem
Manajemen K3 yang efektif akan mengurangi rapat-rapat yang
membahas ketidak-sesuaian. Dengan adanya sistem maka hal itu
dapat dicegah sebelumnya di samping kompetensi personel yang
semakin meningkat dalam mengetahui potensi ketidaksesuaian.
Dengan demikian organisasi dapat berkonsentrasi melakukan
meningkatan terhadap sistem manajemennya dibandingkan
melakukan perbaikan terhadap permasalahan-permasalahan yang
terjadi.
5. Meningkatkan kepercayaan dan kepuasan pelanggan
Karyawan yang terjamin keselamatan dan kesehatan kerjanya akan
bekerja lebih optimal dan ini tentu akan berdampak pada produk
yang dihasilkan. Pada gilirannya ini akan meningkatkan kualitas
produk dan jasa yang dihasilkan ketimbang sebelum dilakukan
penerapan. Di samping itu dengan adanya pengakuan penerapan
Sistem Manajemen K3, citra organisasi terhadap kinerjanya akan
semakin meningkat, dan tentu ini akan meningkatkan kepercayaan
pelanggan.
E. Langkah-Langkah Penerapan Sistem Manajemen K3
Setiap jenis Sistem Manajemen K3 mempunyai elemen atau
persyaratan tertentu yang harus dibangun dalam suatu organisasi.
Sistem Manajemen K3 tersebut harus dipraktekkan dalam semua
bidang/divisi dalam organisasi. Sistem Manajemen K3 harus dijaga
407

dalam operasinya untuk menjamin bahwa sistem itu punya peranan dan
fungsi dalam manajemen perusahaan.
Dalam melakukan penerapan Sistem Manajemen, K3, kita dapat
mengacu pada bagan halaman berikut. Untuk lebih memudahkan
penerapan standar Sistem Manajemen K3, berikut ini dijelaskan
mengenai tahapan-tahapan dan langkah-langkahnya. Tahapan dan
langkah-langkah tersebut dibagi menjadi dua bagian besar:
1. Tahap Persiapan
Merupakan tahapan atau langkah awal yang harus dilakukan suatu
organisasi/ perusahaan. Langkah ini melibatkan lapisan manajemen
dan sejumlah personel, mulai dari menyatakan komitmen sampai
dengan menetapkan kebutuhan sumber daya yang diperlukan.
Adapun, tahap persiapan ini, antara lain :
• Komitmen manajemen puncak
• Menentukan ruang lingkup
• Menetapkan cara penerapan
• Membentuk kelompok penerapan
• Menetapkan sumber daya yang diperlukan
408

Faktor Faktor
Eksternal Internal
Kaji awal
Kebijakan
Audit Pengelolaan
Rencana dan
penerapan
Pengukuran
kinerja
Link Informasi
Link Kontrol
Gambar 6.4 Bagan Pedoman Penerapan Sistem Manajemen K3
2. Tahap pengembangan dan penerapan
Sistem dalam tahapan ini berisi langkah-langkah yang harus
dilakukan audit internal serta tindakan perbaikannya sampai dengan
dilakukan sertifikasi.
409

Langkah 1. Menyatakan komitmen
Pernyataan komitmen dan penetapan kebijakan untuk
menerapkan sebuah Sistem Manajemen K3 dalam organisasi/
manajemen harus dilakukan oleh manajemen puncak. Penerapan
Sistem Manajemen K3 tidak akan berjalan tanpa adanya komitmen
terhadap sistem manajemen tersebut. Manajemen harus benar-benar
menyadari bahwa merekalah yang paling bertanggung jawab terhadap
keberhasilan atau kegagalan penerapan Sistem Manajemen K3.
Komitmen manajemen puncak harus dinyatakan bukan hanya
dalam kata-kata tetapi juga harus dengan tindakan nyata agar dapat
diketahui, dipelajari, dihayati dan dilaksanakan oleh seluruh staf dan
karyawan perusahaan. Seluruh staf dan karyawan perusahaan harus
mengetahui bahwa tanggung jawab dalam penerapan Sistem
Manajemen K3 bukan urusan bagian K3 saja, tetapi merupakan
tanggung jawab seluruh personel dalam perusahaan mulai dari
manajemen puncak sampai karyawan terendah.
Karena itu ada baiknya bila secara khusus manajemen membuat cara
untuk mengkomunikasikan komitmennya ke seluruh jajaran dalam
perusahaannya. Untuk itu perlu dicari waktu yang tepat guna
menyampaikan komitmen manajemen penerapan Sistem Manajemen
K3.
Langkah 2. Menetapkan cara penerapan
Perusahaan dapat menggunakan jasa konsultan untuk
menerapkan Sistem Manajemen K3, berdasarkan pertimbangan berikut:
• Konsultan yang baik tentu memiliki pengalaman yang banyak dan
bervariasi sehingga dapat menjadi agen pengalihan pengetahuan
secara efektif, sehingga dapat memberikan rekomendasi yang tepat
dalam proses penerapan Sistem Manajemen K3.
• Konsultan yang independen memungkinkan konsultan tersebut
secara bebas dapat memberikan umpan balik kepada manajemen
secara objektif tanpa terpengaruh oleh persaingan antar kelompok di
dalam organisasi/perusahaan.
• Konsultan jelas memiliki waktu yang cukup. Berbeda dengan tenaga
perusahaan yang meskipun mempunyai keahlian dalam Sistem
Manajemen K3 namun karena desakan tugas-tugas lain di
410

perusahaan, akibatnya tidak punya cukup waktu.
Sebenarnya perusahaan/organisasi dapat menerapkan Sistem
Manajemen K3 tanpa menggunakan jasa konsultan, jika organisasi yang
bersangkutan memiliki personel yang cukup mampu untuk
mengorganisasikan dan mengarahkan orang. Selain itu organisasi
tentunya sudah memahami dan berpengalaman dalam menerapkan
standar Sistem Manajemen K3 ini dan mempunyai waktu yang cukup.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk menggunakan jasa
konsultan:
• Pastikan bahwa konsultan yang dipilih adalah konsultan yang betul-
betul berkompeten di bidang standar Sistem Manajemen K3, bukan
konsultan dokumen manajemen K3 biasa yang lebih memusatkan
dirinya pada pembuatan dokumen saja.
• Teliti mengenai reputasi dari konsultan tersebut. Apakah mereka
selalu menepati janji yang mereka berikan, mampu bekerja sama,
dan yang tidak kalah penting adalah motivasi tim perusahaan. Kita
dapat meminta informasi secara terus terang kepada calon konsultan
untuk memberikan identitas klien mereka.
• Pastikan lebih dulu siapa yang akan diterjunkan sebagai konsultan
dalam proyek ini. Hal ini penting sekali karena orang itulah yang
akan berkunjung ke perusahaan dan akan menentukan keberhasilan,
jadi bukan nama besar dari perusahaan konsultan tersebut. Mintalah
waktu untuk bertemu dengan calon konsultan yang mereka ajukan
dan perusahaan boleh bebas menilainya. Pertimbangkan apakah tim
perusahaan mau menerima dan dapat bekerjasama dengannya.
• Teliti apakah konsultan tersebut telah berpengalaman membantu
perusahaan sejenis sampai mendapat sertifikat. Meskipun hal ini
bukan menjadi patokan mutlak akan tetapi menangani usaha sejenis
akan lebih mempermudah konsultan tersebut dalam memahami
proses organisasi perusahaan tersebut.
• Pastikan ketersediaan waktu dari konsultan terkait dengan
kesibukannya menangani klien yang lain. Biasanya konsultan tidak
akan berkunjung setiap hari melainkan 3-4 hari selama sebulan.
Maka pastikan jumlah hari kunjungan konsultan tersebut sebelum
memulai kontrak kerja sama.
411

Langkah 3. Membentuk kelompok kerja penerapan
Jika perusahaan akan membentuk kelompok kerja sebaiknya
anggota kelompok kerja tersebut terdiri atas seorang wakil dari setiap
unit kerja, biasanya manajer unit kerja. Hal ini penting karena merekalah
yang tentunya paling bertanggung jawab terhadap unit kerja yang
bersangkutan.
a) Peran anggota kelompok kerja
Dalam proses penerapan ini maka peran anggota kelompok
kerja adalah:
• Menjadi agen perubahan sekaligus facilitator dalam unit kerjanya.
Merekalah yang pertama-tama menerapkan Sistem Manajemen
K3 ini di unit-unit kerjanya termasuk merombak cara dan
kebiasaan kerja yang tidak menunjang penerapan sistem ini.
Selain itu mereka juga akin melatih dan menjelaskan kepada staf
unit kerjanya tentang standar ini termasuk manfaat dan
konsekuensinya.
• Menjaga konsistensi dari penerapan Sistem Manajemen K3, baik
melalui tinjauan sehari-hari maupun berkala.
• Menjadi penghubung antara manajemen dan unit kerjanya.
b) Tanggung jawab dan tugas anggota kelompok kerja
Tanggung jawab dan tugas-tugas yang harus dilakukan oleh
anggota kelompok kerja adalah:
• Mengikuti pelatihan lengkap tentang standar Sistem Manajemen
K3.
• Melatih staf dalam unit kerjanya sesuai kebutuhan.
• Melakukan latihan terhadap sistem yang berlangsung dengan
sistem standar Sistem Manajemen K3.
• Melakukan tinjauan terhadap sistem yang berlangsung
dibandingkan dengan sistem standar Sistem Manajemen K3.
• Membuat bagan alir yang menjelaskan tentang keterlibatan unit
kerjanya dengan elemen yang ada dalam standar Sistem
Manajemen K3.
• Bertanggung jawab untuk mengembangkan sistem sesuai dengan
elemen yang terkait dalam unit kerjanya. Sebagai contoh, anggota
412

kelompok kerja wakil dari divisi sumber daya manusia
bertanggung jawab untuk pelatihan dan seterusnya.
• Bertanggung jawab untuk mempersiapkan penulisan dokumen-
dokumen sebagaimana dipersyaratkan dalam standar Sistem
Manajemen K3 termasuk mempersiapkan penulisan panduan
mutu, prosedur, instruksi kerja dan formulir-formulir.
• Melakukan apa yang telah ditulis dalam dokumen baik di unit
kerjanya sendiri maupun di seluruh perusahaan.
• Ikut serta sebagai anggota tim audit internal.
• Bertanggung jawab untuk mempromosikan standar Sistem
Manajemen K3 secara terus menerus baik di unit kerjanya sendiri
maupun di unit kerja lain secara konsisten serta bersama-sama
memelihara penerapan sistemnya.
c) Kualifikasi anggota kelompok kerja
Dalam menunjuk anggota kelompok kerja sebenarnya tidak
ada ketentuan kualifikasi yang baku. Namun demikian untuk
memudahkan dalam pemilihan anggota kelompok kerja, manajemen
mempertimbangkan personel yang:
• Memiliki taraf kecerdasan yang cukup sehingga mampu berpikir
secara konseptual dan berimajinasi.
• Rajin dan suka bekerja keras.
• Senang belajar termasuk suka membaca buku-buku tentang
standar Sistem Manajemen K3.
• Mampu membuat bagan alir dan menulis.
• Disiplin dan tepat waktu.
• Berpengalaman keija cukup di unit kerjanya sehingga menguasai
dari segi operasional.
• Mampu berkomunikasi dengan efektif dalam presentasi dan
pelatihan.
• Mempunyai waktu cukup dalam membantu melaksanakan proyek
penerapan standar Sistem Manajemen K3 di luar tugas-tugas
utamanya.
d) Jumlah anggota kelompok kerja
Mengenai jumlah anggota kelompok kerja dapat bervariasi
413

tergantung dari besar kecilnya lingkup penerapan biasanya jumlah
anggota kelompok kerja sekitar delapan orang. Yang pasti jumlah
anggota kelompok kerja ini harus dapat mencakup semua elemen
sebagaimana disyaratkan dalam Sistem Manajemen K3. Pada
dasarnya setiap anggota kelompok kerja dapat merangkap dalam
beberapa working group, dan working group itu sendiri dapat saja
hanya terdiri dari satu atau dua orang. Kelompok kerja akan diketuai
dan dikoordinir oleh seorang ketua kelompok kerja, biasanya
dirangkap oleh manajemen representatif yang telah ditunjuk oleh
manajemen puncak. Tentang tanggung jawab dan kualifikasi dari
manajemen representatif ini dapat dilihat dalam penjelasan
berikutnya (Bab 6).
Di samping itu untuk mengawasi dan mengarahkan kelompok
kerja maka sebaiknya dibentuk suatu Panitia Pengarah (Steering
Committee), yang biasanya terdiri dari para anggota manajemen.
Adapun tugas panitia ini adalah memberikan arahan, menetapkan
kebijakan, sasaran dan lain-lain yang menyangkut kepentingan
organisasi secara keseluruhan. Selama proses penerapan ini maka
kelompok kerja penerapan akan bertanggung jawab dan melapor
kepada Panitia Pengarah.
e) Kelompok kerja penunjang
Jika diperlukan, perusahaan yang berskala besar ada yang
membentuk kelompok kerja penunjang dengan tugas membantu
kelancaran kerja kelompok kerja penerapan, khususnya untuk
pekerjaan yang bersifat teknis administratif. Misalnya mengumpulkan
catatan-catatan K3 dan fungsi administratif yang lain seperti
pengetikan, penggandaan dan lain-lain.
Langkah 4. Menetapkan sumber daya yang diperlukan
Sumber daya di sini mencakup orang/personel, perlengkapan
waktu dan dana. Orang yang dimaksud adalah beberapa orang yang
diangkat secara resmi di luar tugas-tugas pokoknya dan terlibat penuh
dalam proses penerapan.
Perlengkapan adalah perlunya mempersiapkan kemungkinan
ruangan tambahan untuk menyimpan dokumen atau komputer tambahan
414

untuk mengolah dan menyimpan data. Tidak kalah pentingnya adalah
waktu. Waktu yang diperlukan tidaklah sedikit terutama bagi orang yang
terlibat dalam penerapan, mulai mengikuti rapat, pelatihan, mempelajari
bahan-bahan pustaka, menulis dokumen mutu sampai menghadapi
kegiatan audit dan assessment.
Penerapan Sistem Manajemen K3 bukan sekedar kegiatan yang
dapat berlangsung dalam satu atau dua bulan saja. Untuk itu selama
kurang lebih satu tahun perusahaan harus siap menghadapi gangguan arus
kas karena waktu yang seharusnya dikonsentrasikan untuk berproduksi
atau beroperasi banyak terserap ke proses penerapan ini. Keadaan seperti
ini sebetulnya dapat dihindari dengan perencanaan dan pengelolaan yang
baik.
Sementara dana yang diperlukan adalah untuk membayar konsultan
(bila menggunakan konsultan), lembaga sertifikasi, dan biaya untuk
pelatihan karyawan di luar perusahaan.
Di samping itu juga perlu dilihat apakah untuk penerapan Sistem
Manajemen K3 ini perusahaan harus menyediakan peralatan khusus
yang selama ini belum dimiliki. Sebagai contoh adalah perusahaan
kompresor yang mengalami kebisingan di atas rata-rata, karena sesuai
dengan persyaratan Sistem Manajemen K3 yang mengharuskan adanya
pengendalian risiko dan bahaya yang ditimbulkan, perusahaan tentu
harus menyediakan peralatan yang dapat menghilangkan/mengurangi
tingkat kebisingan tersebut. Alat untuk mengukur tingkat kebisingan yang
terjadi juga harus disediakan, dan alat ini harus dikalibrasi. Oleh karena
itu besarnya dana yang dikeluarkan untuk peralatan ini tergantung pada
masing-masing perusahaan.
Langkah 5. Kegiatan penyuluhan
Penerapan Sistem Manajemen K3 adalah kegiatan dari dan untuk
kebutuhan personel perusahaan. Oleh karena itu perlu dibangun rasa
adanya keikutsertaan dari seluruh karyawan dalam perusahaan melalui
program penyuluhan.
Kegiatan penyuluhan ini harus diarahkan untuk mencapai tujuan, antara
lain:
• Menyamakan persepsi dan motivasi terhadap pentingnya penerapan
Sistem Manajemen K3 bagi kinerja perusahaan.
415

• Membangun komitmen menyeluruh mulai dari direksi, manajer, staf
dan seluruh jajaran dalam perusahaan untuk bekerja bersama-sama
dalam menerapkan standar sistem ini.
Kegiatan penyuluhan ini dapat dilakukan melalui beberapa cara,
misalnya dengan pernyataan komitmen manajemen, melalui ceramah,
surat edaran atau pembagian buku-buku yang terkait dengan Sistem
Manajemen K3.
a) Pernyataan komitmen manajemen
Dalam kegiatan ini, manajemen mengumpulkan seluruh
karyawan dalam acara khusus. Kemudian manajemen
menyampaikan sambutan yang isinya, antara lain:
• Pentingnya jaminan keselamatan dan kesehatan kerja bagi
kelangsungan dan kemajuan perusahaan.
• Bahwa Sistem Manajemen K3 sudah banyak diterapkan di
berbagai negara dan sudah menjadi kewajiban bagi perusahaan-
perusahaan di Indonesia.
• Bahwa manajemen telah memutuskan untuk menerapkan Sistem
Manajemen K3 di perusahaan.
• Bahwa manajemen mengharapkan keikutsertaan dan komitmen
setiap orang dalam perusahaan sesuai tugas dan jabatan masing-
masing.
• Bahwa manajemen akan segera membentuk tim kerja yang dipilih
dari setiap bidang di dalam perusahaan.
Perlu juga dijelaskan oleh manajemen puncak tentang Batas
waktu kapan sertifikasi sistem manajemen K3 harus diraih, misalnya
pada waktu ulang tahun perusahaan yang akan datang. Tentu saja
pernyataan seperti ini harus memperhitungkan konsekuensi bahwa
sertifikat diharapkan dapat diperoleh dalam batas waktu tersebut. Hal
ini penting karena menyangkut kredibilitas manajemen dan
kelompok.
b) Pelatihan Awareness Sistem Manajemen K3
Pelatihan singkat mengenai apa itu Sistem Manajemen K3
perlu dilakukan guna memberikan dan menyamakan persepsi dan
menghindarkan kesimpangsiuran informasi yang dapat memberikan
416

kesan keliru dan menyesatkan.
Peserta pelatihan adalah seluruh karyawan yang dikumpulkan
di suatu tempat dan kemudian pembicara diundang untuk
menjelaskan Sistem Manajemen K3 secara ringkas dan dalam
bahasa yang sederhana, sehingga mampu menggugah semangat
karyawan untuk menerapkan standar Sistem Manajemen K3.
Kegiatan awareness ini bila mungkin dapat dilakukan secara
bersamaan untuk seluruh karyawan dan disampaikan secara singkat
dan tidak terlalu lama.
Dalam awareness ini dapat disampaikan materi tentang :
• Latar belakang dan jenis Sistem Manajemen K3 yang sesuai
dengan organisasi.
• Alasan mengapa standar Sistem Manajemen K3 ini penting bagi
perusahaan dan manfaatnya.
• Perihal elemen, dokumentasi dan sertifikasi secara singkat.
• Bagaimana penerapannya dan peran setiap orang dalam
penerapan tersebut.
• Diadakan hanya jawab.
c) Membagikan bahan bacaan
Jika pelatihan awareness hanya dilakukan sekali saja, namun
bahan bacaan berupa buku atau selebaran dapat dibaca karyawan
secara berulang-ulang. Untuk itu perlu dicari buku-buku yang baik
dalam arti ringkas sebagai tambahan dan bersifat memberikan
pemahaman yang terarah, sehingga setiap karyawan akan senang
untuk membacanya.
Apabila memungkinkan buatlah selebaran atau buletin yang
bisa diedarkan berkala selama masa penerapan berlangsung. Lebih
baik lagi jika selebaran tersebut ditujukan kepada perorangan
dengan menulis nama mereka satu persatu, agar setiap orang
merasa dirinya dianggap berperan dalam kegiatan ini
Dengan semakin banyak informasi yang diberikan kepada
karyawan tentunya itu akan lebih baik-biasanya masalah akan
muncul karena kurangnya informasi. Informasi ini penting sekali
karena pada saat dilakukan assessment. Auditor tidak hanya
417

bertanya pada manajemen raja, tetapi juga kepada semua orang.
Untuk itu sebaiknya setiap orang benar-benar paham dan tahu
hubungan standar Sistem Manajemen K3 ini dengan pekerjaan
sehari-hari.
Langkah 6. Peninjauan sistem
Kelompok kerja penerapan yang telah dibentuk kemudian mulai
bekerja mtuk meninjau sistem yang sedang berlangsung dan kemudian
dibandingkan lengan persyaratan yang ada dalam Sistem Manajemen
K3. Peninjauan ini dapat dilakukan melalui dua cara yaitu dengan
meninjau dokumen prosedur lan meninjau pelaksanaannya.
Tinjauan sistem ini akan menghasilkan beberapa hal di antaranya:
• Apakah perusahaan sudah mengikuti dan melaksanakan secara
konsisten prosedur atau instruksi kerja dari OHSAS 18001 atau
Permenaker 05/Men/1996.
• Perusahaan belum memiliki dokumen, tetapi sudah menerapkan
sebagian atau seluruh persyaratan dalam standar Sistem Manajemen
K3.
• Perusahaan helum memiliki dokumen dan belum menerapkan
persyaratan standar Sistem Manajemen K3 yang dipilih.
Langkah 7. Penyusunan Jadwal Kegiatan
Setelah melakukan peninjauan sistem maka kelompok kerja dapat
menyusun suatu jadwal kegiatan. Jadwal kegiatan dapat disusun dengan
mempertimbangkan hal-hal berikut:
a) Ruang lingkup pekerjaan
Dari hasil tinjauan sistem akan menunjukkan beberapa banyak
yang harus disiapkan dan beberapa lama setiap prosedur itu akan
diperiksa, disempurnakan, disetujui dan diaudit. Semakin panjang
daftar prosedur yang harus disiapkan, semakin lama waktu
penerapan yang diperlukan.
b) Kemampuan wakil manajemen dan kelompok kerja penerapan
Kemampuan di sini dalam hal membagi dan menyediakan
waktu. Seperti diketahui bahwa tugas penerapan bukanlah satu-
418

satunya pekerjaan para anggota kelompok kerja dan manajemen
representatif. Mereka masih mempunyai tugas dan tanggung jawab
lain di luar penerapan standar Sistem Manajemen K3 yang kadang-
kadang juga sama pentingnya dengan penerapan standar ini. Hal ini
karena menyangkut kelangsungan usaha perusahaan seperti
pencapaian sasaran penjualan, memenuhi jadwal dan target
produksi.
c) Keberadaan proyek
Khusus bagi perusahaan yang kegiatannya berdasarkan
proyek (misalnya kontraktor dan pengembang), maka ketika
menyusun jadwal kedatangan asesor badan sertifikasi, pastikan
bahwa pada saat asesor datang ada proyek yang sedang dikerjakan.
Langkah 8. Pengembangan Sistem Manajemen K3
Beberapa kegiatan yang perlu dilakukan dalam tahap
pengembangan Sistem Manajemen K3 antara lain mencakup
dokumentasi, pembagian kelompok penyusunan bagan alir, penulisan
manual Sistem Manajemen K3, prosedur dan instruksi kerja.
Langkah 9. Penerapan sistem
Setelah semua dokumen selesai dibuat, maka setiap anggota
kelompok kerja kembali ke masing-masing untuk menerapkan sistem
yang telah ditulis. Adapun cara penerapannya adalah :
• Anggota kelompok kerja mengumpulkan seluruh stafnya dan
menjelaskan mengenai isi dokumen tersebut. Kesempatan ini dapat
juga digunakan untuk mendapatkan masukan-masukan dari lapangan
yang bersifat teknis operasional.
• Anggota kelompok kerja bersama sama staf unit kerjanya mulai
mencoba menerapkan hal-hal yang telah ditulis. Setiap kekurangan
atau hambatan yang dijumpai harus dicatat sebagai masukan untuk
penyempurnaan sistem.
• Mengumpulkan semua catatan K3 dan rekaman tercatat yang
merupakan bukti pelaksanaan hal-hal yang telah ditulis. Rentang
waktu untuk menerapkan sistem ini sebaiknya tidak kurang dari tiga
bulan sehingga cukup memadai untuk menilai efektif tidaknya sistem
419

yang telah dikembangkan tadi. Tiga bulan ini sudah termasuk waktu
yang digunakan untuk menyempurnakan sistem dan memodifikasi
dokumen.
Dalam praktek pelaksanaannya maka kelompok kerja tidak harus
menunggu seluruh dokumen selesai. Begitu satu dokumen selesai dan
sudah mencakup salah satu elemen standar maka penerapan sudah
dapat mulai dikerjakan. Sementara proses penerapan sistem
berlangsung, kelompok kerja dapat tetap melakukan pertemuan berskala
untuk memantau kelancaran proses penerapan sistem ini.
Apabila langkah-langkah yang terdahulu telah dapat dijalankan
dengan baik maka proses penerapan sistem ini relatif lebih mudah
dilaksanakan. Penerapan sistem ini harus dilaksanakan sedikitnya tiga
bulan sebelum pelaksanaan audit internal. Waktu tiga bulan ini
diperlukan untuk mengumpulkan bukti-bukti (dalam bentuk rekaman
tercatat) secara memadai dan untuk melaksanakan penyempurnaan
sistem serta modifikasi dokumen.
Langkah 10. Proses sertifikasi
Ada sejumlah lembaga sertifikasi Sistem Manajemen K3. Misalnya
Sucofindo melakukan sertifikasi terhadap Permenaker 05/Men/1996.
Namun untuk OHSAS 18001:1999 organisasi bebas menentukan
lembaga sertifikasi manapun yang diinginkan.
Untuk itu organisasi disarankan untuk memilih lembaga sertifikasi
OHSAS 18001 yang paling tepat.
6.1.4. Mengenal Alat Pelindung Diri (APD)
A. Pengertian APD
Adalah suatu alat yang mempunyai kemampuan untuk melindungi
seseorang dalam pekerjaan yang fungsinya mengisolasi tubuh tenaga
kerja dari bahaya di tempat kerja. APD dipakai setelah usaha rekayasa
(engineering) dan cara kerja yang aman (work praktices) telah
maximum.
Kelemahan penggunaan APD :
(1) Kemampuan perlindungan yang tidak sempurna
(2) Sering APD tidak dipakai karena kurang nyaman
420

B. Jenis-jenis APD
1. Alat pelindung kepala
Berdasarkan fungsinya dapat dibagi 3 bagian :
Topi pengaman (safety helmet), untuk melindungi kepala dari
benturan atau pukulan bonda-benda
Topi/tudung untuk melindungi kepala dari api, uap-uap korosif,
debu, kondisi iklim yang buruk
Tutup kepala, untuk menjaga kebersihan kepala dan rambut atau
mencegah lilitan rambut dari mesin.
Gambar 6.5. Alat pelindung kepala
Alat pelindung kepala dapat dilengkapi dengan alat pelindung diri
yang lain, yaitu :
Kacamata/gogles
Penutup muka
Penutup telinga
Respirator, dll
2. Alat pelindung telinga
Ada dua jenis :
Sumbat telinga (ear plug)
Tutup telinga (ear muff)
a) Sumbat Telinga
Sumbat telinga yang baik adaiah menahan frekwensi tertentu
saja, sedangkan frekwensi untuk bicara biasanya tak terganggu.
Kemampuan attenuasi (daya lindung) : 25-30 DB. Bila ada
kebocoran sedikit saja, dapat mengurangi attenuasi kurang lebih
15 DB.
421

Sumbat telinga yang terbuat dari kapas mempunyai daya
attenuasi paling kecil antara 2-12 DB.
b) Tutup telinga
Jenisnya sangat beragam. Tutup telinga mempunyai daya
lindung (attenuasi) berkisar antara 25-30 DB.
Untuk keadaan khusus dapat dikombinasikan antara tutup telinga
dengan sumbat telinga, sehingga dapat mempunyai daya lindung
(attenuasi) yang lebih besar.
Gambar 6.6. Alat pelindung telinga
3. Alat pelindung muka dan mata (face shield) Fungsi : melindungi
muka dan mata dari :
Lemparan benda-benda kecil
Lemparan benda-benda panas
Pengaruh cahaya
Pengaruh radiasi tertentu
Perlindungan mata dan muka
Syarat-syarat alat pelindung muka dan mata :
a) Ketahanan terhadap api
b) Ketahanan terhadap lemparan benda-benda
c) Syarai optis tertentu
d) Alat pelindung mata terhadap radiasi
Alat pelindung mata
Ada beberapa jenis diantaranya :
(a) Kaca mata biasa (spectacle gogles)
422

Kaca mats terutama pelindung mata dapat dengan mudah atau
tanpa pelindung samping. Kacamata dengan pelindung samping
lebih banyak memberikan perlindungan.
(b) Goglles
Mirip kacamata, tetapi lebih protektif dan lebih kuat terikat karena
memakai ikat kepala. Dipakai untuk pekerjaan yang amat
mebahayakan bagi mata.
Gambar 6.7. Kacamata gerinda
4. Alat pelindung pernapasan
Ada 3 jenis alat pelindung pernapasan
(a) Respirator yang sifatnya memurnikan udara
(i) Repirator yang mengandung bahan kimia
Toneng gas dengan kanister
Respirator dengan cartridge
(ii) Repirator dengan filter mekanik
Bentuk hampir sama dengan respirator cartridge kimia,
tapi pemurni udara berupa saringan/filter
Biasanya digunakan pada pencegahan debu
(iii) Respirator yang mempunyai filter mekanik dan bahan kimia
(b) Respirator yang dihubungkan dengan supply udara bersih Supply
udara berasal dari :
(i) Saluran udara bersih atau kompresor
(ii) Alat pernapasan yang mengandung udara (SCBA)
Biasanya berupa tabung gas yang berisi
Udara yang dimampatkan
Oksigen yang dimampatkan
Oksigen yang dicairkan
423

(c) Respirator dengan supply oksigen
Biasanya berupa \"self conbtained Breathing Apparatus\" Yang
harus diperhatikan pada respirator jenis tersebut diatas :
Pemilihan yang tepat sesuai dengan jenis bahaya
Pemakaian yang tepat
Pemeliharaan dan pencegahan terhadap penularan penyakit
Gambar 6.8. Alat pelindung pernapasan
5. Pakaian Kerja
Pakaian kerja harus dianggap sebagai alat pelindui g diri.
Pakaian kerja khusus untuk pekerjaan dengan sumber-sumber
bahaya tertentu seperti :
Terhadap radiasi panas
Pakaian kerja untuk radiasi panas, radiasi harus dilapisi bahan
yang bisa merefleksikan panas, biasanya aluminium dan
berkilau. Bahan-bahan pakain lain yang bersifat isolasi terhadap
panas adalah : wool, katun, asbes (tahan sampai 500 derajat
celsius), kaca tahan sampai 450 derajat celsius, Terhadap
radiasi mengion.
Pakain kerja harus dilapisi dengan timbal, biasanya berupa
apron.
Terhadap cairan dan bahan-bahan kimia
Biasanya terbuat dari bahan plastik atau karet
424

Gambar 6.9. Jaket pelindung anti api
6) Sarung Tangan
Fungsinya melindungi tangan dan jari-jari dari api, panas, dingin,
radiasi elektromagnetik dan radiasi mengion, listrik, bahan kimia,
benturan dan pukulan, luka, lecet dan infeksi. Bahan-bahan yang
digunakan dapat berupa
Asbes, katun, wool untuk panas dan api
Kulit untuk panas, listrik, Iuka, lecet
Karet clam atau sintetik, untuk kelembaban air, bahan kimia, dll
Poli viniyl chloride (PVC), untuk zat kimia, asam kuat, oksidator,
dl
Gambar 6.10. Sarung tangan
425

7) Tali/sabuk Pengaman
Ada 3 jenis yang berbeda :
(a) Jaring angkat
(b) Sabuk penunjang
(c) Sabuk pengikat
a) Jaring Angkat
Digunakan pada pekerjaan dalam wadah sempit yang terbuka
seperti sumur. Pada saat kerja dilaksanakan tali harus kuat
dikaitkan setiap saat dengan pengaman. Jaring angkat terdiri dari
sabuk yang melingkari pinggang dan badan dibungkus oleh
jaring.
b) Sabuk Penunjang
Digunakan pada pekerjaan diatas tiang kayu dan kemudian
dikombinasikan dengan penggunaan tiang penyangga. Sabuk
penunjang terdiri dari sabuk untuk pinggang dengan penunjang
belakang dan dua alat untuk pengikat tali.
c) Sabuk Pengikat
Digunakan dalam kaitannya dengan kerja ditempat dimana ada
resiko jatuh seperti diatas atap atau konstruksi perancah atau
didalam tambang dan penggalian batu.
Ada 2 macam yaitu :
(i) Sabuk pengikat dengan tali penahan yang terbukti dari serat
sintetis yang berentang jika dibentangkan.
(ii) Sabuk ikat pengaman, sabuk ini dirancang untuk mencegah
pemakaiannya jatuh atau mengikat dia dalam keadaan mau
jatuh.
8) Pelindung Kaki
Fungsinya untuk melindungi kaki dari tertimpa benda-benda
berat, terbakar karena logam cair, bahan kimia korosif, dermatitis
karena bahan-bahan kimia, kemungkinan tersandung atau
tergelincir. Fungsinya untuk melindungi kaki dari tertimpa benda-
benda berat, terbakar karena logam cair, bahan kimia korosif,
dermatitis karena bahan-bahan kimia, kemungkinan tersandung atau
tergelincir.
426

Gambar 6.11. Alat pelindung kaki
C. Syarat-syarat APD
Enak dipakai
Tidak mengganggu kerja
Memberikan perlindungan yang efektif sesuai dengan jenis bahaya di
tempat kerja
D. Perlakuan setelah alat pelindung diri digunakan
Semua alat pelindung diri harus dirawat sedemikian rupa
sehingga alat itu tetap memberikan perlindungan yang berhasil guna
terhadap faktor-faktor yang berbahaya bagi kesehatan dan keselamatan
pekerja. Hal ini berarti, bahwa prosedur yang cocok untuk melaporkan
kerusakan pemeriksaan rutin, pembangunan perbaikan dan
pembersihan harus dilaksanakan.
Alat pelindung diri harus di lokasi dimana alat-alat itu
kemungkinan besar akan dipakai, dan disimpan baik-baik agar tidak
memburuk dan rusak. Perawatan dan kontrol terhadap alat pelindung diri
penting agar fungsi alat pelindung diri tetap baik, misalnya alat pelindung
diri yang mempunyai masa kerja tertentu seperti kanister, filter dan
penyerap (contridge), alat pelindung diri dapat menularkan penyakit bila
dipakai bergantian.
Alat pelindung diri harus tetap dipelihara agar selalu dalam kondisi
yang baik, tetap bersih dan terawat. Alat pelindung diri pada saat tidak
dipakai harus disimpan dengan baik untuk mencegah kerusakan dan
hilang.
Alat pelindung pernapasan harus dibersihkan dan di cek secara
teratur. Kedua hal ini perlu dilaksanakan terhadap pelindung yang
427

digunakan secara periodik dan disediakan sebagai peralatan darurat.
Harus ditetapkan secara jelas jadwal penggantian filter-filternya. Alat
pelindung pernapasan yang telah digunakan dapat digunakan lagi oleh
orang lain asalkan alat itu dibersihkan secara seksama dan dibasmi
hamanya.
Sarung tangan pelindung harus dijaga kebersihannya, jika sarung
tangan itu tidak bersih pada bagian dalamnya, akan lebih berbahaya.
Sarung tangan karet dapat menyebabkan eksim, oleh karena itu
digunakan bila benar-benar sangat diperlukan.
Suatu kemungkinan untuk terjadi suatu resiko yang timbul dari
pencucian pakaian pelindung, pakaian itu tidak boleh dibawa pulang
untuk dibersihkan. Setiap pencucian pakaian pelindung yang tercemar
harus diberitahukan akan bahaya-bahaya yang mungkin timbul dari
pencemaran itu. Tempat pakaian harus diberikan dan fasilitas ganti
pakaian harus disediakan untuk mencegah pencemaran dari pakaian
pelindung kepada pakaian pribadi dan fasilitas lainnya.
Segala macam sabuk pengaman diharuskan diuji oleh ahli
sebelum digunakan dan paling sedikit 6 (enam) bulan sekali diuji
kembali. Beban dapat mencapai 250 Kp (Kilo pond = 240 kg) dan harus
digunakan sesuai dengan ketentuan-ketentuan perundangan. Sebelum
digunakan kedua sabuk dan tali harus diperiksa, tidak boleh ada yang
putus benangnya dalam kelim, tali tidak ada sobekan, karatan.
Pembersihan harus dilaksanakan sesuai dengan petunjuk. Sabuk
pengaman harus disimpan dalam keadaan tergantung pada tempat
kering, gelap dan ventilasi yang baik. Tali harus disimpan dalam
keadaan terbuka dan harus digulung padat.
Alat pelindung telinga, jika digunakan agar selalu dalam keadaan
bersih dan disimpan pada tempat yang aman, memasukkan sumbat
telinga harus dengan tangan bersih. Bila ear muff sudah Ionggar atau
sumbat telinga menjadi keras dan rusak, mintalah segera penggantinya.
Alat pelindung diri yang disupply oleh perusahaan, harus ada
sertifikat dari distributornya.
Untuk menjamin bahwa perawatan alat pelindung diri telah dilakukan
sesuai dengan rencana, diperlukan adanya catatan. Catatan tersebut
harus memberikan informasi seperti :
Kapan dan perawatan apa yang telah dilaksanakan;
Bila dilakukan tes, apa dan bagaimana hasilnya;
428

Bila ada kerusakan, kerusakan apa dan perbaikan apa yang
dilakukan
Informasi tersebut harus dengan mudah didapat dan dimengerti oleh
yang memerlukan.
Upaya perlindungan tenaga kerja merupakan upaya untuk
mencapai suatu tingkat produktivitas yang tinggi dimana salah satu
aspek adalah upaya keselamatan kerja termasuk Iingkungan kerja.
Potensi bahaya yang berasal dari Iingkungan kerja yang dapat
menimbulkan kecelakaan dan penyakit akibat kerja adalah faktor fisik
kimia biologi, psikologi dan fisiologi.
Faktor Iingkungan kerja yang berasal dari bahan-bahan kimia seperti
adanya kebocoran-kebocoran cairan, tumpahan atau dampak bahan
kimia dalam berbagai bentuk seperti debu, gas, cairan, asap dan fume
dapat mencemari udara Iingkungan kerja maupun mencemari
Iingkungan masyarakat.
Berdasarkan pasal 3 ayat 1 UU No. 1/1970 bahwa syarat-syarat
keselamatan kerja termasuk pengawasan terhadap Iingkungan kerja
harus dilaksanakan di tempat kerja.
Untuk mengurangi resiko ataupun potensi bahaya dari Iingkungan kerja
perlu adanya upaya pengendalian Iingkungan kerja yang sesuai dengan
peraturan perundangan yang berlaku.
6.1.5. Faktor-faktor Bahaya Lingkungan Kerja
Terdapat lima faktor penyebab kecelakaan dan penyakit akibat kerja
yaitu:
A. Faktor Fisik
1. Faktor Kebisingan
a) Pengertian dan Batasan
Kebisingan adalah bunyi yang didengar sebagai suatu
rangsangan pada telinga, dan manakala bunyi-bunyi tersebut
tidak dikehendaki maka dinyatakan sebagai suatu kebisingan.
Kwalitas bunyi ditentukan oleh frekwensi dan intensitasnya,
intensitas bunyi adalah besarnya tekanan yang dipindahkan oleh
bunyi yang dinyatakan dalam satuan desibel (DB).
Frekwensi dinyatakan dengan jumlah getaran perdetik atau herz,
yaitu jumlah gelombang yang diterima oleh telinga setiap
429

detiknya Telinga manusia dapat mendengar bunyi mulai
frekwensi 20 ski 20.000 Herz. Bunyi dengan frekwensi 250 ski
3.000 Herz sangat penting, karena frekwensi tersebut manusia
dapat mengadakan komunikasi dengan normal.
Berdasarkan sifatnya bunyi yang menyebabkan kebisingan dapat
dibagi :
Kebisingan kontinue
Kebisingan impulsif
Kebisingan terputus-putus
Kebisingan impaktif
b) Pengaruh kebisingan terhadap tenaga kerja dan lingkungan kerja
dapat dibagi yaitu :
1) Pengaruh terhadap alat pendengaran
Tuli konduktif terjadi karena gangguan hantaran suara dari
daun telinga ke foramen ovate.
Tuli perseptif disebut juga dengan istilah tuli sensori Neural,
hal ini diakibatkan karena kerusakan pada cochlea dan
syaraf pendengaran atau otak.
2) Efek kebisingan kepada daya kerja
Kebisingan mempunyai efek merugikan pada daya kerja,
pengaruh-pengaruh negatif demikian adalah sebagai berikut;
Gangguan kebisingan adalah suara yang tidak dikehendaki,
maka dari kebisingan itu sering mengganggu walaupun
terdapat variasi besarnya gangguan atas jenis dan
kekerasannya.
Komunkasi dalam pembicaraan.
Gangguan Komunikasi dalam pembicaraan akan didapat
pembicaraan harus dilakukan dengan berteriak, hal ini
menyebabkan terganggunya pekerjaan, bahkan
menimbulkan terjadi kesalah-pahaman dalam
komunikasi.
Efek pada pekerjaan
Kebisingan mengganggu perhatian, maka tenaga kerja
yang melakukan pengamatan dan pengawasan proses
produksi dapat membuat kesalahan, akibat terganggunya
konsentrasi.
430

Reaksi Masyarakat
Kebisingan dari mesin produksi yang telah demikian
hebat akan muncul protes oleh karena kegiatan tersebut.
3) Pengukuran intensitas kebisingan Alat pengukur intensitas
kebisingan \"Sound Level meter\"
4) Pengendalian Kebisingan
Di tempat kerja pengendalian terhadap bahaya kebisingan
pada prinsipnya adalah mengurangi tingkat intensiftas
kebisingan atau mengurangi lamanya pemaparan selama
jam kerja.
Usaha-usaha yang dapat ditempuh dengan cara :
Menurunkan tingkat intensitas kebisingan pada
sumbernya; hal ini dapat dilakukan dengan
menempatkan alat peredam pada sumber getaran;
Penempatan penghalang pada jalan transmisi hal ini
dilakukan secara baik dengan cara mengisolasi mesin
atau tenaga kerja;
Penggunaan alat pelindung telinga; Alat ini pada
umumnya dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu :
Sumber telinga (ear plug) dan tutup telinga (ear muff);
Pengaturan waktu kerja; Bila hal-hal tersebut diatas
masih sulit untuk diterapkan masih ada usaha
perlindungan yang meminta perhatian khusus terutama
pihak pengusaha dengan jalan mengatur waktu kerja
sesuai dengan intensitas bising yang diterima tenaga
kerja.
2. lklim Kerja
a) Pengertian dan Batasan
Iklim kerja adalah suatu kombinasi dari suhu kerja, kelembaban
udara, kecepatan gerakan udara dan suhu radiasi pada suatu
tempat kerja. Cuaca kerja yang tidak nyaman, tidak sesuai
dengan syarat yang ditentukan dapat menurunkan kapasitas
kerja yang berakibat menurunnya efisiensi dan produktivitas
kerja. Suhu udara dianggap nikmat bagi orang Indonesia ialah
sekitar 24°C sampai 26°C dan selisih suhu didalam dan diluar
431

tidak boleh lebih dari 5°C. Batas kecepatan angin secara kasar
yaitu 0,25 sampai 0,5m/dt.
b) Keseimbangan Panas
Suhu tubuh manusia selalu dipertahankan hampir konstan/
menetap oleh suatu pengatur suhu pada tubuh manusia. Suhu
menetap ini adalah akibat keseimbangan antara panas yang
dihasilkan didalam tubuh sebagai akibat metabolisme dan
pertukaran panas diantara tubuh dan lingkungan sekitarnya.
Dalam hal ini darah sangat berperan dalam membawa panas dari
tubuh dalam ke kulit sehingga panas dihamburkan ke sekitarnya.
c) Faktor-faktor yang menyebabkan pertukaran panas diantara
tubuh dengan sekitarnya dalah ;
Konduksi; adalah pertukaran panas diantara tubuh dengan benda
atau lingkungan sekitarnya melalui kontak langsung, perpindahan
panas seperti ini dari tubuh melalui udara yang diam sangatlah
kecil sehingga panas konduksi tersebut dapat diabaikan.
Konveksi; yaitu gerakan molekul-molekul gas/cairan dengan
suhu yang rendah, perpindahan melaiui media udara sangat
dipengaruhi oleh suhu udaradan kecepatarr gerakan udara.
Radiasi; adalah energi gelombang dari kedua benda akan
saling berpengaruh sehingga energi gelombang panas yang
lebih tinggi akan memancarkan panas radiasi dan panas
radiasi yang lebih rendah akan menerima panas radiasi.
Evaporasi/penguapan; adalah keringat yang dihasilkan pada
permukaan kulit melalui pelepasan uap air, terjadi apabila
tekanan uap air lingkungan kerja, sehingga keseimbangan
panas dari tubuh dan lingkungan harus dijaga.
d) Pengaruh Lingkungan Kerja Panas Terhadap Tubuh
Untuk individu yang selalu berhadapan dengan faktor panas agar
tidak merasa terganggu, maka beberapa hal yang harus
diperhatikan yaitu faktor yang mempengaruhi toleransi tubuh
terhadap panas:
Aklimatimasi
Ukuran badan
Umur
Jenis kelamin
432

Kesegaran jasmani
Suku bangsa
Suhu yang tinggi biasanya bertalian dengan berbagai penyakit
antara lain heat cramps, heat exchaustion, heat stroke dan
milliaria, dalam pengalaman penyakit-penyakit tersebut jarang
ditemukan di Indonesia.
e) Pencegahan Iklim Kerja Panas
Untuk pencegahan yang sebaik-baiknya harus terkoordinasi ilmu
teknis dan ilmu kedokteran. Teknis untuk menurunkan suhu di
tempat kerja dan kedokteran untuk mengevaluasi efek suhu
kepada tenaga kerja.
Cara pencegahan tekanan panas dapat dilakukan dengan
berbagai cara antara lain :
Memperbaiki aliran udara atau sistem ventilasi yang lebih
sempurna;
Mereduksi tekanan panas di lingkungan kerja yang ada
sumber panasnya, sehingga diperoleh efisiensi kerja yang
baik;
Penerapan teknologi pengendalian untuk menurunkan suhu
basah dibawah nilai ambang batas;
Penggunaan teknis perlindungan agar tenaga kerja tidak
terpapar terhadap tekanan panas dan pemeliharaan
kesegaran jasmani tenaga kerja;
Penyediaan air minum yang cukup untuk keseimbangan
cairan tubuh;
Penyesuaian berat ringan pekerjaan.
3. Pencahayaan
a) Pengertian dan Batasan
Penerangan/pencahayaan merupakan salah satu komponen agar
pekerja dapat bekerja/mengamati benda yang sedang dikerjakan
secara jelas, cepat, nyaman dan aman. Lebih dari itu penerangan
yang memadai akan memberikan kesan pemandangan yang
Iebih baik dan keadaan lingkungan yang menyegarkan. Sebuah
benda akan terlihat bila benda tersebut memantulkan cahaya,
baik yang berasal dari benda itu sendiri maupun berupa pantulan
433

yang datang dari sumber cahaya lain, dengan demikian maksud
dari pencahayaan dalam lingkungan kerja agar benda akan jelas
terlihat. Pencahayaan tersebut dapat diatur sedemikian rupa
yang disesuaikan dengan kecermatan atau jenis pekerjaan
sehingga memelihara kesehatan mata dan kegairahan kerja.
b) Faktor Yang Mempengaruhi Intensitas Penerangan
Sumber Cahaya; berbagai jenis sumber cahaya yang dapat
dipakai dan pada saat ini dipergunakan antara lain; lampu
pijar/bolam do lampu neon/penerangan darurat (flourscent
tube);
Daya Pantul (Reflektivitas); bila cahaya mengenai suatu
permukaan yang kasar dan hitam maka semua cahaya akan
diserap, tetapi bila permukaan halus dan mengkilap maka
cahaya akan dipantulkan sejajar, sedangkan bila permukaan
tidak rata maka pantulan cahaya akan diffus. Pada pantulan
cahaya sejajar mata tersebut akan melihat gambar dari
sumber cahaya, pada cahaya diffus mata melihat pada
permukaan, sebagian dari pada permukaan biasanya
mempunyai sifat kombinasi sejajar dan diffus.
Ketajaman penglihatan; kemampuan mata untuk melihat
sesuatu benda dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu;
Ukuran objek/benda
Cahaya pantul benda (Brightness)
Kontras – waktu pengamatan
c) Penerangan Ruangan
Penerangan yang baik adalah penerangan yang memungkinkan
seseorang tenaga kerja melihat pekerjaan dengan teliti, cepat,
jelas, serta membantu menciptakan lingkungan kerja yang nikmat
dan menyenangkan. Sifat-sifat penerangan yang baik ditentukan
oleh beberapa faktor seperti pembagian luminensi dalam
lapangan penglihatan, pencegahan kesilauan, arah sinar, warna
dan panas penerangan terhadap keadaan lingkungan. Untuk
mengatur penerangan ruangan yang baik maka lima pedoman
berikut perlu diperhatikan.
Permukaan dari semua bidang dan objek yang besar pada
bidang fisual mempunyai kecerahan yang merata;
434

Bagian pusat dan tengah bidang fisual, kontras dari
kecerahan permukaan tidak boleh melampaui rasio 1 : 3;
Bagian pusat dan Pelatarannya atau didalam bagian luar dari
bidang visual, kontrasnya tidak boleh melebihi rasio 1:10;
Permukaan Yang Cerah Harus Berada Di Pusat bidang
visual dan menggelap kearah pinggiran;
Kontras yang melampaui dibagian bawah atau samping dari
bidang visual akan lebih mengganggu dari pada bagian atas.
Dalam praktek perlu dihindari hal-hal berikut ini :
Jendela yang terang sekali
Papan hitam menempel pada dinding putih :
Benda-benda yang memantulkan/mengkilap
Untuk menanggulangi kecerahan yang berganti-ganti dapat
dilaksanakan dengan;
Menutupi bagian mesin yang bergerak
Menetralkan kecerahan dengan membuat pelatarannya
berwarna yang cocok serta penerangan yang diperhitungkan
Memakai cahaya kontinue
d) Kesilauan
Silau merupakan gangguan utama terhadap penyesuaian dari
retina dan dapat dibedakan atas :
Silau relatif; kontras terlalu kuat didalam bidang visual;
Silau mutlak; penerangan yang begitu tinggi sehingga
adaptasi tidak dimungkinkan;
Silau adaptif; adaptif pada tingkat terang tertentu tetapi yang
belum tercapai.
Pencegahan Kesilauan dilakukan dengan :
Pemilihan lampu secara tepat, yang tidak menjadi pelambang
kedudukan seseorang, melainkan dimaksud-kan untuk
penerangan yang baik;
Penempatan sumber sumber cahaya terhadap meja dan
mesin, juga diperhitungkan Ietak jendela;
Penggunaan alat alat pelapis yang tidak atau mengkilat
(untuk dinding, lantai, meja, dll);
Penyaringan sinar matahari langsung.
435

e) Pengaruh Pencahayaan Terhadap Kesehatan
Penglihatan yang jelas maka tenaga kerja akan melaksanakan
pekerjaannya lebih mudah dan cepat sehingga produktivitas
diharapkan naik sedangkan penerangan buruk akan berakibat:
Kelelahan mata dan berkurangnya daya dan efisiensi kerja
Kelelahan mental
Keluhan pegal didaerah mata dan sakit kepala di sekitar
mata;
Kerusakan indera mata;
Meningkatnya terjadinya kecelakaan
f) Pengukuran Intensitas Penerangan
Penerangan diukur dengan alat Lux Meter, alat ini bekerja
berdasar pengubahan energi cahaya menjadi tenaga listrik oleh
foto electric cell, 1 Lux = 1 lumen/m2.
Tingkat penerangan yang dibutuhkan oleh pekerja untuk
pekerjaan yang tidak memerlukan pengamatan cermat maka
intensitas penerangan dapat lebih rendah dari pada intensitas
pekerjaan yang memeriukan pengamatan teliti. Hal ini dapat
dilihat pada peraturan pemerintah dalam PMP No. 7/1964
tentang syarat-syarat kesehatan, kebersihan serta penerangan
ditempat kerja.
4. Radiasi Tidak Mangion (Non Ionizing Radiation)
Radiasi gelombang elektromagnetik terdiri dari radiasi yang mengion
dan radiasi yang tidak mengion, seperti gelombanggelombang mikro,
sinar laser, sinar tampak (termasuk sinar dari layar monitor), sinar
infra merah, sinar ultra violet.
a) Gelombang Mikro
Panjang gelombang mikro adalah 1 mm - 300 cm. Frekweinsinya
antara 0,1 GHz - 300 GHz. Kegunaan gelombang mikro antara
lain untuk gelombang radio, televisi, radar, telepon.
Efek radiasi gelombang mikro terhadap manusia :
Radiasi gelombang mikro yang pendek (< 1 cm) akan diabsorbsi
oleh permukaan kulit sehingga kulit menjadi seperti terbakar,
gelombang mikro yang lebih panjang (> 1 cm) dapat menembus
jariangan yang lebih dalam. Frekwensi-frekwensi tertentu ada
436

penelitian yang mengatakan bahwa berefek pada sistem syarat-
syaraf.
Untuk mengetahui intensitas gelombang mikro disuatu tempat/
lokasi harus dilakukan pengukuran dengan memakai peralatan
microwave hazard monitoring equepment. Alat tersebut biasanya
terdiri dari detektor dan meter, dengan satuan mw/cm2 atau
uw/cm2.
b) Radiasi Sinar Ultra Violet Panjang gelombang spektrum sinar
ultra violet adalah 1 nm - 40 nm sumber sinar ultra violet selain
sinar matahari adalah las listrik, laboratorium yang menggunakan
lampu untuk menghasilkan sinar ultra violet seperti
spektrofotometer, atomic absorbtion spektrofotometer. Efek dari
pada sinar ultra violet pada manusla adalah pada kulit dan mata.
Efek pada kulit adalah erythema yaitu bercak merah abnormal
pada kulit. Pengaruh radiasi sinar ini pada mata adalah lensa
mata mengabsorbsi dengan kuat sinar ultra violet dengan
panjang gelombang < 400 nm. Sinar ultra violet pada panjang
gelombang 200nm – 300nm diabsorbsi kuat di cornea mata dan
conjungtiova, sehingga mengakibatkan kerato conjungtivitis.
Intensitas sinar ultra violet dapat diketahui memakai peralatan
ultra violet detector.
c) Sinar Infra Merah
Panjang gelombang spektrum sinar infra merah adalah diantara
700 nm - 1 nm (1.000.000 nm).
Berdasarkan efek biologisnya terhadap manusia biasanya
impared catarak pada mata, flash burus pada kulit maupun pada
kornea mata. Alat untuk mengetahui intensitas sinar infra merah
adalah infra red detector. Alat ini terdiri dari detector dan meter
atau monitor display.
Pengendalian dan pencegahan efek dari pada radiasi sinar tidak
mengion adalah :
Sumber radiasi harus tertutup
Berupaya menghindari atau berada pada jarak yang sejauh
mungkin dari sumber-sumber radiasi tersebut.
Berupaya agar tidak terus menerus kontak dengan benda-
benda yang dapat menghasilkan radiasi sinar tersebut.
437

Memakai alat-alat pelindung diri seperti pakaian anti radiasi,
kaca mata pelindung apabila terpaksa harus dekat dengan
sumber-sumber radiasi;
Secara rutin melakukan pemantauan kebocoran instalasi.
5. Tekanan Udara Tinggi dan Rendah
Penyakit akibat tekanan udara rendah ini sangat penting bagi
mereka yang bekerja ditempat-tempat tinggi diatas permukaan air
laut, pendaki gunung dan penerbang, gejala penyakit ini sangat
berkaitan terutama atas kekurangan oksigen dalam udara
pernafasan. Tekanan udara tinggi banyak dihadapi oleh para
penggali tambang, penyelam mutiara, gejala ini didasarkan atas
besarnya tekanan udara, sedangkan dekompresi didasarkan
bebasnya Nitrogen dalam tubuh. Gas tersebut dalam tubuh dapat
menimbulkan penutupan pembuluh darah. Pencegahannya dengan
cara menaikkan pekerja didalam secara perlahanlahan/ bertahap
agar cukup kesempatan untuk pencapaian keseimbangan gas
nitrogen dengan larutan dalam tubuh sehingga tidak terjadi emboli-
emboli.
6. Getaran Mekanis
Timbulnya getaran biasanya bersamaan dengan timbulnya
kebisingan yang berasal dari sumber yang sama. Sejauh ini banyak
dicurahkan perhatian terhadap masalah kebisingan, yang sudah
lama diketahui dapat menyebabkan gangguan pendengaran,
sedangkan masalah getaran, hubungan antara pemaparan dan
akibat terhadap kesehatan, apalagi penetapan standard aman
hingga saat ini belum ditentukan. Secara praktis dapat digolongkan
kedalam dua jenis yaitu :
a) Getaran Seluruh Badan (Whole Body Vibration)
Sifat fisik getaran seluruh badan terutama terjadi pada
penerangan buruk akan berakibat kelelahan mata dan
berkurangnya daya dan efisien alat pengangkut misalnya proses
bongkar muat pada penggunaan crane, fork lift, truktruk
pengangkut bahkan geladak kapal jika mesin waktu hidup.
Getaran dari alat-alat berat dapat pula dipindahkan keseluruh
438

badan melewati getaran lantai melalui kaki. Sebenarnya hanya
getaran dari tempat duduk dan topangan kaki yang penting,
karena diteruskan kebadan. Badan manusia merupakan suatu
susunan elastis yang komplek dengan tulang sebagai penyokong
dari alat-alat dan landasan kekuatan dari kerja otot. Untuk
getaran susunan demikian meupakan masa peredaran dan
penghantar sekaligus. Fungsi kaki berbeda-beda tergantung dari
bengkokan pada sendi lutut, tungkai lurus menghantar
menghantarkan 100% getaran badan, sedangkan dalam posisi
bengkok akan berlaku sebagai peredam.
b) Efek terhadap Tubuh
Sistem peredaran darah dipengaruhi hanya oleh getarangetaran
dengan intensitas tinggi, tekanan darah, denyut jantung,
pemakaian 02 dan volume perdenyut berubah sedikit pada
intensitas 0,6 g berubah banyak pada 1,2 g dengan frekwensi 6-
10 Hz. Dari semua organ badan mata paling banyak dipengaruhi
oleh getaran mekanis. Pada frekwensi sampai 4 Hz mata masih
dapat mengikuti getaran-getaran antara kepala dan sasaran.
Pada frekwensi tinggi penglihatan juga terganggu manakala
amplitudo lebih besar dari jarak dua kali dari retina.
c) Pencegahan
Isolasi sumber getaran
Isolasi pekerja atau operator
Mengurangi pemaparan terhadap getaran, diselingi dengan
waktu istirahat yang cukup
Melengkapi peralatan mekanis dengan menahan atau
menyerap getaran,
Pemeriksaan kesehatan awal dan berkala
d) Getaran Terhadap Lengan (Tool hand vibration)
Alat-alat yang pada waktu bekerjanya bergetar dan
mengakibatkan getaran-getaran pada lengan atau tangan
terdapat pada peralatan yang menggunakan mesin, seperti
kendali crane, kemudi fork lift. kemudi truk, selama bekerja
dengan alat tersebut kadang-kadang sifat getarannya tidak
serupa.
439

e) Getaran terhadap Kesehatan
Pada pekerjaan yang menggunakan alat-alat bergetar secara
terus menerus terdapat dua gejala utama sehubungan dengan
gataran mekanis tersebut :
Kelainan peredaran darah dan syaraf
Kerusakan pada persendian dan tulang
f) Upaya Pencegahan
Pemeirksaan kesehatan awal bagi pekerja
Peralatan tangan bergetar harus dirawat sebaik-baiknya
sesuai petunjuk
Pekerja dianjurkan :
Memakai pakaian yang cukup untuk mempertahankan suhu
badan;
Memakai sarung tangan
Sebelum bekerja harus diadakan pemanasan
Jangan memegang peralatan yang bergetar terlalu erat/
kencang
Sedapat mungkin pengoperasian alat tidak sampai kapasitas
penuh
Bila timbul tanda-tanda kesemutan, kaku, jari-jari memutih
atau membiru harus segera memeriksa ke dokter.
B. Faktor Kimia
Dengan semakin banyaknya pemakaian bahan kimia di dalam
industri, maka semakin sering pula terlihat pengaruh-pengaruhnya
terhadap tenaga kerja dan industri sendiri, yang selalu akan
menimbulkan kerugian bagi perusahaan, sehingga akan sangat
mempengaruhi produktivitas kerja dan produktivitas perusahaan
bersangkutan.
Penanganan bahan kimia dalam industri memerlukan perhatian
khusus agar dapat memberika perlindungan yang optimal bagi tenaga
kerja dan masyarakat umum, sejak dari pengadaan, penyimpanan,
pemakaian sampai pengolahan sisa-sisa produksi yang dihasilkan.
Penanganan yang salah atau tidak benar akan mengakibatkan berbagai
hal yang bisa menyebabkan kerugian bagi tenaga kerja dan perusahaan
440

sendiri.
Berdasarkan sifat-sifat fisika dan kimia maka bahan berbahaya
yang dipakai didalam industri, dapat dikelompokkan sebagai berikut :
a) Bahan kimia yang mudah terbakar seperti benzena, aseton, eter,
hexsan
b) Bahan kimia yang mudah meledak seperti ammonium nitrat,
nitrogliserin
c) Bahan kimia beracun seperti asam chiorida
d) Bahan kimia korosif seperti asam chlorida
e) Bahan kimia yang bersifat oksidator, seperti perklorat, permanganat,
peroksida organik dll
f) Bahan kimia yang peka (reaktif) terhadap air, seperti natrium hibrida,
karbit, nitrida dll
g) Bahan kimia yang bersifat asam kuat
h) Bahan kimia yang harus disimpan dalam tekanan tinggi seperti gas
nitrogen dioxide, hidrogen chlorida di dalam silinder penyimoan
i) Bahan kimia yang bersifat radioaktif
Efek Bahan Kimia di Lingkungan Kerja
Lingkungan kerja adalah tempat dimana tenaga kerja melakukan
pekerjaan serta mendapat pemaparan berbagai potensi bahaya.
Bagaimanapun sempurna dan efektifnya penanganan bahan kimia yang
dilakukan didalam industri, maka tetap terjadi pelepasan bahan kimia
berbahaya kedalam lingkungan kerja, sehingga tenaga kerja akan tetap
terpapar.
Bahan kimia berbahaya dapat berpengaruh terhadap tenaga kerja
apabila bahan tersebut \"masuk\" kedalam tubuh tenaga kerja. Masuknya
bahan ini kedalam tubuh sangat tergantung dari bentuk fisik bahan
tersebut.
Dikenal beberapa bentuk fisik bahan kimia didalam lingkungan
kerja, yaitu :
Padat seperti debu, serat atau partikel, yang dapat berasal dari debu
rokok, debu logam berat, debu mineral (asbes dan silika), debu padi
dan tumbuhan lain, serat kapas dan kain, dll.
Cair seperti liquid, misalnya titik cairan semprotan pembasmi
serangga, orang bersin dll;
441

Gas dan uap, seperti O2, N2, CO2, CO, SO2, NH3, NO2, H2S yang
berbentuk gas, sedang yang dalam bentuk uap misalnya uap pelarut
cat atau tinner yang mengandung benzena, toluena, xylena dan
derivat-derivatnya, uap pelarut atau pembersih gemuk, uap pericuci
dipercetakan, uap pelarut perekat dan sebagainya.
Secara atau berdasarkan sifat fisik dari bahan kimia di lingkungan
kerja, maka dapat dikelompokkan sebagai berikut
Bahan bersifat Partikel (awan, asap, kawat dan fume) yang menurut
sifatnya Oat digolongkan menjadi :
Perangsang (kapas, sabun dll)
Toksik (partikel Pb, As, Mn dll)
Penyebab Firosis (debu asbes, quartz dill
Penyebab demam (fume nzo)
Inert (Al, Kapur di!)
Bahan-bahan Non Partikel (gas dan uap) yang berdasarkan pengaruh
fisiologiknya dapat dikelompokkan sebagai berikut :
Aspiksian (N2,CO2)
Perangsang (HCI, H2S, dll)
Racun organik dan an-organik (nikel, carbonyl dll)
Bahan kimia yang mudah menguap
Merusak alat-alat tubuh (CC14)
Berfek anaesthesia
Merusak susunan darah (benzena)
Merusak syaraf (parathion)
Rritan dan bahan-bahan korosif terhadap jaringan
C. Faktor Biologi
Faktor biologis penyakit akibat kerja banyak ragamnya, yaitu virus,
bakteri protozoa, jamur, cacing, kutu pinjal, mungkin pula hewan atau
tumbuhan. Pada saat sekarang ini persoalan utama di pedesaan adalah
kesehatan lingkungan, seperti halnya yang dihadapi petani-petani pada
umumnya. Pekerja di pertanian, perkebunan dan kehutanan juga
menghadapi berbagai penyakit yang dikarenakan oleh pekerjanya antara
lain racun hama dan penyakit disebabkan virus, bakteri ataupun hasil
pertanian, misalnya tabakosis pada pekerja-pekerja yang mengerjakan
442

tembakau, bagassosis pada pekerja-pekerja di parbik gula. Penyakit
paru oleh jamur sering terjadi pada pekerja yang menghirup debu-debu
organik, misalnya pernah juga dil porkan dalam kepustakaan tentang
Aspergluss paru pada pekerja gandum. Demikian juga alergi misalnya
\"grain asthma\" Sporotrichosis adalah salah satu contoh penyakit akibat
kerja yang disebabkan oleh jamur.
Penyakit jamur kuku sering diderita para pekerja yang tempat
kerjanya lembab dan basah atau bila mereka terlalu bayak merendam
tangan atau kaki di air seperti pencuci. Agak berbeda dari faktor-faktor
penyebab penyakit akibat kerja lainnya, faktor biologis dapat menular
dari seorang pekerja ke pekerja lainnya. Usaha yang lain harus pula
ditempuh cara pencegahan penyakit menular, antara lain imunisasi
dengan pemberian vaksinasi atau suntikan, mutlak dilakukan untuk
pekerja-pekerja di Indonesia sebagai usaha kesehatan biasa, adalah
imunisasi dengan vaksin cacar terhadap variola, dan dengan suntikan
terhadap kolera, tipes, dan paratifes perut. Bila memungkinkan diadakan
pula immunisasi terhadap TBC dengan BCG yang diberikan kepada
pekerja-pekerja dan keluarganya yang reaksinya terhadap uji Mantoux
negatif, immunisasi terhadap difteri, tetanus, batuk rejan dari keluarga--
keluarga pekerja sesuai dengan usaha kesehatan anak-anak dan
keluarganya, sedangkan dinegara yang maju diberikan pula immunisasi
dengan virus influenza.
D. Faktor Fisiologi
Ilmu tentang faal yang dikhususkan manusia yang bekerja di
sebut ilmu faal kerja. Secara faal, bekerja adalah hasil kerjasama dalam
koordinasi yang sebaik-baiknya dari indera (mata, telinga, peraba,
peraba, dll), otak dan susunan syaraf-syaraf dipusat dan diperifer, serta
otot-otot. Mula-mula koordinasi indera, susunan syaraf, otot dan alat-alat
lain berjalan secara sukar dan masih harus disertai upaya-upaya yang
diperlukan kenyataan ini terlihat pada seorang tenaga kerja baru yang
sedang menjalani latihan lambat laun gerakan menjadi suatu reflek
sehingga bekerja menjadi automatis. Semakin cepat sifat reflek dan
otomatis tersebut yang disertai semakin baik koordinasi hasil kerja,
semakin tinggi pulalah ketrampilan seseorang.
443

Kerja terus menerus dari suatu otot sekalipun bersifat dinamik,
selalu diikuti dengan kelelahan yang perlu istirahat untuk pemulihan.
Atas dasar kenyataan itu, waktu istirahat dalam bekerja atau sesudah
kerja sangat penting. Kelelahan otot secara fisik antara lain akibat zat-
zat sisa metabolisme seperti asam laktat, CO2, dsb.
Otot dan tulang merupakan dua alat yang sangat penting dalam
bekerja. Kerutan dan pelemasan otot dipindahkan kepada tulang
menjadi gerakan refleksi, abduksi, supinasi dll. Demikian pentingnya
kedua alat ini sebagai suatu satu kesatuan berkembanglah ilmu
BIOMEKANIK, yaitu tentang .gerakan otot dan tulang yang dengan
pengetrapannya diharapkan agar dengan tenaga sekecil-kecilnya dapat
dicapai hasil sebesar-besarnya. Biomekanika memberikan pengetahuan-
pengetahuan tentang gerakan-gerakan dan kekuatan-kekuatan pada
penggunaan leher dan kepala, tulang belakang, lengan, tangan, kaki,
jari-jari dan sebagainya.
Peralatan kerja dan mesin pedu serasi dengan ukuran-ukuran
demikian untuk hasil kerja sebesar-besarnya. Maka berkembanglah ilmu
yang disebut ANTROPOMETRI, yaitu ilmu tentang ukuran-ukuran tubuh,
baik dalam keadaan statis maupun dinamis, yang sangat penting bagi
pekerjaan adalah ukuran-ukuran
Berdiri, tinggi badan berdiri, tinggi bahu, tinggi siku, tinggi pinggul,
depan dan panjang lengan.
Duduk. tinggi duduk, panjang lengan atas, panjang lengan bawah
dan tangan, tinggi lutut, jarak tekuk lutut, garis punggung, jarak lekuk
lutut, telapak kaki.
Semakin berat pekerjaan, semakin besar tenaga yang diperlukan.
Dalam hubungan ini jumlah kalori merupakan juga petunjuk besarnya
beban pekerjaan. Timbulnya panas dan tubuh sejalan dengan kenaikan
suhu badan, terutama suhu rectal, dan usaha-usaha tubuh untuk
mengeluarkan panas akibat metabolisme. Sebagai akibat terakhir ini,
kecepatan penguapan lewat keringat juga merupakan indikator beban
fisiologis dan badan. Namun indikator-indikator ini masih dipengaruhi
pula oleh keadaan cuaca kerja. Beban kerja fisiologis dapat didekati dari
banyaknya O2 yang digunakan tubuh, jumlah Kalori yang dibutuhkan,
denyutan jantung suhu netral dari kecepatan penguapan lewat keringat.
Selain faktor beban kerja dan peralatan didalam tubuh, faktor
waktu dan faktor-faktor lingkungan sangat berpengaruh kepada faal
444

kerja. Waktu mungkin dalam lamanya, tetapi juga dalam periodisitasnya.
Lamanya bekerja tergantung dari kemampuan seorang tenaga kerja,
beban kerja lingkungan.
E. Faktor Lingkungan
Tenaga kerja yang. sehat adalah tenaga kerja yang produktif,
karena hanya tenaga kerja yang sehat yang sanggup dan siap untuk
bekerja dengan baik dan maksimal produktivitas yang tinggi.
(1) Ciri-ciri jiwa yang sehat (mental)
• Mampu melaksanakan pekerjaan dengan berbagai masalah yang
dihadapinya,
• Mampu menjalin hubungan dengan orang lain (teman sekerja
dengan atasannya),
• Mampu menyesuaikan diri dengan lingkungan dan pekerjaannya
• Mampu menghadapi kesulitan secara realistik dan konstruktif
Sedangkan menurut Expert Commite WHO (1959), arang sehat
secara mental adalah :
\"Dapat menyesuaikan diri secara konstruktif pada kenyataan
meskipun kenyataan itu mengandung tantangan memperoleh
kepuasan kerja dari perjuangan\".
Merasa lebih puas memberi daripada menerima,
Secara relatif bebas dari ketegangan dan rasa cemas Berhubungan
dengan orang lain secara tolong menolong dan saling memuaskan.
Menerima kepercayaan untuk dipakai sebagai pelajaran dihari
depan,
Menjuruskan rasa permusuhan pada penyelesaian yang konstruktif
dan kreatif,
Mempunyai daya kasih sayang yang besar
(2) Faktor-faktor yang mempengaruhi kesehatan jiwa dan produktivitas
Yang berada dalam lingkungan kerja/tempat kerja :
• Lingkungan kerja mekanik, fisik, kimiawi, biologis dan psikologis
• Hubungan antar manusia ditempat kerja, baik vertikal maupun
horisontal
• Sistem kerja baik yang menyangkut cara kerja maupun
pengaturan kerja
445

• Pekerja itu sendiri yang berkaitan dengan sifat jenisnya
Yang berada diluar lingkungan kerja
• Di dalam keluarga sendiri seperti situasi rumah tangga, kondisi
keluarga, hubungan antar anggota keluarga, sistem dan nilai
dalam keluarga, jumlah keluarga, dll.
• Di dalam masyarakat, meliputi norma-norma masyarakat, posisi
dalam masyarakat, hubungan dengan anggota masyarkat,
kondisi lingkungan masyarakat, kondisi sosial ekonomi dan kultur
masyarakat.
Masalah-masalah ketenagakerjaan
Adanya pengangguran yang besar di pasar kerja yang dapat
menghantui perasaan tenaga kerja untuk kehilangan pekerjaannya.
Hal ini disebabkan pertumbuhan penduduk yang sangat besar
dibandingkan penyediaan lapangan kerja.
Masalah Kualitatif
Tingkat ketrampilan yang rendah berakibat produktivitas rendah dan
upah juga rendah. Hal ini menyebabkan tenaga kerja tidak tenang
karena harus berupaya mencukupi kebutuhan hidupnya. Ketahanan
pisik dan psikis juga kurang karena kekurangan gizi. Karena
penawaran jauh lebih besar dari pada permintaan menyebabkan nilai
kesempatan menjadi prioritas, sehingga mengakibatkan faktor
ketepatan pekerjaan dengan kemampuan-nya (the right man in the
right job).
(3) Pengaruh lingkungan kerja terhadap kesehatan jiwa
Lingkungan kerja yang dapat mempengaruhi kesehatan jiwa adalah :
a) lingkungan kerja mekanis
b) lingkungan kerja fisik
c) lingkungan kerja kimiawi
d) lingkungan kerja biologis
e) lingkungan kerja fisiologis
f) lingkungan kerja psikologis
Lingkungan kerja mekanis, merupakan keadaan dan proses
produksi daripada mesin-mesin dan peralatan di perusahaan yang
digunakan dalam proses produksi. Lingkungan kerja mekanis dapat
menjadi bahaya potensial bila keadaan dan proses daripada mesin-
mesin tersebut menimbuikan perasaan tidak aman, mencekam,
446

menjemukan, menekan dan sebagainya. Untuk pencegahannya penting
diterapkan unsur-unsur ergonomis dalam pekerjaan dan peralatan
tersebut. Lingkungan kerja fisik, antara lain berupa kebisingan, tekanan
panas, radiasi dan lain-lain.
Lingkungan kerja fisik secara konkrit akan mempengaruhi
kesehatan fisik dan kesehatan jiwa tenaga kerja, apabila telah
melampaui NAB. Misalnya, kebisingan yang melampaui NAB dapat
mengganggu konsentrasi dan emosi tenaga kerja.
Lingkungan kerja bahan-bahan kimia. Banyak bahan-bahan kimia
yang mempunyai sifat toksik sehingga sangat berbahaya bagi kehidupan
manusia. Pengaruh bahan kimia yang toksik selain menyebabkan
menurunnya beberapa fungsi fisik, juga dapat menimbulkan kelainan
kejiwaan.
Zat-zat kimia dalam pekerjaan yang mempengaruhi syarat dan
perilaku adalah :
Pelarut-pelarut organik seperti pentan, iso pentan, 2 metil pentan, 3 metil
pentan, 4 heksan, heptan, iso heptan, metil-etil keton, toluen, tri klor-
etilen, klorida, karbon disulfide dan siren.
Logam berat seperti :
Timah hitam (PB), air raksa (Hg), Arsen, Cu, Mn, dll. Pestisida :
golongan organo fosfat dan golongan klor-hidroknrbon, gas-gas
berbahaya, Co, NOA, dll
Zat-zat perangsang : akrilamid
Bahan kimia baru : dimetil amino propionitril Interaksi obat-obat dan
alkohol
Lingkungan Kerja Biologis
Apabila tenaga kerja mengetahui ditempat kerja ada bibit atau binatang
lain yang dapat membahayakan, akan menimbulkan kecemasan dan
reaksi emosional lainnya.
Lingkungan kerja fisiologis
Suatu pekerjaan yang terlalu berat, monoton dan tidak memenuhi syarat
ergonomis, akan cepat menimbulkan kecelakaan fisik dan mental.
Lingkungan kerja mental psikologis seperti :
Lingkungan kerja : Poleksosbud, merupakan kondisi ciptaan sebagai
pengaruh dari luar perusahaan.
Aspek hubungan kerja : aspek kepemimpinan, sistem kerja, jenis
447

pekerjaan yang tidak sesuai, dll.
Pengaruh lingkungan kerja terhadap kesehatan jiwa dapat berupa :
Rasa tidak nyaman (disatisfaction) terhadap pekerjaan akan
mengganggu konsentrasi dan cepat menimbulkan kelelahan, sehingga
dapat mempertinggi angka kecelakaan.
Penurunan produktivitas, akibat menurunnya produktivitas individu atau
kelompok. Penurunan produktivitas merupakan indikator dini dan sangat
membantu dalam upaya pencegahan.
Angka Absensi yang meningkat
Angka sakit atau ijin meningkat tanpa diketahui secara jelas sebab
sakitnya.
Tenaga kerja kurang nyaman bekerja, kurang bergairah, kadang-kadang
merasa pusing dna lain-lain.
Emosional stress yang dapat dilayani oleh tenaga kerja baik individual
(subjektif) maupun kelompok (objektif) terhadap suatu faktor lingkungan
kerja.
Peningkatan penyakit-penyakit psikomatis, yaitu keluhan-keluhan fisik
yang berhubungan dengan gangguan kejiwaan seperti penyakit tukak
lambung (maag), oksin, tekanan darah tinggi/ rendah, dll. Gangguan
kejiwaan atau perilaku, merupakan tingkat pengaruh yang serius,
terhadap kesehatan jiwa, seperti neurosis dan anxietas.
Cara-cara pencegahan terhadap stress.
Dapat dibedakan dalam 3 (tiga) macam yaitu :
Mengubah lingkungan yang dirasakan. Menimbulkan stress dengan
manipulasi lingkungan.
Memanipulasi lingkungan adalah :
Perbaikan lingkungan kerja sehingga memenuhi syarat-syarat kesehatan
dan keselamatan kerja, misalnya mengurangi kebisingan penerangan
yang baik, menerapkan aspek-aspek ergonomik, dll. Merubah
lingkungan yang dirasakan menimbulkan stress melalui perubahan
persepsi.
Dalam keadaan-keadaan tertentu stress yang dirasakan dapat
dihilangkan dengan merubah persepsi kita terhadap keadaan yang
menimbulkan stress tersebut.
Suatu kejadian yang kita nilai negatif, kita usahakan untuk mengambil
hikmahnya (segi-segi positifnya)
448

Persepsinya juga dapat diubah dengan mengubah nilai-nilai keyakinan
dan pandangan yang dianut.
Mengubah kita dengan jalan meningkatkan daya tahan terhadap stress.
F. Faktor Psikologi
Psikologi sebagai suatu ilmu jelas tidak dapat disangka! lagi dan
dapat dilakukan pembuktian secara empiris, dengan systematik yang
jelas, sebagai salah satu persyaratan ilmu. Secara umum dikatakan
bahwa psikologi adalah ilmu yang mempelajari tingkah laku manusia,
dalam arti yang Iuas. Tingkah laku disini tidak hanya tingkah laku yang
nyata/tingkah laku secara fisik tetapi juga tingkah laku yang tidak
nampak seperti berfikir.
Secara sederhana psikologi dapat dibagi atas :
Psikologi teoritis yaitu yang berhubungan dengan filsafat;
Psikologi empiris yang terbagi atas :
Psikologi umum yaitu yang mempelajari gejala-gejala kejiwaan
dari orang dewasa yang normal misalnya berfikir, belajar dan
emosi
Psikologi khusus yaitu mempelajari perbedaan-perbedaan
individu ahtar manusia, misalnya psikologi hewan, psikologi
perkembangan dan psikologi sosial;
Psikologi yang diamalkan (applied psychology) yaitu psikologi
yang mengamalkan hasil-hasil punyelidikan psikologi untuk
tujuan praktis, misalnya klinis, psikologi anak dan psikologi
industri.
Dengan demikian dapatIah kita ketahui kedudukan dari psikologi industri
dalam hubungannya dengan psikologi yang Iuas.
Jadi dapat dikatakan bahwa psikolgi industri adalah psikologi yang
mengamalkan fakta-fakta dan prinsip-prinsip psikologi dalam
menyelesaikan masalah psikologi yang timbul dari aktivitas-aktivitas
yang ada dalam suatu perusahaan.
Pengendalian Kecelakaan Kerja
a) Pengendalian bahaya besar meliputi kecelakaan besar yang terjadi
karena bencana alam atau ulah manusia.
449

Pengendalian bahaya besar menyangkut soal pencegahan dan
pengurangan akibat kecelakaan besar yaitu kecelakaan yang dapat
membahayakan orang-orang dan harta benda tidak saja di
perusahaan itu sendiri, tetapi juga di lingkungan sekeliling
perusahaan tersebut.
(1) Kecelakaan besar
Kecelakaan yang ,terjadi karena kekuatan alam adalah : gempa
bumi, letusan gunung berapi, banjir, dan taufan;
Kecelakaan karena ulah manusia, adalah : kecelakaan kapal
taut, tabrakan kereta api, jebolnya bendungan air, jatuhnya
pesawat terbang;
Kecelakaan industri; meledaknya ketel uap, kebocoran bahan
kimia, kebakaran besar dan peledakan
Akibat kecelakaan tersebut dapat berupa
Banyak korban meninggal dunia
Kerusakan hebat pada, instalasi dan bangunan
Reaksi masyarakat yang emosional
Konskwensi serius terhadap perusahaan bersangkutan,
seperti kehilangan produksi, tuntutan pidana, ganti rugi,
penyelidikan dan bahkan penutupan selama-lamanya.
(2) Sebab-sebab Kecelakaan besar
Kecelakaan besar di sebuah perusahaan tidak seperti gempa
bumi atau letusan gunung berapi yang tidak dapat dihindari, akan
tetapi kecelakaan di perusahaan tentunya disebabkan oleh satu
rangkaian kejadian dan tidak oleh satu kejadian saja. Dimana
apabila hal ini ditata, direncanakan, dibangun, dioperasikan,
dirawat dan dikelola dengan baik maka tidak satu kesalahan,
kekeliruan atau kegagalan dapat mengakibatkan suatu
kecelakaan besar.
b) Kecelakaan Besar Akibat Bahan Kimia.
(1) Kebakaran dan Peledakan
Contoh suatu kecelakaan besar, kebakaran dan peledakan
adalah:
Mexico City : penyimpanan dan pengisian LPG
Ciubatao : pipa minyak melalui rawa-rawa di bawah
perkampungan
450

Flixborough : pabrik caprolactam (cyclohexan)
Siberia : pipa LPG
Los Alfaques : tanker isi propylene
Pifer Alpha : anjungan lepas pantai produksi minyak
Houston 1990 : pabrik petrokimia
(2) Awan Beracun
Beberapa kecelakaan awan beracun adalah :
Seveso : doixin
Bhopal : Methyl Iso Cyanate (MIC)
Sistem Pengendalian Bahaya Besar harus mencakup beberapa
unsur, yaitu :
Yakinkan bahwa manajemen bertanggung jawab atas
keselamatan para karyawan dan penduduk di sekitar pabrik.
Temukan pabrik mana dapat terjadi kecelakaan besar
Mengusahakan agar mereka yang bertanggung jawab atas
keselamatan dari pabrik, melaporkan kepada instansi yang
berwenang
Agar laporan tersebut diperiksa dengan teliti oleh ahli
keselamatan kerja yang terlatih
Mengadakan pemeriksaan secara teratur
(a) Tanggung jawab Manajemen
Hendaknya jelas bahwa manajemen tetap bertanggung
jawab penuh terhadap semua kegiatan pabrik, walaupun :
Pabrik telah disetujui
Pabrik baru saja diperiksa oleh pihak berwenang
Semua rekomendasi dan persyaratan yang diberikan
oleh yang berwenang, telah dilaksanakan.
(b) Identifikasi Pabrik dengan Bahaya Besar
Kecelakaan besar biasanya disebabkan oleh pelepasan
secara tidak sengaja sejumlah besar bahan berbahaya atau
penyalaan sejumlah besar bahan yang mudah meledak.
Untuk menentukan apakah suatu instansi tertentu adalah
suatu perusahaan bahaya besar atau tidak, harus diketahui
kpasitas total penyimpanan bahan berbahaya, bukan jumlah
persediaan pada suatu saat, atau konsumsi pada jangka
waktu tertentu.
451

(c) Laporan Keselamatan Kerja
Mereka yang bertanggung jawab atas keselamatan dari
suatu instalasi bahaya besar harus memberitahu instansi
yang berwenang akan bahaya-bahaya terhadap
pengoperasian instalasi dan cara-cara mengatasi bahaya-
bahaya tersebut.
(d) Unit Pengawasan Sentral Bahaya Besar
Unit pengawasan sentral bahaya besar haws terdiri dari para
spesialis yang dapat :
Menyelidiki dengan teliti laporan yang dibuat oleh
perusahaan dengan bahaya besar
Memberikan petunjuk tentang hal-hal teknis mengenai
keselamatan
Membantu melaksanakan pemeriksaan terhadap
perusahaan dengan bahaya besar
Mengadakan pelatihan mengenai keselamatan kerja
kepada para pengawas keselamatan dari perusahaan
(e) Pengawas Pabrik yang Terlatih
Terlepas dari tugas-tugas normal mereka, para pengawas
yang telah dilatih dalam pemeriksaan bahaya besar harus
mengecek di tempat kerja secara teratur.
(f) Syarat-syarat Perundangan
(3) Pengenalan Tanggap Darurat
Tanggap darurat dilakukan untuk mengatasi resiko yang masih
ada setelah semua tindakan pencegahan yang sesuai dilakukan.
Tindakan tersebut harus sesuai dengan bahaya dan harus praktis
dan realistis agar efektif.
Rencana tanggap darurat tersebut dapat dibagi dalam rencana
darurat di dalam perusahaan sendiri dan rencana darurat di luar
lingkungan perusahaan.
(a) Rencana Darurat di dalam Perusahaan
Rencana darurat di dalam perusahaan menyangkut soal
tindakan yang harus dilakukan oleh personil perusahaan di
dalam perusahaannya sewaktu terjadi suatu keadaan
darurat. Rencana tersebut harus memuat uraian tindakan
452

yang harus dilakukan dalam keadaan darurat.
Tujuan utama rencana darurat adalah untuk mengusahakan
agar akibat dari keadaan darurat dapat ditekan sekecil
mungkin. Oleh karena itu usaha dipusatkan kearah
penampungan kebocoran dan pemadaman kebakaran.
Peringatan Kepada yang Bersangkutan
Mereka yang harus melakukan suatu peranan di dalam
rencana darurat harus diberi tahu jika terjadi suatu
keadaan darurat. Pemberitahuan ini termasuk
penempatan personil untuk pos-pos darurat harus dilatih
secara teratur.
Tindakan yang harus dilakukan
Tindakan pertama yang harus dilakukan adalah ditujukan
untuk mengatasi keadaan darurat, menghentikan
kebocoran-kebocoran, memadamkan api, mencegah
hagian lain dari perusahaan terlibat dalam keadaan
darurat.
Orang-orang yang terancam bahaya harus diusahakan
segera meninggalkan daerah berbahaya.
(b) Rencana Keadaan Darurat di luar Perusahaan
Apabila bantuan dari luar untuk mengontrol kecelakaan atau
jika akibat kecelakaan dapat membahayakan keselamatan
dari orang-orang diluar perusahaan, maka harus disusun
suatu rencana keadaan darurat di Iuar perusahaan. Tujuan
dari rencana tersebut adalah :
Untuk memberi informasi kepada orang-orang yang akan
dimintai bantuan
Untuk memberitahu mereka yang mungkin akan menjadi
korban dari suatu kecelakaan besar
Jika pemadam kebakaran atau regu penolong dari Iuar
perusahaan akan diminta bantuan, maka sudah
semestinya mereka harus mendapat informasi yang
berhubungan dengan perusahaan yang bersangkutan.
Pengendalian bahaya besar berarti mencegah terjadinya
kecelakaan besar.
Kecelakaan besar dapat dicegah dengan :
453

Design pengolahan
Tata letak perusahaan
Design instalasi
Konstruksi
Operasi
Perawatan dan
Manajemen yang baik
6.2. MANAJEMEN RESIKO
Resiko merupakan sesuatu yang sering melekat dalam aktivitas.
Kegiatan apapun yang kita lakukan pasti memiliki potensi risiko. Orang yang
bekerja memiliki resiko dipecat. Seorang pengusaha menghadapi
kebangkrutan sebagai resiko terbesarnya. Hal terpenting yang harus kita
lakukan adalah bukan lari dari resiko yang akan terjadi, tetapi bagaimana
mengelola potensi resiko yang timbul sehingga peluang terjadi atau akibat
yang ditimbulkannya tidak besar. Dengan kata lain, dengan mengetahui
tingkat resiko yang akan terjadi maka kita akan tahu bagaimana mengurangi
dampak yang ditimbulkannya. Dengan demikian kita dapat mengendalikan
resiko tersebut, sehingga aktivitas kita dapat berjalan dengan lancar dan
aman. Konsep seperti inilah yang kita namai dengan Manajemen Risiko.
Manajemen Resiko merupakan inti dari Sistem Manajemen K3. karena
itu secara khusus OHS AS 18001 dan Permenaker 05/Men/1996
mempersyaratkan adanya pengelolaan risiko. Sebuah organisasi dapat
menerapkan metode pengendalian resiko apapun sejauh metode tersebut
mampu mengidentifikasi, mengevaluasi dan memilih prioritas resiko dan
mengendalikan resiko dengan melakukan pendekatan jangka pendek dan
jangka panjang.
6.2.1. Identifikasi dan Pengendalian Resiko Kecelakaan
Kebijakan
PERENCANAAN Umpan balik dari
Audit
pengukuran kinerja
Penerapan dan Operasi
Bagan Manajemen Risiko
454

Klasifikasi aktivitas kerja
Identifikasi bahaya
Menentukan resiko
Menyusun prioritas tindak lanjut
Sasaran yang tidak masuk
Memilih sasaran penting kriteria penting disimpan
untuk program berikutnya
Bagi sasaran yang dianggap penting
diberi nilai pencapaian jika
memungkinkan
Membuat program
Menerapkan program
Tinjauan
Gambar 6.12. Bagan manajemen resiko
A. Persyaratan OHSAS 18001
Perencanaan untuk identifikasi bahaya, penilaian dan pengendalian
risiko. Organisasi harus membuat dan memelihara prosedur untuk
melakukan identifikasi bahaya, penilaian risiko, penerapan kendali
pengukuran yang diperlukan, yang mencakup:
Aktivitas rutin dan nonrutin.
Aktivitas personel yang memiliki akses pada tempat kerja (mencakup
subkontraktor dan pengunjung).
Fasilitas pada tempat kerja, yang disediakan oleh organisasi atau
pihak lainnya.
rganisasi harus memastikan bahwa hasil dari pencapaian tersebut dan
pengaruh pengendalian ini dipertimbangkan dalam membuat sasaran
455

K3. Organisasi harus mendokumentasikan dan memelihara informasi
terbaru.
Metodologi untuk mengidentifikasi bahaya dan penilaian resiko harus:
Terdefinisi dengan memperhatikan lingkup organisasi, sifat dan
waktu untuk memastikan organisasi lebih proaktif ketimbang reaktif.
Menyediakan klasifikasi resiko dan identifikasinya untuk dieliminasi
atau dikendalikan dengan pengukuran
Konsisten dengan pengalaman operasi dan kemampuan kendali
pengukuran risiko.
Menyediakan input pada ketentuan persyaratan fasilitas, identifikasi
kebutuhan pelatihan dan/atau pengembangan kendali operasional.
Menyediakan tindakan yang dipersyaratkan untuk memastikan
keefektifan dan jangka waktu penerapannya pada saat monitoring.
B. Persyaratan Permenaker 05/Men/1996
1. Perencanaan
Perusahaan harus membuat perencanaan yang efektif guna
mencapai keberhasilan penerapan sistem Manajemen K3 dengan
sasaran yang jelas dan dapat diukur. Perencanaan harus memuat
tujuan, sasaran dan indikator kinerja yang diterapkan dengan
mempertimbangkan identifikasi sumber bahaya, penilaian dan
pengendalian resiko sesuai dengan persyaratan perundangan yang
berlaku serta hasil pelaksanaan tinjauan awal terhadap keselamatan
dan kesehatan kerja.
2. Perencanaan identifikasi bahaya, penilaian dan pengendalian resiko
Identifikasi bahaya, penilaian dan pengendalian resiko dari kegiatan,
produk barang dan jasa harus dipertimbangkan pada saat
merumuskan rencana untuk memenuhi kebijakan keselamatan dan
kesehatan kerja. Untuk itu harus ditetapkan dan dipelihara
prosedurnya.
Pengelolaan resiko merupakan dasar dati penerapan Sistem
Manajemen K3, karena itu setiap organisasi harus memiliki apresiasi
yang menyeluruh pada setiap kegiatan yang terkait dengan aspek-aspek
K3.
Identifikasi bahaya, penilaian dan pengendalian resiko yang terkait
dengan aktivitas harus dipastikan sesuai, cukup dan selalu tersedia.
456

Untuk itu sebuah organisasi harus mengidentifikasi, mengevaluasi dan
mengedalikan resiko K3 disemua aktivitas-aktivitasnya, dan semua
tahapan ini menjadi dasar dalam pengembangan dan penerapan Sistem
Manajemen K3. Hal ini sangat penting, karena itu identifikasi bahaya dan
pengendalian bahaya harus secara nyata ditetapkan. Setiap organisasi
berbeda dalam bentuk identifikasi, pengukuran dan pengendalian
bahayanya, tergantung pada ukuran, situasi lingkungan kerja organisasi
serta ditentukan juga oleh sifat, kompleksitas dan signifikansi bahaya
yang terjadi.
Identifikasi bahaya. penilaian dan pengendalian resiko harus
dilakukan dalam perhitungan yang matang, termasuk juga biaya dan
waktu pelaksanaannya. Data-data yang disajikan harus dipastikan
akurat. Organisasi harus menentukan apakah aspek K3 ini terkait
dengan aktivitas sekarang atau yang lampau.
Tapi bagi organisasi yang belum menerapkan Sistem Manajemen
K3 dan belum memiliki data apapun yang terkait dengan aspek-aspek
K3, sebaiknya melakukan tinjauan awal bahaya potensial berdasarkan
kondisi sekarang.
Organisasi harus mempertimbangkan resiko yang dihadapinya
sebagai dasar membuat Sistem Manajemen K3.
Tinjauan awal harus mencakup empat hal berikut ini:
a. Persyaratan peraturan dan perundang-undangan.
b. Identifikasi resiko K3 yang dihadapi organisasi.
c. Rekaman-rekaman dari semua proses dan prosedur.
d. Evaluasi umpan balik dari investigasi insiden sebelumnya,
kecelakaan dan keadaan darurat.
Kondisi operasi normal, tidak normal dan kondisi darurat yang
potensial juga harus mendapatkan perhatian. Serta yang tidak kalah
penting yang harus kita ingat adalah ketika melakukan identifikasi
bahaya potensial kita tidak saja melakukannya pada pekerjaan
operasional saja, tapi juga pada segala aspek lainnya yang masih
termasuk di dalam Iingkup penerapan Sistem Manajemen K3, seperti
pemeliharaan, house keeping, dan lain sebagainya.
Sumber data yang dapat digunakan adalah:
Persyaratan dan peraturan K3
Kebijakan K3
457

Rekaman insiden dan kecelakaan kerja
Laporan ketidaksesuaian
Hasil audit
Komunikasi pada karyawan dan pihak terkait
Informasi dari tinjauan aktivitas K3 karyawan.
Infomasi dari perusahaan sejenis berupa insiden dan kecelakaan
kerja yang teriadi
Infomasi pada fasilitas, proses dan kegiatan organisa mencakup
prosedur, data pemantauan, data lingkungan dan tempat kerja.
Dalam melakukan identifikasi bahaya, pengukuran dan
pengendalian resiko yang tertuang dalam pengelolaan resiko sebuah
organisasi dapat menggunakan lima langkah sebagai mana
diilustrasikan dalam bagan berikut ini :
Step 1 :
Identifikasi bahaya
Sudah adakah peraturan, standar, kode industri
atau materi panduan tentang bahaya yang harus
diidentifikasi
Step 5 : Tidak ya
Pemantauan dan Tinjauan
Step 2 :
Identifikasi bahaya
Mengikuti informasi
dalam peraturan
Step 4 : standar kode atau
Menerapkan pengendalian buku panduan
Step 3 :
Menetapkan pengendalian
Gambar 6.13. Pengukuran dan pengendalian resiko
6.2.2. Langkah-langkah Pengukuran dan Pengendalian Resiko
Langkah 1. Identifikasi Bahaya
Persyaratan Permenaker 05/Men/1996
Identifikasi Sumber Bahaya, Penilaian dan Pengendalian risiko
Sumber bahaya yang teridentifikasi harus dinilai untuk menentukan
tingkat resiko yang merupakan tolak ukur kemungkinan terjadinya
kecelakaan dan penyakit akibat kerja. Selanjutnya dilakukan
pengendalian untuk identifikasi sumber bahaya
458

Identifikasi sumber bahaya dilakukan dengan mempertimbangkan:
1. Kondisi dan kejadian yang dapat menimbulkan potensi bahaya.
2. Jenis kecelakaan dan penyakit akibat kerja yang mungkin dapat
terjadi.
Langkah pertama dalam proses manajemen resiko adalah
melakukan identitifikasi bahaya tempat kerja atau tempat yang
berpeluang mengalami kerusakan. Hal yang harus diperhatikan adalah
bahaya akibat pekerjaan tidak saja terjadi pada saat kejadian, tetapi bisa
juga terjadi dalam kurun waktu yang lama. Misal seseorang yang bekerja
dalam kondisi kerja yang bising, baru merasakan akibatnya berupa
gangguan pendengaran setelah 10-20 tahun kemudian.
Secara umum, kita dapat membagi bahaya kerja atas enam
bagian, seperti digambarkan dalam Tabel Panduan Daftar Potensial
Dalam prakteknya, suatu organisasi seringkali mengalami
kesulitan dalam menentukan bahaya. Hal ini disebabkan begitu banyak
kegiatan-kegiatan yang harus diidentifikasi. Cara sederhana untuk
memulai menentukan bahaya dapat dilakukan dengan membagi area
kerja berdasarkan kelompok, seperti:
Kegiatan-kegiatannya (seperti pekerjaan pengelasan, pengolahan
data)
Lokasi (kantor, gudang, lapangan)
Aturan-aturan (pekerja kantor, atau bagian elektrik)
Fungsi atau proses produksi (administrasi, pembakaran,
pembersihan, penerimaan, finishing)
Aktivitas-aktivitas lainnya yang bisa digunakan dalam
mengidentifikasi bahaya, antara lain:
Berkonsultasi dengan pekerja. Bertanya pada mereka tentang
berbagai masalah yang mereka temukan, keadaan yang nyaris kena
bahaya dan kecelakaan kerja yang tidak terekam.
459

Tabel 6.2 Panduan Daftar Bahaya Potensial
Lingkungan Kerja Energi Pekerjaan Manual
Akses Elektical Tegangan tubuh
Mengacu pada akses yang Tersetrum Tegang otot ketika
sesuai mangangkat, mangangkut
atau menurunkan benda
Penyegar ruangan Gravitasi
Udara yang kotor Jatuh Kejang otot ketika
Tersandung manangani benda selain
Tergelincir mengangkat, mengangkut
Tertimpa benda atau menurunkan benda
Temperatur yang ekstrim Energi kinetik
Kontak dengan benda Menabrak benda Kejang otot ketika tidak
yang panas atau dingin ada benda yang ditangani
Terkena lingkungan yang Tertabrak benda Pergerakan yang berulang
panas atau dingin
Pencahayaan Radiasi Ergonomis
Memacu pada Radiasi ultra violet Kelelahan
pencahayaan yang sesuai Radiasi infra merah Desain tempat kerja yang
mengakibatkan stres,
Gelombang mikro
kesalahan.
Laser
Tekanan mental Getaran
Gertakan/gangguan Getaran seluruh tubuh
Kekerasan Getaran bagian tubuh
Kerja shift
Kebisingan
Bising tiba-tiba
Bising dalam waktu yang lama
Biologi Plant Zat Kimia
Bakteri Mekanik, Terkontaminasi dengan
zat kimia dalam waktu
sebentar
Jamur Kendaraan bermotor Terkontaminasi zat kimia
dalam waktu lama
Virus Peralatan mesin Tersengat hewan berbisa
Parasit Peralatan manual Kebakaran dan ledakan
Udara keras
Debu dari kayu, asbes,
silika
Gas, seperti: CO, CO2
Asap dan uap
Kabut seperti asam
Kontak kulit
Terserap, seperti pestisida
Karatan seperti: asam,
alkali
Alergi
460

Contoh hasil Identifikasi
No. Kegiatan Bahaya potensial
1 Pengelasan Tarabsorpsi
Terhirup/pernafasan
Terkena benda panas
Terkena mata
Tersengat listrik
2 Perakitan Kebisingan
Suhu tingga
Kelelahan
Terpeleset
Tersengat listrik
Kejang otot
Penerangan buruk
Pernafasan
Berkonsultasi dengan tim K3
Mempertimbangkan:
Bagaimana personel menggunakan peralatan dan material.
Bagaimana kesesuaian peralatan tersebut yang digunakan pada
aktivitas-aktivitas dan lokasinya.
Bagaimana personel dapat terluka baik secara langsung maupun
tidak langsung oleh berbagai aspek tempat kerja.
Melakukan safety audit.
Pengujian, bagian dari perusahaan atau peralatan kerja dan
kebisingan.
Evaluasi teknis dan keilmuan.
Menganalisis rekaman dan data, seperti insiden dan nyaris kena
Bahaya, keluhan personel, tingkat penyakit dan turn-over karyawan.
Informasi dari designer, konsumen, supplier, dan organisasi-
organisasi seperti serikat pekerja, KADIN, dan sebagainya.
Pemantauan Iingkungan dan kesehatan.
Survai yang dilakukan pada karyawan.
Setelah tnelengkapi Langkah 1 ini, kita perlu menilai resiko yang
terkait dengan bahaya-bahaya ini. Tapi sebelum melakukan penilaian
resiko kita melakukan identifikasi resiko yang terkait dengan masing-
masing bahaya dengan mempertimbangkan dua hal sebagai berikut:
461

• Resiko Minor
Jika dalam organisasi Anda terdapat resiko yang relatif kecil atau
bahaya yang dapat dengan mudah diselesaikan. kita mungkin tidak
perlu melakukan penilaian menyeluruh sebagaimana yang dijelaskan
dalam Langkah 2. Jadi cukup sebagian aktivitas saja
Diatur dalam persyaratan perundang-undangan, standar, kode
industri atau materi panduan.
- Peraturan perundangan
Jika peraturan perundangan mengatur kegiatan yang terkait
dengan aktivitas kegiatan Anda, maka mau tak mau Anda harus
mentaati peraturan tersebut.
- Standar atan kode industri
Jika terdapat standar atau kode industri terkait yang mengatur
tentang bahaya di tempat kerja Anda, maka dapat dilakukan dua
hal:
Mengadopsi dan mengikuti ketentuannya.
Membuat cara lain dengan tingkatan yang sama dalam
menanggulangi resiko.
Beberapa daftar Standar Nasional Indonesia yang terkait K3 di area
pertambangan.
No. Nomor SNI Judul SNI
1 SNI 13-6350-2000 Demarkasi di Lorong, Jalan Lintas, Daerah Bebas
Rintangan, dan Tempat Penyimpanan Barang.
2 SNI 13-6351-2000 Rambu-Rambu Jalan di Area Pertambangan
3 SNI 19-4122-1996 Keselamatan Kerja pada Pengelasan Listrik secara Manual
4 SNI 13-4126-1996 Penyumbuan Detonator Biasa pada Kegiatan
Pertambangan
Umum
5 SNI 19-4127-1996 Bahasa Isyarat Pengoperasian Pesawat Angkat (Crane)
6 SNI 19-4173-1996 Penentuan Kadar Raksa di Udara dengan Mercury
Analyzer
7 SNI 13-4181-1996 Pengolahan Limbah Cair dari Proses Sianidasi Bijih Emas
secara Kimiawi
8 SNI 13-4182-1996 Tata Pengukuran Derajat Keasaman Tanah
9 SNI 19-4183-1996 Tata Pengukuran Disesuaikan Kadar Sianida dalam Air
Limbah
10 SNI 13-4000-1995 Bekerja di Jalur Operasi Grader
11 SNI 13-3619-1994 Penanganan Tabung Bertekan
12 SNI 13-3620-1994 Cara Pemakaian Perkakas Tangan dengan Aman
13 SNI 13-3621-1994 Pengukuran Kuantitas Udara Cara trverse pada Tambang
Bawah Tanah dengan Alat Vane-Anemometer
462

• Materi pedoman
Walaupun pedoman-pedoman ini bukan bagian dari peraturan yang
harus dipatuhi, tapi membantu kita dalam menangani aspek K3.
Mengikuti ketentuan-ketentuan yang dalam buku pedoman mungkin
lebih mudah dan masuk akal, akan tetapi mungkin dalam buku
panduan tersebut tidak mengatur semua resiko atau bahaya terkait.
Dalam keadaan ini, kita perlu mengidentifikasi resiko lainnya yang
tidak dijelaskan dalam sebuah buku panduan.
Timbul pertanyaan bagi kita, bagaimana menentukan dan
mendapatkan peraturan perundangan, standar, kode industri atau
buku panduan yang sesuai dengan aktivitas di organisasi kita. Tidak
semua perusahaan mengetahuinya. Untuk mengatasi permasalahan
tersebut, kami menyediakan daftar peraturan-peraturan yang ada di
Indonesia. Sedangkan untuk tingkat daerah seperti Perda, standar,
atau buku panduan, Anda dapat menghubungi kantor pemda
setempat, kadin, asosiasi atau konsultan.
Langkah 2: Menilai Resiko dan Seleksi Prioritas
Persyaratan Permenaker 05/Men/1996
Penilaian Risiko
Peniiaian resiko adalah proses untuk menentukan prioritas pengendalian
terhadap tingkat resiko kecelakaan atau penyakit akibat kerja.
Tujuan dari langkah ini adalah untuk menentukan prioritas untuk
tindak lanjut, karena tidak semua aspek bahaya potensial yang dapat
kita tindak lanjuti. Berbagai metode dapat kita gunakan dalam
melakukan penilaian risiko. Salah satu metodenya adalah sebagaimana
yang kita pelajari dalam bagian ini. Anda bisa raja mengembangkan
metode sendiri dalam melakukan penilaian risiko.
Metode penilaian resiko, antara lain:
Untuk setiap resiko:
Menghitung peluang insiden yang terjadi di tempat kerja
Menghitung konsekuensi insiden yang terjadi
Kombinasikan penghitungan peluang dan konsekuensi pada rate
risiko
Menggunakan rating setiap risiko, mengembangkan daftar prioritas
resiko kerja.
463

Menentukan peluang
Dalam menentukan peluang insiden yang terjadi di tempat kerja, kita
dapat menggunakan skala berdasarkan tingkat potensinya.
Berikut ini faktor yang dapat mempengaruhi peluang terjadinya
sebuah insiden:
• Berapa kali situasi terjadinya
Semakin besar frekuensi paparan semakin besar peluang insiden
yang akan terjadi. Contoh: Pertimbangkan berapa kali seorang
pekerja mengangkut semen setiap harinya.
• Berapa orang yang terpapar
Semakin banyak orang yang terkena, maka semakin banyak pula
insiden yang akan terjadi. Contoh: Pertimbangkan berapa banyak
orang yang mengangkut semen.
• Keterampilan dan pengalaman orang yang terkena
Pelatihan yang sesuai dan kompetensi yang memadai dalam
aktivitas dapat mengurangi peluang terjadinya insiden.
• Berbagai karakteristik khusus personel yang terlibat
Contoh: Seseorang yang biasa menggunakan tangan kanannya akan
memiliki kecenderungan resiko lebih kecil dibandingkan ketika ia
menggunakan tangan kirinya dalam melakukan aktivitas.
• Durasi paparan
Semakin lama seseorang terkena maka semakin tinggi peluang
insiden akan terjadi.
• Pengaruh posisi seseorang terhadap bahaya
Semakin dekat seseorang dengan sumber bahaya maka akan
semakin tinggi peluang terkena insiden. Contoh: Seseorang yang
berada di dekat mesin kompresor akan lebih berpeluang mengalami
gangguan pendengaran dibandingkan orang yang jauh dari mesin
tersebut.
• Distraksi, tekanan waktu atau kondisi tempat kerja yang dapat
mempengaruhi kehati-hatian dalarn melakukan aktivitas. Contoh:
Suasana ribut di ruang gawat darurat rumah sakit dapat
mempengaruhi peluang para medis melakukan kesalahan operasi.
• Jumlah material atau tingkat paparan
Contoh: Sebuah insiden (seperti ledakan) lebih mudah terjadi dalam
464

kontainer/tabung dengan berisi gas yang memuai daripada kontainer
tanpa ruangan untuk gas yang memuai.
• kondisi lingkungun
• Kondisi peralatan
• Efektifitas pengendalian yang ada
− Apakah paparan yang ada mengurangi resiko paparan?
− Apakah pekerja mengetahui pengendalian yang ada?
− Apakah terdapat prosedur atau sistem yang terkait dengan
pengendalian tersebut?
− Apakah pelatihan dan pengawasan yang berhubungan dengan
pengendalian yang ada?
− Apakah dilakukan pemeliharaan yang sesuai terhadap
pengendalian tersebut?
− Sejauh mana kemudahan digunakan, cara kerjanya?
Banyak cara yang dapat kita lakukan dalam melakukan penilaian
resiko, salah satunya adalah metode yang kami sajikan pada buku ini.
Anda dapat saja mengembangkan metode yang berbeda sejauh metode
tersebut dapat menyentuh segala aspek-aspek yang terdapat dalam
faktor-faktor yang dibahas di atas.
Menentukan peluang
Peluang
Sangat sering Dapat terjadi kapan saja
Sering Dapat terjadi secara berkala
Sedang Dapat terjadi pada kondisi tertentu
Jarang Dapat terjadi, tapi jarang
Sangat jarang Memungkinkan tidak pernah terjadi
Menentukan konsekuensi
Untuk menentukan konsekuensi, kita harus membuat ketetapan
pada severity yang berpotensi terjadi. Kita harus meninjau informasi
yang dikumpulkan sejak tahap identifikasi, mencakup statistik insiden,
dan data manufaktur.
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi konsekuensi harus juga kita
pertimbangkan, yang mencakup antara lain:
• Potensi pada reaksi berantai, di mana sebuah bahaya jika tidak
dihilangkan, akan mengakibatkan kondisi yang lebih berat.
465

• Konsentrasi substansi. Misalnya, bahan kimia yang memiliki
konsentrasi lebih kecil memiliki konsekuensi bahaya lebih kecil
dibandingkan bahan kimia yang memiliki konsentrasi lebih besar.
• Volume material. Misalnya potensi konsekuensi dari amoniak dalam
jumlah yang kecil mungkin lebih kecil daripada amoniak dalam jumlah
yang besar.
• Kecepatan proyektil dan pergerakan bagiannya.
• Ketinggian, akibat yang dihasilkan dari benda yang jatuh ditentukan
dan ketinggian benda itu semula, semakin tinggi benda tensebut
semakin besar pula akibat yang dihasilkan, begitu juga seseorang
yang jatuh dari ketinggian.
• Jarak pekerja dari bahaya potensial.
• Berat, contoh seseorang akan mengalami akibat yang lebih fatal
ketika ia kejatuhan benda dengan berat 60 kg dibandingkan 10 kg.
• Tingkat gaya dan energi. Misalnya, semakin tinggi voltase listrik
semakin tinggi akibat yang dihasilkan jika tersetrum.
Daftar konsekuensi/severity yang terjadi
Besar (BB)
Tidak Minor (M) Sedang Besar (B)
Signifikan (TS)
Iritasi mata Luka pada Luka Terbakar Patah tulang
permukaan terkoyak berat
tubuh
Ketidak Tergores Patah tulang Gagar otak Amputasi
yamanan ringan
Pegal-pegal Terpotong/ Sakit radang Terkilir serius Luka fatal
tersayat kecil kulit
Lelah Bising Asma Keracunan Luka
kompleks
Sakit Cacat Minor Kanker
permanen
kepala/ pusing Penyakit
mematikan
Memar Penyakit fatal
akut
Kematian
Tuli
466

Contoh penghitungan
No. Aktivitas Bahaya potensial Konsekuensi
TS M S B BB
1 Pekerjaan Tersandung
pengelasan Terhirup/pernafasan
Terpleset
Terkena mata
Tersandung
Tersengat listrik
2 Pekerjaan House- Kebisingan
keeping Suhu tinggi
Jatuh dari ketinggian
Terpleset
Tersengat
Terabsorpsi kulit
Penerangan buruk
Pernafasan
Tingkat setiap risiko
Level atau tingkatan resiko ditentukan oleh hubungan antara nilai
hasil identifikasi bahaya dan konsekuensi. Hubungan ini dapat kita
gambarkan dalam matriks berikut ini:
Penilaian Resiko 2D model
Matriks Analisis Resiko – Tingkatan Resiko
Konsekuensi
1 2 3 4 5
Peluang Tidak signifikan Minor Moderat Major Bencana besar
A H H E E E
Sering kali
B M H H E E
Sering
C L M H E E
Sedang
D L L M H E
Jarang
E L L M H H
Sangat Jarang
467

Penilaian Resiko 3D model
Matriks Analisis Resiko – Tingkatan Resiko
Bahaya yang Penilaian resiko Nilai Resiko Tingkatan
diidentifikasi ExLxK Resiko
Paparan Peluang Konsekuensi
(E) (L) (K)
Definisi
Paparan Peluang Konsekuensi Nilai resiko
Terus menerus 10 Sangar sering 1 Fatal 20 E > 20
Berkala 6 Sering 0,6 Major 10 H > 10
Tertentu 3 Sedang 0,3 Sedang 5 M3-10
Tidak teratur 2 Jarang 0,1 Minor 2 L<3
Jarang 1 Sangat jarang 0,05 Tidak signifikan 1
Legenda:
E : Ekstrim/Signifikan
H : Resiko tinggi
M : Resiko sedang
L : Resiko rendah
Tujuan kita menggambarkan dalam matriks ranking ini adalah
sebagai masukan bagi kita dalam menentukan prioritas. Hal yang harus
diperhatikan adalah nilai resiko di atas bukanlah nilai yang absolut.
Matriks ini hanya menyediakan ranking nilai saja. Berdasarkan matriks
ranking tersebut kita dapat mengidentilikasi tindakan yang akan kita
lakukan terhadap setiap risiko.
Ketentuan Tindak Lanjut
TINGKAT RESIKO TINDAK LANJUT
RESIKO RENDAH Pengendalian tambahan tidak diperlukan. Hal yang
Perlu diperhatikan adalah jalan keluar yang lebih
menghemat biaya atau peningkatan yang tidak
memerlukan biaya tambahan besar. Pemantauan
diperlukan untuk memastikan bahwa pengendalian
dipelihara dan diterapkan dengan baik dan benar.
RESIKO SEDANG Perlu tindakan untuk mengurangi resiko, tetapi
biaya pencegahan yang diperlukan perlu
diperhitungkan dengan teliti dan dibatasi.
Pengukuran pengurangan resiko perlu diterapkan
dengan baik dan benar.
468

RESIKO TINGGI Pekerjaan tidak dilaksanakan sampai resiko telah
direduksi. Perlu dipertimbangkan sumber daya yang
akan dialokasikan untuk mereduksi risiko. Bilamana
resiko ada dalam pelaksanaan pekerjaan, maka
tindakan segera dilakukan.
EKSTRIM Pekerjaan tidak dilaksanakan atau dilanjutkan
sampai rsiko telah direduksi. Jika tidak
memungkinkan untuk mereduksi resiko dengan
sumber daya yang terbatas, maka pekerjaan tidak
dapat dilaksanakan.
Langkah 3: menetapkan pengendalian
Tindakan Pengendalian
Perusahaan harus merencanakan pengelolaan dan pengendalian
kegiatankegiatan, produk barang dan jasa yang dapat menimbulkan
resiko kecelakaan kerja yang tinggi. Hal ini dapat dicapai dengan
mendokumentasikan dan menerapkan kebijakan standar bagi tempat
kerja, perancangan pabrik dan bahan, prosedur dan instruksi kerja untuk
mengatur dan mengendalikan kegiatan produk barang dan jasa.
Pengendalian resiko kecelakaan dan penyakit akibat kerja dilakukan
melalui metode:
1. Pengendalian teknis/rekayasa yang meliputi eliminasi, substitusi,
isolasi, ventilasi, higiene dan sanitasi.
2. Pendidikan dan pelatihan.
3. Pembangunan kesadaran dan motivasi yang meliputi sistem bonus
insentif, penghargaan dan motivasi diri.
4. Evaluasi melalui internal audit, penyelidikan insiden dan etiologi.
5. Penecakan hukum.
Langkah ketiga ini mencakup menentukan pengendalian untuk
mengelola risiko. Berikut ini kita bahas mengenai memilih alat kendali
yang diperlukan.
Prioritas pengendalian
Dalam melakukan pengendalian, hal yang harus kita lakukan
adalah memulai dari tindakan yang terbesar. Jika tidak dapat dilakukan
maka kita menurunkan tingkat pengendaliannya ke tingkat yang lebih
rendah/mudah. Tahapan-tahapan yang kita sajikan dalam bagian ini
didasarkan pada pertimbangan biaya. Semakin tinggi tingkat kendali
yang dipliih semakin tinggi pula biaya yang dibutuhkan.
469

Secara detail dapat kita lihat dalam paparan berikut ini:
Tahap pertama adalah menghilangkan penyebab bahaya. Jika
tidak memungkinkan dilakukan tindakan pencegahan atau mengurangi
peluang terkena resiko, lakukan salah satu atau kombinasi dari tahap
berikut:
1. Mengganti peralatan/peralatan tersebut (substitusi).
2. Melakukan desain ulang dari perangkat kerja (engineering).
3. Melakukan isolasi sumber bahaya.
Jika ketiga alternatif tersebut tidak dapat juga digunakan, maka
dapat dilakukan dua alternatif berikut ini:
1. Pengendalian secara administrasi, seperti prosedur, instruksi kerja,
supervisi pekerjaan.
2. Penggunaan alat pelindung diri (APD).
Menghilangkan
Penggantian
Engineering/rekayasa
Adminisrasi
Alat Pelindung diri
Gambar 6.14. Hirarki Pengendalian Risiko
Dalam banyak kejadian, kita menemui penggunaan lebih dari satu
alat kendali dalam mengatasi bahaya potensial. Sebagai contoh, untuk
mengurangi terkena bahaya gas kimia, tidak hanya dengan mengganti
zat kimia sejenis (substitusi) dengan tingkat bahaya yang lebih rendah,
akan tetapi juga tetap menggunakan prosedur keamanan kerja
(pengendalian administrasi) serta masker gas sebagai alat pelindung diri
(APD)
Beberapa tindakan pengendalian dengan prioritas yang lebih
rendah dapat digunakan sebagai penggati sementara sampai alat
pengendali permanen tersedia. Misalnya, mengatasi bahaya disebuah
470

tempat produksi dengan mengganti mesin-mesin yang ada dengan
mesin lain. Akan tetapi karena dibutuhkan biaya yang besar dan waktu
yang lama dalam proses pengadaannya, maka untuk menghindari
tingkat bahaya yang terjadi dilakukan penerapan prosedur keamanan
kerja, serta supervisi terhadap pekerjaan.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam memilih atau menetapkan
jenis tindakan pengendalian resiko adalah dengan memperhatikan hal-
hal sebagai berikut:
Tindakan itu merupakan alat pengendali yang tepat
Tidak menimbulkan bahaya baru/lain
Diikuti oleh semua pekerja tanpa adanya ketidaknyamanan dan stres
Menghilangkan bahaya
Menghilangkan bahaya adalah langkah ideal yang dapat
dilakukan, dan harus menjadi pilihan pertama dalam melakukan
pengendalian resiko, dan berarti menghentikan peralatan/prasarana
yang dapat menimbulkan bahaya. Contohnya, menggunakan mesin
untuk pekerjaan manual yang berulang atau menghilangkan asbes dari
tempat kerja.
Mencegah atau mengurangi peluang terkena resiko
Jika bahaya tidak dapat dihilangkan, maka kita menggunakan alat
kendali resiko yang lebih rendah tingkatannya. Alat kendali ini dapat
digunakan salah satu saja atau hasil kombinasi. Alat-alat kendali itu
adalah:
• Substitusi / mengganti
Prinsip dari alat kendali ini adalah menggantikan sumber resiko
dengan sarana/peralatan lain yang tingkat risikonya lebih kurang/
tidak ada. Contoh:
o Penggunaan bahan kimia bergbahaya dengan yang lebih rendah
tingkatan bahayanya, seperti: menggati bahan kimia yang
berbasis gas dengan berbasis cair, mengganti toxic solvent
dengan deterjen.
o Mengganti kaca dengan plastik
o Menggabti pedestal fan dengan ceiling fan dalam dapur
o Enggineering/rekayasa
471

Langkah ini dilakukan dengan mengubah desain kerja, peralatan
atau proses kerja dalam mengurangi tingkat risiko. Ciri khas dari tahap
ini adalah melibatkan pemikiran yang lebih mendalam bagaimana
membuat lokasi kerja yang lebih aman dengan melakukan pengaturan
ulang lokasi kerja, memodifikasi peralatan, melakukan kombinasi
kegiatan, perubahan prosedur, mengurangi frekuensi dalam melakukan
kegiatan berbahaya.
Contohnya:
− Memindahkan area penyimpanan kertas fotokopi ke dekat mesin
untuk mengurangi resiko pengangkutannya.
− Mengendalikan zat-zat kimia dengan melakukan perbaikan terhadap
ventilasinya.
− Memasang lift barang untuk mengurangi pengangkutan melalui
tangga.
− Memodifikasi sistem exhaust untuk mengurangi kebisingan.
• Isolasi
Dalam tahab ini kita melakukan isolasi terhadap area bahaya dari
pekerja atau dari orang yang ingin memasukinya.
Contohnya:
o Memasang pagar pengaman di sekitar lokasi bahaya
o Menutup atau menjaga peralatan yang berbahaya
o Melarang personel masuk area berbahaya.
Langkah 4: Penerapan Langkah Pengendalian
Tahap selanjutnya yang kita lakukan adalah menerapkan pengendali
yang telah dipilih dan mematuhi semua ketentuan yang telah ditetapkan.
Dalam tahap keempat ini, yang akan kita lakukan adalah:
Mengembangkan prosedur kerja
Prosedur bertujuan sebagai alat pengatur dan pengawas terhadap
bentuk pengendalian bahaya dan resiko yang kita pilih agar penerapan
pengendalian bahaya potensial dapat berjalan secara efektif. melalui
koridor-koridor yang telah kita terapkan. Untuk itu tanggung jawab
manajemen, supervisor, dan pekerja harus secara jelas dinyatakan
dalam prosedur tersebut. Misalnya, tanggung jawab manajer dalam
pemberian mesin gerinda, maka manajer harus memastikan mesin
472

gerinda tersebut dibeli sesuai dengan spesifikasi dan dipasang dengan
benar. Supervisor bertanggung jawab dalam mengawasi penggunaan
mesin gerinda tersebut sesuai dengan tempatnya, pekerja bertanggung
jawab menggunakan mesin gerinda tersebut sesuai dengan buku
petunjuk atau instruksi kerja, dan pekerja lain bertanggung jawab dalam
pemeliharaannya.
Komunikasi
Kita harus menginformasikan pada pekerja tentang penggunaan alat
pengendali bahaya, dan juga penting untuk diinformasikan tetang alasan
penggunaannya.
Menyediakan pelatihan
Agar para pekerjaan dan personel lainnya lebih mengenal alat
pengendali yang kita terapkan, mereka harus juga diberikan pelatihan
atau penjelasan yang memadai.
Pengawasan
Kita pun harus melakukan pengawasan untuk memastikan alat
pengedalian bahaya potensial digunakan secara benar.
Informasi aktivitas
Aktivitas: ……………………………………lokasi……………………………………………..
Diidentifikasi ……………………………….tanggal……………………………………………
Bahaya yang diidentifikasi ……………………………………………………………………..
Pengendalian resiko
Pilihan pengendali yang memungkinkan : …………………………………………………
………………………………………………….
………………………………………………….
Pengendalian yang dipilih (dan mengapa) : …………………………………………………
………………………………………………….
………………………………………………….
Rencana tindak lanjut
Pilih Aktivitas Sumber Penanggung Tanggal Tanggal Tanggal
pengendali terkait daya jawab penerapan selesai tinjauan
Catatan : ………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
473

Pemeliharaan
Pemeiiharaan terhadap alat pengendali bahaya adalah bagian yang
penting dalam proses penerapan. Prosedur kerja harus mencantumkan
persyaratan pemeliharaan untuk mamastikan keefektifan penggunaan
alat kendali ini.
Langkah 5: Monitor dan Tinjauan
Langkah terakhir dalam proses ini adalah melakukan memonitor
dan meninjau efektivitas pengendalian. Pemantauan dan tinjauan resiko
harus dilakukan pada interval waktu sesuai dengan yang ditetapkan
dalam organisasi.
Untuk menentukan periode monitoring dan tinjauan resiko sangat
tergantung pada:
• Sifat dari bahaya
• Magnitude risiko
• Perubahan operasi
• Perubahan dari metode kerja
• Perubahan peraturan dan organisasi
Dalam tahap ini, kita dapat menggunakan daftar periksa pertanyaan
untuk memastikan sejauh mana kesesuaiannya dengan perencanaan.
Dalam menjawab pertanyaan yang ada kita dapat melakukan:
• Berkonsultasi dengan pekerja, supervisor, dan wakil manajemen.
• Mengukur personel yang berpeluang terkena (misalnya
menghitung tingkat kebisingan setelah dipasang sarana baru dan
efeknya terhadap pekerja).
• Memonitor laporan insiden.
474

Contoh Formulir Tinjauan Pengendalian Risiko
Pertanyaan Temuan
Tdk Parsial Ya
Memastikan sarana pengendali telah diterapkan sesuai
rencana
Apakah sarana pengendali terdapat di tempatnya?
Apakah sarana pengendali telah digunakan?
Apakah sarana pengendali digunakan secara benar?
Memastikan sarana pengendali bekerja
Apakah sarana pengendali berhasil mengurangi /
menghilangkan dampak resiko yang ada?
Memastikan adanya masalah baru
Apakah dengan penerapan sarana tersebut menimbulkan
masalah baru?
Apakah dengan penerapan sarana pengendali ini memperburuk
.
keadaan yang ada?
Komentar:
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
Pertimbangan Dokumentasi
Sesuai dengan persyaratan OHSAS 18001:1999 yang
mempersyaratkan adanya prosedur, maka kita harus mencantumkan
lima langkah yang telah kita bahas di atas. Di sini kita diminta untuk
memelihara dokumentasi yang ada, serta data dan rekaman yang
herhubungan dengan identifikasi bahaya, penilaian dan pengendalian
risiko. Akan tetapi hal-hal yang harus juga kita pertimbangkan dalam
pembuatan prosedur adalah:
• Menentukan lingkup, waktu, sifat dan metodologi dari berbagai
bentuk identifikasi, penilaian dan pengendalian resiko.
• Menentukan persyaratan kompetensi dan pelatihan yang dibutuhkan
dalam melakukan idenfikasi bahaya potensial, penilaian dan
pengendalian risiko. Untuk beberapa organisasi, ini tergantung pada
tipe proses yang digunakan. Bila kompetensi untuk melakukan
kegiatan ini belum terpenuhi, kita sebaiknya menggunakan jasa
pihak luar/konsultan untuk membantu melakukannya.
• Menentukan aturan serta wewenang personel yang bertanggung
jawab dalam melakukan identifikasi bahaya potensial, penilaian dan
pengendalian risiko.
• Mempertimbangkan informasi dari pekerja atas K3.
• Memberikan umpan balik manajemen terhadap hasil identifikasi
475

bahaya penilaian dan pengendalian resiko, sebagai input dalam
membuat sasaran K3 dan tinjauan manajemen.
• Organisasi harus juga mempertimbangkan bahaya dan resiko dari
aktivitas kontraktor. atau visitor, dan dari penggunaan produk atau
jasa.
• Mempertimbangkan human error sebagai bagian menyeluruh dari
identifikasi bahaya, penilaian dan pengendalian risiko.
• Melakukan identifikasi bahaya potensial, penilaian dan pengendalian
resiko sebagai langkah proaktif. Misalnya jika ada diperkenalkan
aktivitas atau prosedur baru/revisi maka identifikasi pengendalian
harus dilakukan sebelum perubahan tersebut diterapkan.
Atas dasar itu, dalam membuat prosedur kita harus menjelaskan
hal-hal sebagai berikut:
• Identifikasi dari bahaya potensial.
• penentuan resiko yang terkait dengan bahaya yang telah
diidentifikasi.
• penentuan level resiko yang terkait dengan masing-masing bahaya.
• Penjelasan atau referensi, tindakan untuk memonitor dan
mengendalikan resiko dari bahaya tersebut, terutama untuk resiko
yang tidak dapat ditoleransi.
• Bila memungkinkan, sasaran dan tindakan yang dilakukan adalah
untuk mengurangi tingkat resiko dan kegiatan follow-up apapun yang
dilakukan dalam memantau kemajuannya.
• Identifikasi kompetensi dan persyaratan pelatihan.
• Langkah pengendalian yang diperlukan harus dijelaskan sebagai
bagian dari elemen pengendali operasi sistem.
• Rekaman untuk setiap masing-masing aktivitas dalam prosedur.
476

Pertanyaan Temuan
Tdk Parsial Ya
Apakah terdapat prosedur terdokumentasi dan terpelihara
untuk menetapkan dan memperbarui bahaya, resiko dan
penerapan pengendalian?
Apakah prosedur mencakup kegiatan rutin dan nonrutin?
Apakah prosedur mencakup semua personel dan fasilitas?
Mekanisme apa yang digunakan untuk melakukan tinjauan /
revisi bahaya jika terjadi perubahan operasi?
Apakah berbagai bahaya yang nyata dipertimbangkan? Jika
tidak kenapa?
Apakah hasil penilaian dan efek pengendalian
dipertimbangkan ketika membuat sasaran K3 yang
kemudian didokumentasikan serta diperbarui?
Apakah metodologi:
Menetapkan lingkup, sifat dan waktu?
Memastikan penilaian dilakukan secara proaktif bukan
reaktif?
Menyediakan klasinkasi resiko yang ditoleransi?
Mengidentifikasi bahaya untuk dihilangkan atau
dikendalikan?
Menjamin konsistensi dengan pengalaman operasi?
Menjamin konsistensi dengan keefektifan pengendalian
risiko?
Apakah metodologi menyediakan masukan dalam
penentuan persyaratan fasilitas, kebutuhan pelatihan dan
pengendalian operasi?
Apakah metodologi menyediakan pemantauan tindakan
yang dipersyaratkan untuk memastikan ketepatan waktu
dan keefektifan penerapan?
6.3. BAHAYA BAHAN KIMIA
Saat ini terdapat ribuan senyawa kimia dan campuran yang
kebanyakan berbahaya yang secara teknik dapat dikendalikan. Meskipun
demikian, seiring dengan naiknya penggunaan bahan kimia di industri non-
kimia, insiden yang dapat dikatakan sebagai chemical accident naik setiap
tahunnya. Kebanyakan kecelakaan adalah akibat mengabaikan sifat-sifat
bahan kimia yang terkait dengan proses.
Keluarnya bahan-bahan beracun, reaktif, cairan atau gas mudah
terbakar yang tidak terbakar di proses yang terkait dengan bahan kimia yang
sangat berbahaya telah dilaporkan selama beberapa tahun. Insiden demi
insiden terjadi pada bermacam industri yang menggunakan bahan kimia
yang sangat berbahaya yang mungkin berupa bahan yang beracun, reaktif,
mudah terbakar, atau mudah meledak, atau gabungan dari sifat-sifat
tersebut. Kelengahan industri yang menggunakan bahan kimia sangat
berbahaya ini merupakan potensi terjadinya kecelakaan setiap saat bila
477

tidak dikendalikan dengan tepat. Hal ini dapat memicu terjadinya bencana.
Bencana utama yang pernah terjadi termasuk tahun 1984 di Bhopal,
India, yang menyebabkan lebih dari 2.000 orang tewas; bulan Oktober 1989
di Philips Petroleum Company, Pasadena, Texas, terjadi insiden yang
menyebabkan 23 orang tewas dan 132 orang mengalami cedera; bulan Juli
1990 di BASF, Cincinnati, Ohio, terjadi insiden yang menyebabkan 2 orang
tewas; dan di bulan Mei 1991 di IMC, Sterlington, Los Angeles, terjadi
insiden yang menyebabkan 8 orang tewas dan 128 orang cedera.
Pada industri kimia sendiri problem keselamatan yang terkait dengan
penggunaan bahan kimia, dengan alasan ukuran dan kompleksitasnya,
akan, berhubungan dengan evaluasi sistematik atas semua sifat-sifat bahan
kimia yang dikenal, seperti toksisitas dan
kemampuan terbakar.
Tingkat toksisitas berbagai bahan kimia tidak sama antara satu bahan
dengan bahan lainnya, sehingga harus diketahui dengan pasti bahan kimia
yang akan digunakan bila ingin melakukan penggantian penggunaan bahan
kimia dari bahan kimia yang berbahaya menjadi yang kurang berbahaya.
Untuk itu diperlukan suatu pengetahuan dasar tentang toksikologi.
Selain memiliki bahaya toksisitas atau tingkat keracunan, bahan kimia
memiliki bahaya-bahaya lain.
Berdasar beberapa evaluasi, suatu pabrik dapat dengan tepat
merancang, untuk menghilangkan atau mengendalikan bahaya, menghindari
adanya limbah bahan kimia yang berharga atau yang berbahaya, dan
melakukan pencegahan operasi. Karenanya, pada industri yang
menggunakan bahan kimia dewasa ini, kuantitas bahan kimia yang besar
dapat dimanipulasi tanpa risiko, reaksi yang menghasilkan energi yang
besar dapat dikendalikan, dan tingkat kekerapan kecelakaan dapat ditekan
di bawah industri lain. Meskipun demikian, manipulasi atau penanganan
bahan kimia secara tepat hanya dapat dilakukan jika bahan kimia yang
dipergunakan telah diketahui sifat-sifatnya. Untuk itu diperlukan identifikasi
bahan kimia yang dibahas di Sub Bab 6.3.
Setelah dilakukan identifikasi bahan kimia yang dipergunakan,
disimpan, atau didistribusikan, maka harus dilakukan pendokumentasian
bahan kimia yang dikenal sebagai Material Safety Data Sheet (MSDS) atau
Lembar Data Keselamatan Bahan (istilah baku dari Depnaker).
Selama beberapa tahun telah terjadi keyakinan pada manajemen yang
baik di industri kimia bahwa perusahaan kimia yang aman tergantung dari
478

tiga esensi utama:
Pengetahuan atas bahan kimia;
Pengetahuan atas proses pabrik;
Pengetahuan karyawan.
Hal ini berlaku untuk semua industri yang menggunakan bahan kimia,
baik berupa industri kecil maupun besar.
Industri yang menggunakan, menyimpan, atau mendistribusikan bahan
kimia berbahaya dalam jumlah besar, seperti industri perminyakan, akan
lebih berhati-hati dalam menangani bahan kimia dibandingkan dengan
industri yang menggunakan, menyimpan, atau mendistribusikan bahan kimia
berbahaya dalam jumlah yang tidak terlalu besar, karena industri besar
tersebut rawan terhadap terjadinya bahaya kebakaran atau peledakan yang
dapat menimbulkan ‘lepasnya’ uap beracun ke udara (catasthropic release).
Semua industri yang menggunakan, menyimpan, ataupun
mendistribusikan bahan kimia berbahaya pada dasarnya memiliki diagram
alir sederhana yang sama sebagai berikut:
Penunjang
Input Output
PROSES
Limbah
Pada kegiatan industri apapun akan ada suatu pembelian,
penerimaan, dan suplai bahan termasuk bahan kimia, sehingga halhal yang
terkait dengan keselamatan manusia, fasilitas (facility) dan bahan kimia
pada saat memasuki perusahaan harus tercakup di dalamnya. Setelah
melalui tahap penerimaan, maka bahan kimia akan dipergunakan pada
suatu proses, yang didalamnya termasuk adanya risiko kecelakaan kerja
akibat bahan kimia, sehingga diperlukan suatu kondisi yang menyangkut
keselamatan dan kesehatan kerja yang ada pada proses yang
menggunakan bahan kimia.
479

Dalam upaya memenuhi keperluan di proses, diperlukan pula bahan
material atau energi sebagai bahan penunjang terlaksananya proses
produksi, tetapi bukan merupakan bagian dari proses produksi, termasuk di
dalamnya boiler, forklift, dan peralatan untuk keadaan darurat.
Setelah bahan kimia mengalami suatu proses produksi, ada
kemungkinan bahan baku berlebih dalam jangka waktu tertentu yang
menyebabkan kadaluwarsa, bahan baku tidak memenuhi syarat, hasil
antara (intermediate) tidak memenuhi syarat dan tidak dapat dilakukan daur-
ulang (recycle), atau hasil akhir produksi tidak layak jual. Bahan-bahan kimia
bekas tersebut, yang dikenal sebagai limbah, tidak mungkin dan tidak boleh
disimpan dalam waktu lama. Adapun yang dimaksud dengan limbah adalah
semua limbah yang dihasilkan di dalam perusahaan, baik cair, padat,
maupun gas, dengan jenis limbah B3 maupun non-B3. Pengendalian limbah
B3 merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari kegiatan lingkungan,
keselamatan dan kesehatan kerja.
Setelah melalui serangkaian proses produksi, maka akan dihasilkan
suatu produk yang mungkin bahaya bahan kimianya berkurang atau
mungkin pula bertambah, tergantung dari jenis bahan kimia yang dihasilkan.
Sebagai contoh adalah penggunaan NaCl sebagai bahan baku yang relatif
tidak berbahaya, selain sifat korosifnya, apabila telah dielektrolisis akan
berubah menjadi gas Cl yang sangat beracun dan menghasilkan gas H2
yang mudah terbakar; yang dengan proses selanjutnya dengan mereaksikan
gas Cl dan H2 akan menghasilkan HCl.
Bahan kimia yang dipergunakan, disimpan, atau dihasilkan mungkin
tidak memiliki bahaya terhadap kesehatan yang langsung terlihat atau akut,
tetapi mungkin akan berakibat kronis yang memerlukan waktu yang cukup
panjang, yaitu setelah 6 bulan terpapar bahan kimia beracun. Contohnya
adalah penyakit asbestosis, yakni penyakit paru pneumokoniosis yang
spesifik diakibatkan karena menghirup serat asbes, yang baru akan terlihat
penyakitnya setelah rentang waktu tertentu. Untuk itu, jika pengendalian
secara teknis dan administrasi sudah tidak dapat dilakukan lagi.
Identifikasi bahan kimia sangat penting, tetapi manajemen bahan
kimia jauh lebih penting karena selain berisi tentang identifkasi bahan kimia
juga berisi program-program penting dalam penanganan dan pengendalian
bahan kimia agar bahan kimia yang digunakan, disimpan, atau
didistribusikan tertangani dengan cara yang aman sesuai dengan peraturan
perundangan yang berlaku (compliance) maupun praktek kerja terbaik (good
480

management practices). Untuk mengetahui sejauhmana tingkat
pengendalian bahan kimia yang telah dilakukan maka perlu dilakukan
asesmen sendiri manajemen bahan kimia yang kemudian dibandingkan
dengan audit manajemen keselamatan dan kesehatan kerja tentang bahan
kimia.
Untuk mengantisipasi terjadinya kecelakaan akibat bahan kimia, maka
perlu dilakukan rencana tanggap darurat. Lebih jauh, peraturan yang berlaku
sekarang lebih menekankan pada pre-rekognisi bahaya, dan secara implisit
menyatakan kebutuhan untuk memberikan informasi bahaya di tempat kerja
kepada karyawan. Peran Pemerintah dalam menunjang pengetahuan
tentang penanganan bahan kimia berbahaya dinyatakan dalam peraturan
perundangan, yang salah satunya adalah Keputusan Menteri Tenaga Kerja
RI No. 187/Men/1999 yang dapat dilihat pada lampiran.
6.3.1. Bahan Kimia Berbahaya
Berdasarkan Kepmen 187 tahun 1999 bahan kimia berbahaya adalah
bahan kimia dalam bentuk tunggal atau campuran yang berdasarkan sifat
kimia dan atau campuran yang berdasarkan sifat kimia dan atau fisika dan
atau toksikologi berbahaya terhadap tenaga kerja, instalasi dan lingkungan.
Yang termasuk kategori bahan berbahaya adalah bahan-bahan yang
mempunyai sifat :
Memancarkan radiasi
Mudah meledak
Mudah menyala atau terbakar
Oksidator
Racun
Karsinogenik
Iritasi
Sensitisasi
Teratogenik
Mutagenik
Korosif
A. Bahan kimia mudah terbakar
Bahan mudah terbakar adalah bahan yang mudah bereaksi
dengan oksigen dan menimbulkan kebakaran. Reaksi kebakaran yang
amat cepat juga dapat menghasilkan ledakan. Bahan cair dinyatakan
481

mudah terbakar bila titik nyala > 21 ºC dan < 55 ºC pada tekanan 1 atm.
Bahan cair dinyatakan sangat mudah terbakar bila titik nyala < 21ºC dan
titik didih < 20 ºC pada tekanan 1 atm. Gas dinyatakan mudah terbakar
jika titik didih < 20 ºC pada tekanan 1 atm.
Bahan mudah terbakar dapat diklasifikasikan menjadi:
1). Zat padat mudah terbakar
Zat padat mudah terbakar dalam industri adalah belerang (sulfur),
fosfor, kertas/rayon, hidrida logam, dan kapas. Pada umumnya zat
padat lebih. sukar terbakar daripada dalam bentuk cair. Meski
demikian zat padat berbentuk serbuk halus sangat mudah terbakar.
2). Zat cair mudah terbakar
Kelompok ini adalah yang paling banyak ditemui dalam industri yang
dikenal sebagai pelarut organik. Contohnya adalah eter, alkohol,
aseton, benzena, heksan, dan lain-lain. Pelarut-pelarut tersebut
pada suhu kamar menghasilkan uap yang dalam perbandingan
tertentu dapat terbakar oleh adanya api terbuka atau loncatan listrik.
Pengalaman menunjukkan bahwa uap pelarut dapat berdifusi sejauh
3 meter menuju titik api atau seolah-olah kita melihat api
menyambar pelarut organik pada jarak tersebut.
Kecenderungan suatu pelarut organik untuk mudah terbakar selain
ditentukan oleh titik nyala, titik bakar, dan daerah konsentrasi mudah
terbakar, juga ditentukan oleh titik didih. Suhu tersebut menentukan
banyak sedikimya, uap dihasilkan pada suhu tertentu. Semakin
rendah titik didih, berarti semakin mudah menguap atau semakin
mudah terbakar. Contohnya adalah eter dengan titik didih 14 oC jauh
lebih mudah terbakar daripada alkohol dengan titik didih 79 oC.
482

Selain itu berat jenis uap relatif terhadap udara juga penting, karena
uap lebih berat dari udara akan menyebabkan uap akan merayap di
atas tanah. Sedang uap yang lebih ringan dari udara akan
cenderung naik ke atas, atau membentuk kantong gas di atap
gedung.
Berat jenis pelarut organik relatif terhadap air perlu pula
diperhatikan. Pelarut organik yang lebih ringan dari air dan tidak
larut dalam air, seperti benzena, bensin, dan heksan, bila terbakar
akan amat berbahaya kalau disiram dengan air. Penggunaan pelarut
organik dalam industri antara lain adalah:
Industri cat: petroleum eter, alkohol, aseton, eter, heksan,
MIBK (Metil Iso-Butil Keton).
Industri kertas: karbon disulfida
Pengolahan minyak: bensin, benzena, toluena, dan xilene
3). Gas mudah terbakar
Gas mudah terbakar dalam industri misaInya adalah gas alam,
hidrogen, asetilen, etilen oksida. Gas-gas tersebut amat cepat
terbakar sehingga sering menimbulkan ledakan.
Di bawah ini adalah karakter beberapa bahan organik mudah
terbakar
No. Pelarut Daerah Titik Titik Titik W W
o o
kons % didih C nyala bakar C cairan uap
O
mudah C
terbakar
1 Aseton 3-13 56 -18 538 0.79 2.0
2 Benzena L4-8 80 -11 562 0.88 2.8
3 Bensin 14-7.6 38-204 -43 280-456 0.8 3.04
4 Etil alkohol 13-19 79 12 423 0.79 1.59
5 Etil eter 1.85-48 34 -45 180 0.71 2.55
6 Heksana LI-7.5 68 -22 261 0.66 2.97
7 Karbon 1-44 46 -30 100 1.26 2.6
disulfida
8 Metanol 6-36.5 65 12 464 0.79 1.1
9 Metil etil 2-10 80 -7 515 01.81 2.5
keton
10 Petroleuin 1-6 30-60 -57 288 0.6 2.5
483

B. Bahan kimia mudah meledak
Bahan kimia mudah meledak adalah bila reaksi kimia bahan
tersebut menghasilkan gas dalam jumlah dan tekanan yang besar serta
suhu yang tinggi, sehingga menimbulkan kerusakan di sekelilingnya.
Bahan kimia eksplosif ada yang dibuat sengaja untuk tujuan
peledakan atau bahan peledak seperti trinitrotoluena (TNT), nitrogliserin,
dan amonium nitrat (NH4NO3). Bahan-bahan tersebut amat peka
terhadap panas dan pengaruh mekanis (gesekan atau tumbukan). Di
bawah ini adalah struktur kimia bahan yang bersifat explosif
Struktur Nama senyawa
C–C Asetilen
C – N2 Diazo
C – NO Nitrozo
C – NO2 Nitro
C – (NO2)n Alkil polinitro
C=N–O Oksim
C–N=N Azo
N – NO N-nitroso
N - NO2 N-nitro
N3 Azida
+
C - N2 Diazonium
N - logam N-logam berat
+
N OH Hidroksil amonium
C – Cl – O3 Perkloril
O–O Peroksida
O3 Ozon
Selain itu ada jenis lain yang bersifat eksplosif, yaitu debu dan
campuran eksplosif
Debu-debu seperti debu karbon dalam industri batubara, zat warna diazo
484

dalam pabrik zat wama, dan magnesium dalam pabrik baja adalah
debu-debu yang sering menimbulkan ledakan.
Eksplosif dapat pula terjadi akibat pencampuran beberapa bahan,
terutama bahan oksidator dan reduktor dalam suatu reaktor maupun
dalam penyimpanan.
Di bawah ini adalah contoh campuran bahan yang dapat bersifat
eksplosif.
Oksidator Reduktor
KG03, NaN03 Karbon, belerang
Asam nitrat etanol
Kalium permanganat gliserol
Krom trioksida hidrazin
C. Bahan kimia reaktif terhadap air
Bahan reaktif adalah bahan yang bila bereaksi dengan air akan
mengeluarkan panas dan gas yang mudah terbakar.
Hal ini disebabkan zat-zat tersebut bereaksi secara eksotermik, yaitu
mengeluarkan panas, dan gas yang mudah terbakar. Adapun
bahan-bahan kimia tersebut adalah :
• Alkali (Na, K) dan alkali tanah (Ca)
• Logam halida anhidrat (alumunium tribromida.)
• Logam oksida anhidrat (CaO)
• Oksida non-logam halida (sulfuril klorida)
Bahan-bahan tersebut harus dijauhkan dari air atau disimpan dalam
ruang yang kering dan bebas dari kebocoran air hujan.
D. Bahan kimia rektif terhadap asam
Bahan reaktif terhadap asam akan menghasilkan panas dan gas
yang mudah terbakar atau gas-gas yang beracun dan korosif.
Bahan-bahan yang reaktif terhadap air di atas juga reaktif terhadap
485

asam. Selain itu ada bahan-bahan lain, yaitu:
• Kalium klorat/perklorat (KClO3)
• Kalium permanganat (KMnO4)
• Asam kromat (Cr2O3)
E. Bahan kimia korosif
Bahan korosif adalah bahan yang karena reaksi kimia dapat
merusak logam.
Bahan kimia korosif antara lain adalah asam sulfat (H2SO4), asam nitrat
(HNO3), asam klorida, (HCI), natrium hidroksida (NaOH), kalsium
hidroksida Ca(OH)2), dan gas belerang dioksida (SO2).
F. Bahan kimia irirtan
Bahan iritan adalah bahan yang karena reaksi kimia dapat
menimbulkan kerusakan atau peradangan atau sensitisasi bila kontak
dengan permukaan tubuh yang lembab seperti kulit, mata, dan saluran
pernapasan. Bahan iritan pada umuninya adalah bahan korosif.
486

Bahan kimia korosif seperti asam trikloroasetat, asam sulfat, gas
belerang dioksida dapat bereaksi dengan jaringan tubuh seperti kulit,
mata, dan saluran pernapasan. Kerusakan yang terjadi dapat berupa
luka, peradangan, iritasi (gatal-gatal), dan sensitisasi jaringan menjadi
amat peka terhadap bahan kimia). Menurut bentuk zat, bahan iritan
dapat dibagi dalam tiga kelompok dengan contoh-contoh sebagai
berikut:
1) Bahan iritan padat
Bahaya akan timbul apabila kontak dengan kulit atau mata.
Contoh senyawa:
Anorganik Natrium hidroksida (NaOH)
Natrium silikat (Na2OASiO2)
Kalsium hidroksida (Ca(OH)2, CaO)
Kalium hidroksida (KOH)
Organik Asam tricloroasetat (M3COOH)
Fenol (C6H5OH)
2) Bahan iritan cair
Bahaya akan timbul apabila kontak dengan kulit atau mata, yang
menyebabkan proses pelarutan atau denaturasi protein.
Contoh senyawa:
Anorganik : Asam sulfat, asam nitrat, asam klorida
Organik : Asam format (asam semut) Asam asetat (cuka)
Karbon disuffida Hidrokarbon terhalogenasi
3) Bahan iritan gas
Bahaya terutama karena terhirup dan merusak saluran pernapasan.
Tergantung pada sifat kelarutan dalam air dan akibatnya, gas iritan
digolongkan menjadi tiga, yaitu:
a) Gas amat larut dalam air, merusak saluran pernapasan bagian
atas.
Contoh: amoniak, asam klorida, formaldehida, asam asetat,
asam fluorida.
b) Gas dengan kelarutan sedang, merusak saluran pernapasan
bagian atas dan bagian dalam.
Contoh: sulfur dioksida, klor, krom
c) Gas dengan kelarutan kecil, merusak alat pemapasan bagian
dalam.
Contoh: ozon, fosgen, nitrogen dioksida
487

G. Bahan kimia beracun
Bahan dinyatakan sebagai bahan beracun jika pemaparan melalui
mulut LD50 > 25 atau 200 mg/kg berat badan, atau pemaparan melalui
kulit LD50 > 25 atau 400 mg/kg berat badan, atau melalui pernapasan
LD50 > 0,5 mg/L atau 2 mg/L.
Bahan kimia beracun didefinisikan sebagai bahan kimia yang dalam
jumlah kecil menimbulkan keracunan pada manusia atau mahluk hidup
lainnya. Pada umumnya zat-zat toksik masuk lewat pernapasan dan
kemudian beredar ke seluruh tubuh atau menuju organ-organ tubuh
tertentu. Zat-zat tersebut dapat langsung mengganggu organ-organ
tubuh tertentu seperti hati, paru-paru, dan lain-lain, tetapi dapat juga
zat-zat tersebut berakumulasi dalam tulang, darah, hati, ginjal, atau
cairan limfa dan menghasilkan efek kesehatan pada jangka panjang.
Pengeluaran zat-zat beracun dari dalam tubuh dapat melewati urine,
saluran pencemaan, sel epitel, dan keringat.
Sifat toksik dari suatu zat, selain ditentukan oleh sifat alamiah suatu zat,
juga ditentukan oleh jenis persenyawaan dan keadaan fisik tersebut.
Bahan-bahan beracun dalam industri dapat digolongkan lam beberapa
golongan, yakni
a.Senyawa logam dan metaloid
b. Bahan pelarut
c. Gas-gas beracun
d. Bahan karsinogenik
e. Pestisida
488

Contoh bahan kimia beracun adalah sebagai berikut:
Jenis zat Akibat keracunan dan
Jenis bahan
beracun gangguan
• •
1. Logam/ Pb (TEL, PbCO3) Syaraf, ginjal, dan darah
metaloid • •
Hg Syaraf, ginjal
• •
Cadmium (P) Hati, ginjal, darah
• •
Krom (Cr) Kanker
• •
Arsen (As) Iritasi, kanker
• •
Fosfor (P) Metabolisme karbohidrat,
lemak, dan protein
• Hidrokarbon alifatik •
2. Bahan pelarut Pusing dan koma
(bensin, minyak tanah)
• Hirokarbon terhalogenasi • Hati dan ginjal
(Khloroform CCl4)
• Alkohol • Saraf pusat, leukeumia
• Aspiksian sederhana • Sesak napas, kekurangan
3. Gas-gas
beracun • (N2, Argon, He) • oksigen
• Aspiksian kimia:
• Asam sianida • Pusing, sesak napas
• (HCN) •
• Asam sulfida (H2S) • Sesak napas, kejang,
hilang
• Karbon monoksida (CO) • Sesak napas, otak, jantung,
• Nitrogen oksida(NOx) syaraf, hilang kesadaran
• Sesak napas, iritan,
kematian
• Leukeumia
4. Karsinogen Benzena
• Paru-paru
Asbes
• Kandung kencing
Bensidin
• Paru-paru
Krom
• Paru-paru
Naftil amin
• Hati, paru-paru, syaraf
Vinil klorida
pusat, darah
• Pusing, kejang, hilang
5. Pestisida Organoklorin
kesadaran, kematian -
Organofosfat
Zat-zat kimia berbahaya tersebut dapat dikelompokkan meniadi
beberapa kelompok, yaitu:
H. Zat-zat karsinogen
Zat-zat karsinogen ialah zat-zat yang diketahui dapat
menimbulkan kanker atau tumor. Beberapa jenis amina aromatik
(aromatic amines) diketahui bersifat karsinogen. Beberapa hasil
sampingan reaksi kimia yang sering dilakukan di sekolah juga diketahui
bersifat karsinogen. Hasil sampingan seperti ini tidak boleh diabaikan.
Conloh reaksi seperti itu di antaranya, formaldehida dan hidrogen klorida
489

di udara bereaksi cepat menghasilkan bischloromethyl ether dengan
konsentrasi tidak terlalu tinggi. Zat ini diketahui dap menyebabkan tumor
pada tikus percobggyang dibuat menghirup gas ini pada konsentrasi
serendah 1 bpj (bagian per juta - 1 ppm (part per million)). Zat seperti itu
juga dihasilkan pada reaksi-reaksi FriedelCraft menggunakan metanal
dan berbagai jenis klorida logam.
Beberapa zat seperti metil yodida, karbon tetraklorida, kloroform,
dikloro metan, dan benzena (benzene) diketahui dapat menimbulkan
kanker pada hewan percobaan. Zat-zat berikut ini tidak boleh digunakan
di sekolah:
I- dan 2- naftilamina;
nitrosamina (nitrosamine);
nitrosolenol (nitrosophenol);
nitronaftalen (nitronaphthalene)
beberapa difenil yang tersubstitusi (substituted diphenyls) seperti
benzidin;
o-dianisidin (o-dianisidine).
Zat-zat korosif atau kaustik ialah zat-zat yang merusak zat yang
dikenainya. Zat korosif sekaligus dapat beracun! Zat-zat jenis ini dapat
digolong-golongkan menjadi 3 golongan, yaitu:
1) Asam, seperti asam-asam nitrat, asam-asam format, dan asam-asam
sulfat.
2) Basa, seperti natrium hidroksida, kalium hidroksida, dan 0,880
larutan amonia dengan air.
3) Zat-zat yang menghasilkan zat korosif dengan air, misalnya klorida
asam (acid chlorides), klorida aluminium, dan oksida diklorida sulfur
(sulphur dichloride oxide). Ke dalam golongan ini dapat ditambahkan
brom, fenol, fosfor, dan sulfurdioksida.
6.3.2. Penanganan Bahan kimia
Setiap bahan kimia itu berbahaya, namun tidak perlu merasa takut
bekerja dengan bahan kimia bila tahu cara yang tepat untuk
menanggulanginya. Yang dimaksud berbahaya ialah dapat menyebabkan
terjadinya kebakaran, mengganggu kesehatan, menyebabkan sakit atau
490

luka, merusak, menyebabkan korosi dsb. Jenis bahan kimia berbahaya
dapat diketahui dari label yang tertera pada kemasannya. Dari data tersebut,
tingkat bahaya bahan kimia dapat diketahui dan upaya penanggulangannya
harus dilakukan bagi mereka yang menggunakan bahan-bahan tersebut.
Kadang-kadang terdapat dua atau tiga tanda bahaya pada satu jenis bahan
kimia, itu berarti kewaspadaan orang yang bekerja dengan bahan tersebut
harus lebih ditingkatkan. Contoh bahan kimia yang mudah meledak adalah
kelompok bahan oksidator seperti perklorat, permanganat, nitrat dsb.
Bahan-bahan ini bila bereaksi dengan bahan organik dapat menghasilkan
ledakan. Logam alkali seperti natrium, mudah bereaksi dengan air
menghasilkan reaksi yang disertai dengan api dan ledakan. Gas metana,
pelarut organik seperti eter, dan padatan anorganik seperti belerang dan
fosfor mudah terbakar, maka ketika menggunakan bahan-bahan tersebut,
hendaknya dijauhkan dari api. Bahan kimia seperti senyawa sianida, mercuri
dan arsen merupakan racun kuat, harap bahan-bahan tersebut tidak terisap
atau tertelan ke dalam tubuh. Asam-asam anorganik bersifat oksidator dan
menyebabkan peristiwa korosi, maka hindarilah jangan sampai asam
tersebut tumpah ke permukaan dari besi atau kayu. Memang penggunaan
bahan-bahan tersebut di laboratorium pendidikan Kima tidak berjumlah
banyak, namun kewaspadaan menggunakan bahan tersebut perlu tetap
dijaga.
A. Bekerja Aman dengan Bahan Kimia
• Hindari kontak langsung dengan bahan Kimia.
• Hindari mengisap langsung uap bahan Kimia.
• Dilarang mencicipi atau mencium bahan Kimia kecuali ada perintah
khusus.
• Bahan Kimia dapat bereaksi langsung dengan kulit menimbulkan
iritasi (pedih atau gatal).
B. Cara Menggunakan Bahan Kimia
• Baca label bahan Kimia sekurang-kurangnya dua kali untuk
menghindari kesalahan.
• Timbanglah sesuai dengan jumlah yang diperlukan.
• Jangan menggunakan bahan kimia secara berlebihan.
• Jangan mengembalikan bahan kimia ke dalam botol semula untuk
mencegah kontaminasi.
491

Gambar 6.15. Pemeriksaan label zat yang digunakan
Gambar 6.16. Penimbangan Bahan
C. Cara Memindahkan Bahan Kimia Cair
• Tutup botol dibuka dan dipegang dengan jari tangan sekaligus
telapak tangan memegang botol tersebut.
• Tutup botol jangan diletakkan di atas meja karena isi botol dapat
terkotori.
• Pindahkan cairan melalui batang pengaduk untuk mengalirkan agar
tidak memercik.
492

D. Cara Memindahkan Bahan Kimia Padat
• Gunakan tutup botol untuk mengatur pengeluaran bahan kimia.
• Jangan mengeluarkan bahan kimia secara berlebihan.
• Pindahkan sesuai keperluan tanpa menggunakan sesuatu yang
dapat mengotori bahan tersebut.
Gambar 6.17. Teknik memindahkan zat kimia padatan
E. Cara Memanaskan Larutan Menggunakan Tabung Reaksi
• Isi tabung reaksi maksimal sepertiganya.
• Api pemanas hendaknya terletak pada bagian atas larutan.
• Goyangkan tabung reaksi agar pemanasan merata.
• Arahkan mulut tabung reaksi pada tempat yang aman agar
percikannya tidak melukai orang lain maupun diri sendiri.
F. Cara Memanaskan Larutan Kimia Menggunakan Gelas Kimia
• Gunakan kaki tiga dan kawat kasa untuk menopang gelas kimia
tersebut.
• Letakkan batang gelas atau batu didih dalam gelas kimia untuk
mencegah pemanasan mendadak.
• Jika gelas kimia digunakan sebagai pemanas air, isilah dengan air,
maksimum seperempatnya.
493

6.3.3. Faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat bahaya
Faktor yang mendukung timbulnya situasi berbahaya/tingkat bahaya
dipengaruhi oleh :
a. Daya racun
Dinyatakan dengan satuan LD50 atau LC50, dimana makin kecil nilai
LD50 atau LC50 bahan kimia menunjukkan makin tinggi daya racunnya.
b. Cara bahan kimia masuk ke dalam tubuh (route of entry) Yaitu melalui
saluran pernapasan, saluran pencernaan dan penyerapan melalui kulit.
Diantara yang sangat berbahaya adalah melalui saluran pernapasan
karena taut:a disadari bahan kimia akan masuk ke dalam tubuh bersama
udara yang dihirup yang diperkirakan sekitar 8,3 M2 selama 8 jam kerja
dan sulit dikeluarkan kembali dari tubuh.
c. Konsentrasi macam dan lama paparan bahan kimia
Yaitu besar dosis yang berada di udara atau yang kontak dengan bagian
tubuh, kemudian lamanya paparan terjadi apakah terus menerus atau
terputus-putus menentukan jumlah dan dosis yang masuk ke dalam
tubuh.
d. Efek kombinasi bahan kimia
Yaitu paparan bermacam-macam bahan kimia dengan sifat dan daya
racun yang berbeda, menyulitkan tindakan-tindakan pertolongan atau
pengobatan;
e. Kerentanan calon korban paparan bahan kimia
Masing-masing individu mempunyai daya tahan yang berbedabeda
terhadap pengaruh bahan kimia. Semestinya individu terhadap pengaruh
bahan kirnia tergantung kepada umur, jenis kelamin, kondisi umum
kesehatan dan lain-lain.
6.3.4. Pengaruh Bahan Kimia terhadap Kesehatan
(1) Menyebabkan iritasi, yaitu terjadi Iuka bakar setempat akibat kontak
bahan kimia dengan bagian-bagian tubuh tertentu, seperti kulit, mata
atau saluran pernapasan;
(2) Menimbulkan alergi, nampak sebagai bintik-bintik merah kecil atau
gelembung berisi cairan, atau gangguan pernapasan berupa batuk-
batuk, napas tersumbat dan napas pendck terutama di malam hari.
(3) Menyebabkan sulit bernapas, seperti tercekik atau aspiksian karena
kekurangan oksigen akibat diikat oleh gas inert seperti Nitrogen dan
494

Karbon dioksida.
(4) Menimbulkan keracunan sistemik; bahan kimia yang dapat
mempengaruhi bagian-bagian tubuh, diantaranya merusak had, ginjal,
susunan syaraf dan lain-lain
(5) Menyebabkan kanker, akibat paparan jangka panjang bahan kimia,
sehingga merangsang pertumbuhan sel-sel yang tidak terkecil dalam
bentuk tumor ganas
(6) Menyebabkan kerusakan/kelainan janin ditandai oleh kelahiran dalam
keadaan cacat atau kemandulan
(7) Menyebabkan pnemokoniosis yaitu timbunan debu dalam paruparu
sehingga kernampuan paru-paru untuk menyerap oksigen menjadi
kurang, akibatnya penderita mengalami napas pendek
(8) Menyebabkan efek bias (narkotika) yaitu bahan kimia mengganggu
sistem syaraf pusat menyebabkan orang tidak sadar, pingsan atau
kematian.
6.3.5. MSDS (Material Safety Data Sheet) atau lembar data
keselamatan bahan
Lembar data keselamatan bahan secara garis besar harus memuat
penjelasan-penjelasan antara lain :
• Identifikasi dari bahan tersebut misalnya perusahaan dan
supplier secara mendetail, nama produk atau codenya,
penggunaannya, klasifikasi dari bahan
• Komposisi dan ciri-ciri fisik khusus dari bahan misalnya bentuk,
warna, bau, titik didih, titik uap, ph, LEL.
• Informasi tentang bahaya bahan tersebut terhadap kesehatan
• Tata cara penanggulangan bahaya dan prosedur penggunaan
yang benar dari bahan
• Tata cara penyimpanan bahan dan penggunaan yang aman dari
bahan,
6.3.6. Prinsip pengendalian bahan kimia berbahaya
(1) Identifikasi semua bahan kimia dan instalasi yang akan ditangani untuk
mengenal ciri-ciri dan karakteristiknya
(2) Evaluasi, untuk menentukan langkah-langkah atau tindakan yang
diperlukan sesuai sifat dan karakteristik dari bahan atau instalasi yang
495

ditangani sekaligus memprediksi resiko yang mungkin terjadi apabila
kecelakaan terjadi.
(3) Pengendalian sebagai alternatif berdasarkan identifikasi dan evaluasi
yang dilakukan meliputi :
Pengendalian operasional, seperti eliminasi, substitusi, ventilasi,
penggunaan alat pelindung did yang sesuai dan menjaga hygiene
perorangan
Pengendalian organisasi administrasi, seperti pemasangan label,
penyediaan lembar data kesehatan bahan (MSDS), pembuatan
prosedur kerja, pengaturan tata ruang, pemantauan rutin serta
pendidikan dan latthan
Inspeksi dan pemeliharaan sarana, prosedur, dan proses kerja
yang aman
Pembatasan keberadaan bahan kimia berbahaya ditempat kerja
sesuai dengan jumlah arnbang batasnya.
6.4. PENANGGULANGAN KEBAKARAN
6.4.1. Latar Belakang
Kebakaran dapat terjadi kapan saja dan dimana saja. Tidak ada
tempat kerja yang dapat dijamin bebas resiko (immune) dari bahaya
kebakaran. Kebakaran ditempat kerja dapat membawa konsekwensi yang
berdampak merugikan banyak pihak balk bagi pengusaha, tenaga kerja
maupun masyarakat luas.
Akibat yang ditimbulkan dari peristiwa kebakaran ditempat kerja
dapat mengakibatkan korban jiwa, kerugian material, hilangnya lapangan
kerja dan kerugian lain yang tidak langsung, apalagi kalau kebakaran terjadi
pada objek vital maka akan berdampak lebih luas lagi.
Data kasus kebakaran yang dikutip dari .pusat laboratorium fisika
forensik Mabes Polri dari tahun 1990 sampai 2001 menunjukkan :
Tahun 1990 – 1996
Jumlah kejadian : 2033 kasus
80 % kasus terjadi ditempat kerja
20 % kasus terjadi diluar tempat kerja
Tahun 1996 – 2001
Jumlah kejadian : 1121 kasus
496

76,1 % kasus terjadi ditempat kerja
23,9 % kasus terjadi diluar tempat kerja
Dari data tersebut ternyata tempat kerja lebih besar peluangnya
untuk terjadi kebakaran, karena semua unsur yang dapat memicu
kebakaran terdapat ditempat kerja. Dan ternyata teridentifikasi pula bahwa
20 % dari kejadian kebakaran berakibat habis total. Gambaran ini
menunjukkan bahwa ditempat kejadian tersebut tidak tersedia sumber daya
yang memadai untuk menghadapi kejadian kebakaran.
Informasi penting lainnya yang perlu diperhatikan adalah data faktor
penyebab kebakaran :
• Api terbuka : 415 (37,19 %)
• Listrik : 297 (26,6%)
• Pembakaran : 80 (7,17 %)
• Peralatari panas : 35 (3,14 %)
• Mekanik : 24 (2,15 %)
• Kimia : 15 (1,34 %)
• Proses biologi : 5 (0,45 %)
• Alam : 2 (0,18 %)
• Tdk dpt ditentukan : 218 (19,53 %)
• Lain-lain : 25 (0,24 %)
Data penyebab kebakaran diatas adalah fakta lapangan yang dapat
dijadikan sebagai referensi bahwa ada 2 faktor penyebab yang menonjol,
yaitu api terbuka dan listrik.
Garnbaran data diatas adalah sebagai pelajaran yang sangat
berharga bagi pengawasan K3 khususnya dibidang penanggulangan
kebakaran. Faktor-faktor penyebab kegagalan pemadaman kebakaran perlu
pula dikaji secara baik agar dapat diambil langkah yang tepat.
Faktor-faktor kegagalan dan kendala dapat terjadi karena faktor
peralatan proteksi kebakaran kurang memadai, sumber daya manusia yang
tidak dipersiapkan atau hambatan dari manajemen.
Dari fakta lapangan yang ada maka kegiatan inspeksi harus
diarahkan pada masalah yang menonjol. Dari sisi penyebab kebakaran ada
2 hal, yaitu api terbuka dan listrik harus selalu menjadi perhatian, disamping
faktor khusus yang ada disetiap tempat kerja.
Penggunaan api terbuka pada umumnya terdapat dalam
pelaksanaan pekerjaan yang bersifat sementara, seperti pekerjaan
497

perbaikan dengan mesin las. Dalam K3 setiap pekerjaan panas harus
dikendalikan secara administratif denga penerapan ijin kerja panas (Hot
Work Permit). Ijin ini diterbitkan oleh penanggung jawab K3 disetiap tempat
kerja.
Hal kedua yang harus menjadi titik perhatian dalam penguasaan K3
penanggulangan kebakaran adalah masalah listrik. Banyak titik kelamahan
pada instalasi listrik yang mendorong terjadinya kebakaran, yang secara
awam disebut hubung singkat. Namun hubung singkat sendiri merupakan
akibat dari banyak faktor yang mempengaruhi.
Dengan demikian norma K3 penanggulangan kebakaran adalah
norma K3 yang ditujukan untuk mencegah atau mengurangi tingkat resiko
seminimal mungkin. Karena itu seorang Ahli K3 harus memiliki pengetahuan
teknis penanggulangan kebakaran sehingga mampu menilai kesesuaian
sistem proteksi kebakaran pasrf, aktif, dan manajemen penanggulangan
kebakaran.
6.4.2. Pengertian K3 Penanggulangan Kebakaran
Pengertian pengawasan dapat diartikan sebagai suatu aktifitas untuk
menilai kesesuaian persyaratan yang telah ditentukan yang di dalam hal ini
adalah persyaratan K3 penanggulangan kebakaran yang bertujuan untuk
mencegah atau menekan resiko sampai pada level yang memadai.
Azas pengawasan K3 pada dasarnya adalah pembinaan,
sebagaimana digambarkan pasal 4 UU No.1 Tabun 1970. Pengertian
pembinaan disini mencakup pembentukan, penerapan, dan pengawasan
yaitu norma yang belum ada dan norma yang telah ada terus
disosialisasikan dengan diberi batas waktu kapan akan dilaksanakan.
Beberapa pengertaian dan istilah yang berkaitan dengan ruang
lingkup pengawasan K3 bidang penanggulangan kebakaran antara lain:
1. Kebakaran, adalah api yang tidak dikehendaki. Boleh jadi api itu kecil
tetapi apabila tidak dikehendaki merupakan kebakaran, sehingga
hampir terbakarpun dapat diartikan sebagai kebakaran.
Mencegah Kebakaran, adalah segala upaya untuk menghindarkan
terjadinya kebakaran. Seorang Ahli K3 harus mampu menetapkan
rekomendasi syarat apa yang sesuai dengan keadaan yang ditemukan
dilapangan sewaktu inspeksi.
2. Resiko Kebakaran, adalah perkiraan tingkat keparahan apabila terjadi
kebakaran. Besaran yang mempengaruhi tingkat resiko kebakaran ada
498

3 faktor yaitu :
a. Tingkat kemudahan terbakar (flamebility) dari bahan yang diolah atau
disimpan.
b. Jumiah dan kondisi penyimpanan bahan mudah terbakar sehingga
dapat diperkirakan kecepatan laju pertumbuhan atau menjalarnya
api.
c. Tingkat paparan, yaitu seberapa besar nilai material dan atau
seberapa banyak orang yang terancam.
Mengurangi resiko kebakaran, adalah pertimbangan syarat K3 untuk
dapat menekan resiko ketingkat level yang lebih rendah. Seorang Ahli
K3 harus mampu menetapkan rekomendasi syarat dan strategi apa
yang diperlukan untuk meminimalkan tingkat ancaman ke level yang
lebih rendah.
3. Memadamkan Kebakaran, adalah suatu teknik menghentikan reaksi
kebakaran/nyala api. Nyala api adalah suatu proses perubahan zat
menjadi zat yang baru melalui reaksi kimia, oksidasi eksotermal. Nyala
yang tampak adalah gejala zat yang sedang memijar. Pada nyala api
yang sedang berlangsung terdapat 4 elemen yang berinteraksi, yaitu
unsur pertama adalah bahan bakar/fuel bisa padat, cair, atau gas yang
umumnya mengandung karbon (C) dan atau hidrogen (H); unsur yang
kedua adalah bahan pengoksidan yaitu oksigen yang dapat berasal dari
udara atau terikat pada bahan tertentu (bahan oksidator); sedang unsur
ketiga adalah sumber panas yang berasal dari dalam sistem maupun
dari luar sistem; unsur keempat adalah adalah rantai reaksi kimia.
Memadamkan kebakaran, dapat dilakukam dengan prinsip
menghilangkan salah satu atau beberapa unsur dalam proses nyala api,
yaitu : pendinginan (cooling), penyelimutan (smothering), mengurangi
bahan (stafation), memutuskan rantai reaksi api dan melemahkan
(dulution). Teknik pemadaman dengan media pemadaman harus sesuai
dengan prinsip-prinsip pemadaman.
4. Jalan menyelamatkan diri pada waktu kebakaran, atau disebut
means of escape adalah sarana berbentuk konstruksi permanen pada
bangunan gedung dan tempat kerja yang dirancang aman untuk waktu
tertentu sebagai jalan atau rute penyelamatan penghuni apabila terjadi
keadaan darurat kebakaran.
5. Panas, asap dan gas, adalah produk kebakaran yang pada hakikatnya
merupakan jenis bahaya yang dapat mengancam keselamatan baik
499

material maupun jiwa sehingga harus dikendalikan.
Penyebaran panas, dapat melalui radiasi, konveksi dan konduksi
sebagaimana ilustrasi pada gambar 1
Perpindahan panas secara radiasi adalah, paparan langsung kearah
tegak lurus melalui pancaran gelombang elektromagnetik. Contoh panas
matahari sampai ke bumi melalui radiasi.
Perpindahan panas secara konveksi adalah perpindahan panas
melalui gerakan udara. Contoh panas cerobong yang melewati lubang atau
celah.
Perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas
melalui media. Contoh dibalik ruangan yang terbakar dapat membakar
material diruangan sebelahnya karena panasnya menembus melalui
tembok.
Penyebaran asap dan gas, berupa asap sisa pembakaran.
Contoh Karbondioksida (CO2) dan uap air (H20) serta gas ikutan
Iainnya.
Dalam suatu kebakaran asap dan gas merupakan pembunuh utama.
Boleh jadi korban mati dalarn kebakaran adalah karena menghisap asap
atau gas.
Penyebaran asap dan gas cenderung akan naik ke atas melalui
setiap celah (shaft) yang ada, karena itu pada bangunan gedung bertingkat
lantai paling atas akan lebih dulu kena asap. Pada bangunan yang
rnenggunakan sistem AC sentral asap dan gas, asap akan cenderung
menyebar ke seluruh ruangan melalui sirkulasi udara AC.
Apabila ada bangunan yang terbakar menyimpan bahan-bahan yang
dapat terurai menjadi gas racun, maka resiko akan bertambah besar karena
adanya gas racun.
Dengan demikian seorang Ahli K3 harus mampu menganalisis
kemungkianan adanya ikutan bahaya gas racun, sehingga diharapkan
mampu menetapkan rekomendasi syarat untuk menghindarkan bahaya
asap dan gas beracun. Dampak lain resiko kebakaran adalah ledakan dan
bahan kimia atau tabung kontainer yang berisi gas yang mudah meledak.
6.4.3. Ruang Iingkup pengawasan K3 penanggulangan kebakaran
Lingkup pengawasaan K3 penanggulangan kebakaran sesuai pasal
4 UU No.1 tahun 1970 dimulai dari prakondisi sampai operasionalisasi yang
500

diharapkan mampu mengidentifikasi, menganalisis, supervisi dan
memberikan rekomendasi.
• Identifikasi potensi bahaya (Fire Hazard Identification); sumber--
sumber potensi bahaya yang dapat menyebabkan terjadinya kebakaran
seperti setiap bentuk energi panas yang ditimbulkan listrik, petir,
mekanik, kimia, dan bentuk energi lain yang dipakai dalam proses
kegiatan harus teridentifikasi untuk dikendalikan sesuai dengan
ketentuan peraturan dan standart yang berlaku.
• Analisa resiko (Fire Risk Assessment); berbagai potensi bahaya
yang telah teridentifikasi dilakukan pembobotan tingkat resikonya,
apakah masuk kategori ringan, sedang, berat, atau sangat serius
dengan parameter kecepatan menjalamya api, tingkat paparan,
konsekwensi kerugian dan jumlah jiwa yang terancam.
• Sarana proteksi kebakaran aktif; yaitu alat atau instalasi yang
dipersiapkan untuk mendeteksi dan memadamkan kebakaran seperti
sistim deteksi dan alarm, APAR, hydrant, sprinkler, hose rell, dll yang
dirancang berdasarkan standart sesuai dengan tingkat bahayanya
• Sarana proteksi kebakaran pasif; yaitu alat, sarana atau metode
mengendalikan penyebaran asap, panas, dan gas berbahaya bila
terjadi kebakaran. Contoh sistim kompartemenisasi, treatment, atau
clotting fire reterdant, sarana pengendalian asap (smoke controle
system), sarana evakuasi, sistem pengendali asap dan api (smoke
damper, fire damper, fire stopping), alat bantu evakuasi dan rescue, dll.
6.4.4. Pengetahuan dasar pemadaman api
Dari uraian dasar terjadinya kebakaran dapat ditarik tiga pemahaman
penting yang terkait dengan pembahasan prinsip pemadaman api, yaitu :
Pemahaman pertama
Berdasarkan teori segitiga api. Ada 3 elemen pokok untuk terjadinya
nyala api yaitu :
• Bahan bakar
• Oksigen
• Panas / sumber penyala
Pemahaman kedua
Dari ketiga elemen dalam segitiga api, menuntut adanya persyaratan
501

besarnya fisika tetentu yang menghubungkan sisi-sisi segitiga api, yaitu
• Flash point
• Flammable range
• Fire point
• Ignition point
Dari besaran angka diatas, maka tindakan pengendalian tgerhadap
bahaya kebakaran dilakukan penerapan sistem pengendalian dengan
peralatan deteksi.
Pemahaman ketiga
Unsur-unsur terjadinya api seperti diterangkan dalam teori Tetra
hedron of fire ada elemen keempat yaitu reaksi radikal atom-atom bebas
yang ternyata mempunyai peranan besar dalam proses berlangsungnya
nyala api.
Berdasarkan pemahaman teori diatas, maka teknik untuk
memadamkan api dapat dilakukan dengan cara 4 prinsip yaitu:
• Prinsip mendinginkan (Cooling) misalnya dengan menyemprotkan air
• Prinsip menutup bahan yang terbakar (Starvation), misalnya
menutup dengan busa
• Prinsip mengurangi Oksigen (Dilution), misalnya menyemprotkan gas
CO2
• Prinsip memutus rantai rangkaian api (Mencekik) dengan media
kimia
Penerapan prinsip-prinsip pemadaman kebakaran diatas, tidak dapat
disamaratakan, akan tetapi harus diperhatikan jenis bahan apa yang cocok
diterapkan dan media jenis apa yang sesuai.
Klasifikasi kebakaran
Setiap jenis bahan yang terbakar memiliki karakteristik yang
berbeda, karena itu harus dibuat prosedur yang tepat dalam melakukan
tindakan pemadaman, dan jenis media yang diterapkan harus sesuai
dengan karakteristiknya dan mengacu pada standar.
Klasifikasi jenis kebakaran terdapat dua versi standar yang sedikit
agak berbeda. Menurut standar Inggris yaitu LPC (Loss Prevention
Comittee) yang sebelumnya adalah FOC ( Fire Office Cornitee) menetapkan
klasifikasi kebakaran dibagi klas A, B, C, D, E. Sedangkan standar Amerika
502

NFPA ( National Fire Prevention Association ) menetapkan klasifikasi
menjadi klas A, B, C, D.
Klasifikasi kebakaran di Indonesia mengacu standar di NFPA, yang
dimuat dalam Peraturan Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi
No.Per.04/Men/1980.
Sifat dari masing-masing klasifikasi kebakaran di atas adalah :
• Klas A, terbakar sampai bagian dalam atau terdapat bara
• Klas B (cair), terbakar pada permukaan
• Klas B (gas), terbakar pada titik sumber gas mengalir
• Klas C atau Klas E menurut British, adalah ditinjau dari aspek bahaya
terkena aliran listrik bagi petugas pemadam yang sesuai.
Sistem peralatan pemadam kebakaran yang dapat dirancang dalam
bentuk peralatan tabung bertekanan (portable), atau dalam bentuk sistem
instalasi yang dipasang permanen (fixed system) antara lain sistem hydrant,
sistem sprinkler, dan instalasi khusus lainnya dengan media busa, seruk
kimia, CO2, dan sebagainya yang dapat dirancang secara manual, semi
otomatik, fully automatic integrated system.
Tipe rancangan instalasi sistem pemadam, kebakaran permanen
dapat dirancang otomatik terintegrasi dengan sistem perlindungan lokal
(local application) atau sistem perlindungan total dengan pancaran serentak
(total flooding).
Dari data analisis media pemadam kebakaran untuk ruangan khusus
yang menyimpan bahan dan material berharga yang paling sesuai adalah
jenis Clean Agent.
Media pemadam kebakaran kategori jenis cleant agent sesuai
persyaratan standar harus memenuhi beberapa kriteria antara lain :
• Bersih tidak meninggalkan berkas / noda
• Tidak konduktif
• Tidak korosif
6.4.5. Pengenalan sistem proteksi kebakaran
A. Konsep sistem proteksi kebakaran
Penerapan sistem proteksi kebakaran atas sumber daya harus
direncanakan untuk dapat mengantisipasi bahaya kebakaran sesuai dengan
tingkat resiko bahaya pada hunian yang bersangkutan. Pada bagian diatas
503

telah difahami pengertian klasifikasi tingkat resiko bahaya kebakaran.
Perencanaan proteksi kebakaran harus meliputi 3 sistem strategi
yaitu :
• Sarana proteksi kebakaran aktif, yaitu alat bantu atau instalasi yang
dipersiapkan untuk mendeteksi dan memadamkan kebakaran seperti
sistem deteksi dah alarm, APAR, hydrant, sprinkler, hose rell, dll.
• Sarana proteksi kebakaran pasif yaitu alat, sarana, atau metoda
mengendalikan penyebaran asap, panas dan gas berbahaya bila
terjadi kebakaran antara lain sistem kompartemenisasi, treatment
atau clotting fire rettardant, sarana pengendalian asap (smoke
control system), sarana evakuasi, sistem pengendali asap dan api
(smoke damper, fire damper, fire stopping), alat bantu evakuasi dan
rescue dll.
• Fire safety management
B. Sistem deteksi dan alarm kebakaran
Strategi yang pertama dalam mengahadapi bahaya kebakaran
adalah berpacu dengan waktu. Api yang masih awal lebih mudah
dipadamkan dibandingkan yang telah lama terbakar, karena itu perlu adanya
sistem pengendalian dini dengan sistem tanda bahaya serta sistem
komunikasi darurat.
Ketentuan yang mewajibkan adaya sistem deteksi dan alarm antara
lain disebutkan dalam peraturan khusus EE, peraturan khusus K dan
Kepmenaker No. 186/Men/1999.
Dengan perkembangan teknologi, peran penjagaan tempat kerja
dapat digantikan dengan memasang sistem instalasi deteksi dan alarm
kebakaran otomatik. Apabila instalasi alarm kebakaran otomatik mengambil
alih peran tersebut, maka untuk menjamin kehandalan sistem tersebut
diharuskan mengikuti ketentuan yang diatur dalam Peraturan Menteri
Tenaga Kerja No. 02/Men/1983.
Klasifikasi sistem alarm (menurut sistem operasionalnya, sistem
alarm kebakaran dibagi 3 kelompok) :
• Manual
• Otomatik (semi addressable, atau fully addressable)
• Otomatik interegrated system, (deteksi, alarm, dan pemadaman)
504

Komponen sistem alarm kebakaran otomatik terdiri dari :
• Detektor dan tombol manual (input signal)
• Panel indikator kebakaran (System control)
• Alarm audible atau visible (Signal output)
Detektor, adalah alat untuk mendeteksi kebakaran secara otomatik,
yang diharapkan dapat mendeteksi secara cepat akurat dan tidak
memberikan informasi palsu. Tipe detektor harus sesuai dengan
karakter ruangan.
Jenis jenis detektor berdasarkan cara kerjanya antara lain
• Detektor panas, (tipe suhu tetap dan tipe kenaikan suhu)
• Detektor asap, (tipe foto elektrik dan onisasi)
• Detektor nyala, (tipe ultraviolet dan infra rnerah)
Detektor dipasang ditempat yang tepat sehingga harus memiliki jarak
jangkauan peginderaan yang efektif sesuai dengan spesifikasinya.
Tombol manual, adalah alat yang dapat dioperasikan secara
manual yang dilindungi dengan kaca, yang dapat diaktifkan secara
manual dengan memecahkan kaca terlebih dahulu, apabila ada yang
melihat kebakaran tetapi detektor otomatik belum bekerja.
Panel kendali, adalah pusat pengendali sistem deteksi dan alarm,
yang dapat mengindikasi signal input dari detektor maupun tombol
manual dan mengaktifkan alarm tanda kebakaran. Panel pengendali
harus dapat memberi informasi alamat atau lokasi datangnya
panggilan detektor yang aktif atau tombol manual yang diaktifkan.
Signal alarm, adalah indikasi adanya bahaya kebakaran yang dapat
didengar (audible alarm) berupa bell berdering, sirine; atau yang
dapat dilihat (visible alarm) berupa lampu.
Sistem instalasi alarrn kebakaran otomatik, dapat diintegrasikan
dengan peralatan yang ada didalam bangunan yang bersangkutan
antara lain dengan lift, AC, pressured fan, indikator aliran sistem
sprinkler, dIl.
Pemasangan dan pengoperasian alarm kebakaran otomatis
• Harus selalu dilakukan pemeriksaan dan pengujian secara teratur
• Setiap kejadian harus dicatat dalam log book;
• Sistem deteksi, alarm dan pemahaman integrated, harus memiliki ijin
505

C. Pengoperasian APAR (Alat Pemadam Api Ringan)
Syarat pemasangan alat pemadam api ringan sesuai Referensi
Peraturan Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi No. Per 04/Men/1930
Alat pemadaman api ringan, direncanakan untuk memadamkan api pada
awal kebakaran sehingga konstruksinya dapat dijinjing dan mudah
dioperasikan oleh satu orang.
Ditempatkan yang mudah dilihat dan mudah dijangkau, mudah diambil
(tidak diikat mati atau digembok)
Jarak jangkauan tabung APAR maksimum 15 m
Tinggi pemasangan maksimum 125 cm
Jenis media dan ukurannya harus sesuai dengan klasifikasi kebakaran
dan beban api serta kemampuan orang yang akan mengoperasikan
Secara berkala harus diperiksa
Media pemadam harus diisi ulang sesuai batas waktu yang ditentukan
Kekuatan konstruksi tabung harus diuji padat dengan air sesuai
ketentuan
D. Hydrant
Hydrant adalah instalasi pemadam kebakaran yang dipasang
permanen berupa jaringan perpipaan berisi air bertekanan terus menerus
yang siap untuk memadamkan kebakaran.
Komponen utama sistem hydrant terdiri dari :
Persediaan air yang cukup
Sistem pompa yang handal, pada umumnya terdiri dari 3 macam
pompa yaitu : Pompa jockey, Pompa utama dan Pompa cadangan
Jaringan pipa yang cukup
Nozle dan slang yang cukup panjang untuk mengamankan seluruh
bangunan
Perencanaan instalasi Hydrant harus memenuhi ketentuan standar
yang berlaku dan perhitungan hydrolik kebutuhan debit air serta tekanan
ideal sesuai klasifikasi bahaya pada bangunan atau obyek yang dilindungi.
E. Sprinkler
Pengertian sprinkler adalah instalasi pemadam kebakaran yang
dipasang secara permanen untuk melindungi bangunan dari bahaya
kebakaran yang akan bekerja secara otomatik memancarkan air, apabila
506

(nosel/pemancar/kepala sprinkler) terkena panas pada temperatur tertentu.
Dasar perencanaan sistem sprinkler akan didasarkan jumlah dan
kemampuan air yang dipancarkan oleh kepala sprinkler menyerap kalor
yang dihasilkan dari bahan yang terbakar, dengan mengacu pada :
Klasifikasi hunian : Ringan
Sedang I, II, III
Berat
Khusus
Variabel : Peruntukan bangunan
Jumlah dan sifat penghuni
Konstruksi bangunan
Flammability dan Quantity material (Fire Loads)
Standar desain : Ukuran kepala sprinkler kepadatan pancaran
Komponen utama sistem sprinkler seperti gambar 10 terdiri dari :
Persediaan air
Pompa
Siamese pipa
Kepala sprinkler
Syarat teknis perencanaan instalasi sprinkler berpedoman pada
perhitungan hydrolik kebutuhan dan debit air (kepadatan pancaran) sesuai
klasifikasi bahaya pada bangunan atau obyek yang dilindungi.
Tekanan kerja pada kepala sprinkler max 10 kg/cm2 dan minimal 0,9
– 2,2 kg/cm2.
F. Sarana Evakuasi
Evakuasi adalah usaha menyelamatkan diri sendiri dari tempat
berbahaya menuu ke tempat yang aman.
Sarana evakuasi adalah sarana dalam bentuk kontruksi dari bagian
bangunan yang dirancang aman sementara ( minimal I jam ) untuk jalan
menyelamatkan diri bila terjadi kebakaran bagi seluruh penghuni di
dalamnya tanpa dibantu orang lain.
Setiap tempat kerja selain harus tersedia jalan khusus selain pintu
keluar masuk utama untuk menyelamatkan diri bila terjadi kebakaran. Pintu
tersebut harus membuka keluar dan tidak boleh dikunci, juga harus tersedia
jalan ke evakuasi, antara lain :
507

• Petunjuk arah evakuasi harus terlihat jelas pada waktu keadaan
gelap
• Perhitungan teknis sarana evakuasi
Percobaan rate of flow 40 orang/menit
Standar waktu evakuasi 2, 2 ½ , 3 menit sesuai klasifikasi
bahaya ringan, sedang, berat
Lebar Unit Exit 21 inchi
• Untuk menjamin keamanan bangunan minimal 1 jam maka kontruksi
harus dirancang tahan api dan dilengkapi sarana pengendalian asap
dan tekanan udara positif (pressurized fan).
G. Kompartementasi
Kompartemensi adalah metoda pengaturan tata ruang untuk
menghambat penjalaran kebakaran ke bagian lain. Metoda ini dapat
menerapkan jarak tertentu atau dengan dinding pembatas dan mengatur
posisi bukaan tidak saling berhadapan.
Peraturan khusus EE dan K menetapkan
- Tempat kerja harus dibagi menurut jenis dan sifat pekerjaannya
- Daerah untuk menyimpan atau mengolah bahan yang dapat meledak
atau terbakar harus terpisah dengan ruangan yang menggunakan alat
yang dapat menimbulkan sumber panas.
- Jarak aman harus diperhitungkan agar apabila terjadi kebakaran tidak
mudah merambat ke tempat lain.
- Bukaan antar bangunan agar tidak saling berhadapan.
- Tempat kerja dibuat juga dengan cara dibatasi denga tembok tahan api.
H. Sistem pengendalian asap dan panas
Asap dan gas pada waktu kejadian kebakaran merupakan salah satu
produk kebakaran yang sangat membahayakan bagi manusia.
Kecenderungan asap dan gas akan menyebar ke atas, karena itu pada
gedung bertingkat harus direncanakan suatu jalur atau bukaan vertikal
menyerupai cerobong, karena itu harus ada sistem mekanik yang dapat
mengendalikan asap dan gas.
Bagunan gedung dengan sistem AC central, apabila terjadi
kebakaran akan menyebarkan asap ke seluruh ruangan. Karena itu harus
ada sistem deteksi asap yang dapat mengontrol secara mekanis penutupan
asap (smoke damper) dan atau mematikan asap sentral.
508

I. Pressurized fan
Pada ruangan atau pada bagian proses yang terdapat emisi gas atau
uap yang dapat terbakar maka perlu adanya sistem mekanik pressurized fan
untuk memecah konsentrasi uap berada di bawah flammable range,
sehingga terhindar dari resiko penyalaan.
Tempat penimbunan bahan cair atau gas mudah terbakar. Tempat
(tanki) penimbunan bahan cair yang mudah terbakar harus ditempatkan
diluar bangunan dengan jarak tertentu dari bangunan di sekitarnya. Tangki
penimbunan di atas tanah harus dilindungi dengan tanggul di sekelilingnya
untuk membatasi meluasnya cairan bahan mudah terbakar tersebut apabila
terjadi kebocoran.
Persyaratan kapasitas pelindung untuk melindungi 1 tangki minimal
mampu menampung 80 % dari kapasitas tangki, apabila 2 tangki minimal
60% dan bila lebih dari 3 tangki minimal 40 %.
Persediaan bahan bakar cadangan di dalam ruangan harus dibatasi
maksimal 20 liter dengan tempat yang tidak mudah terbakar dan ditutup.
Tempat (tangki) penimbunan bahan gas yang mudah menyala harus
ditempatkan diluar bangunan dengan jarak tertentu dari bangunan di
sekitarnya. Tangki penimbunan di atas tanah harus dilindungi dengan water
spray sistem yang dapat bekerja otornatik untuk membatasi meningkatnya
suhu yang dapat menimbulkan tangki meledak.
Water spray system bukan ditujukan untuk memadarnkan api, tetapi
untuk mendinginkan tangki agar tidak meledak karena peningkatan tekanan
akibat paparan panas dari luar.
6.4.6. Sistem tanggap darurat
Keadaan darurat adalah situasi/kondisi/kejadian yang tidak normal
dan mengancam keselamatan jiwa manusia serta harta benda. Beberapa
cirinya adalah :
− Terjadi tiba-tiba
− Mengnggu kegiatan/organisasi/komunitas
− Perlu segera ditanggulangi karena dapat berubah menjadi bencana
(disaster) yang mengakibatkan banyak korban atau kerusakan.
Jenis-jenis keadaan darurat
Natural hazard (Bencana Alamiah)
− Banjir
509

− Kekeringan
− Angin topan
− Gempa
− Petir
Technological Hazart (Kegagalan teknis)
− Pemadaman listrik
− Bendungan bobol
− Kebocoran nuklir
− Peristiwa kebakaran / ledakan Kecelakaan kerja / lalu lintas
− Huru hara
− Perang
− Kerusahan
Keadaan darurat kebakaran
Situasi kejadian kebakaran pada suatu bangunan akan melibatkan
semua orang yang ada didalam bangunan yang terbakar karena semua
merasa terancam dalam bahaya dan ingin menyelamatkan diri. Dalam
kejadian kebakaran ada kalanya orang yang sudah keluar ditempat yang
aman masuk kembali ke ruangan yang terbakar, apalagi bila terdapat orang-
orang asing (tamu/ pengunjung) karena mereka lebih tidak familier dan
mengenal lingkungan setempat.
Dalam kejadian kebakaran dipastikan terjadi kepanikan yang tidak
terkendali.
Guna mengantisipasi situasi kepanikan yang sering tidak terkendali,
seyogyanya dilselenggarakan program latihan yang teratur dengan
melibatkan semua unsur di perusahaan.
Dalam setiap pelaksanaan latihan tersebut harus ada suatu skenario
yang baku dan dilakukan berulang-ulang.
Sistem tanggap darurat penanggulangan kebakaran harus tertuang
dalam buku panduan Fire Emergency Prosedure ( FEP ) yang berisikan
siapa berbuat apa dan dengan apa serta bagaimana dilakukan.
Penyusunan FEP harus dikerjakan oleh tim yang melibatkan semua
unsur manajemen tetapi tidak perlu banyak orang, dan muatan FEP harus
berisi uraian lengkap yang terintegrasi dalam manajemen secara
510

menyeluruh.
Tahapan perencanaan keadaan darurat kebakaran dilaksanakan
sbb:
1. Identifikasi bahaya dan penaksiran resiko
2. Penakaran sumber daya yang dimiliki
3. Tinjau ulang rencana yang telah ada
4. Tentukan tujuan clan lingkup
5. Pilih tipe perencanaan yang akan dibuat
6. Tentukan tugas-tugas dan tanggung jawab
7. Tentukan konsep operasi
8. Tulis dan perbaiki
6.4.7. Pemeriksaan Berkala Sistem Proteksi Proteksi Kebakaran
Instalasi proteksi kebakaran yang telah terpasang agar dapat
beroperasi dengan baik harus terus dijaga keandalan operasinya, hingga
mampu memberikan perlindungan sesuai fungsinya bila sewaktu-waktu
terjadi suatu kebakaran.
Kondisi keandalan yang tinggi tersebut tercapai bila sistem proteksi
yang terpasang dilakukan pemeriksaan dan pengujian berkala secara rutin
dengan menggunakan standart K3 yang berlaku.
Dengan penyelenggaraan program pemeriksaan dan pengujian
berkala kerusakan maupun penyimpangan-penyimpangan prosedur operasi
dapat segera diketahui dan dilakukan langkah perbaikannya.
6.4.8. Pemeriksaaan berkala instalasi alarm kebakaran
Pemeriksaan berkala ini dilakukan sekurang-kurangnya sekali dalam
5 ( lima ) tahun, dengan materi pemeriksaan meliputi :
• Pemeriksaan fisik instalasi dan pembersihan komponen-komponen
alarm kebakaran.
- Panel kontrol dan announciator
- Detektor dan tombol manual
- Alarm kebakaran
- Pengkabelan instalasi
• Pengujian operasional fungsi komponen-komponen alarm kebakaran
o Fungsi kerja panel kontrol
- Tegangan catu daya listrik
511

- Peralatan pengendali operasional
- Penunjukan indikator-indikator power supply, gangguan, kondisi
zone
- Penunjukan kerja fire alarm dan power alarm
o Fungsi kerja detektor api dan tombol manual
- Mengaktifkan tombol-tombol manual dan membuat simulasi api
pada detektor-detektor
- Mengukur keras dering lokal fire alarm dan general alarm, serta
mengamati nyala lampu lokal fire alarm
- Memonitor operasional dan penunjukan indikator-indikator panel
kontrol
6.4.9. Pemeriksaan berkala Instalasi hydrant
Pemeriksaan berkala dilakukan sekurang-kurangnya sekali dalam 1
(satu) tahun meliputi pemeriksaan :
• Pemeriksaan kondisi fisik, letak, dan kebersihan komponen-komponen
hydrant
o Kondisi kebocoran pada jaringan pemipaan dan assesoriesnya
o Letak dan kodisi hydrant pilar, hydrant box, slang dan nozzle
o Kondisi pompa air beserta switch pengoperasionalnya
o Kondisi resrvoar pompa intake
• Pengujian operasional fungsi komponen-komponen hydrant
o Pengujian simulasi pemompaan air
o Pengujian simulasi pancaran air nozzle
• Pengujian gangguan operasional
o Pengujian simulasi gangguan power supply
o Pengujian emergency diesel pump
6.4.10. Pemeriksaan berkala Instalasi sprinkler
Pemeriksaan ini dilakukan sekurang-kurangnya sekali dalam 1 (satu)
tahun, meliputi pemeriksaan. fisik dan pengujian operasional dengan materi
sama sebagaimana dilakukan pada instalasi hydrant hanya berbeda dalam
cara pengujian pancaran air pada kepala sprinkler.
Pada instalasi sprinkler pengujian berkala tidak dilakukan dengan
Membakar kepala-kepala sprinkler melainkan dilakukan dengan cara
mengamati pancaran tekanan air yang terdapat pada ujung pipa cabang
512

yang terakhir.
6.4.11. Pemeriksaan berkala tabung APAR
Pemeriksaan berkala ini, dilakukan sekurang-kurangnya 2 ( dua ) kali
dalam 1 ( satu ) tahun, meliputi pemeriksaan dalam jangka 6 ( enam ) bulan
dan 12 ( dua belas ) bulan.
Pemeriksaan jangka 6 ( enam ) bulan dilakukan hanya bersifat fisik
melihat kondisi luar tabung serta letak penempatan tabung. Pemeriksaan
jangka 12 ( dua belas ) bulan selain bersifat fisik sebagaimana pemeriksaan
6 ( enam ) bulan, secara lebih detail dilakukan pula pemeriksaan terhadap
komponen pada bagian luar dan dalam tabung, antara lain :
o Isi media pemadam api
o Pipa pelepasan yang terdapat didalam dan diluar tabung serta
nozzle
o Ulir dan gelang tutup tabung
o Gerakan katup
o Fisik tabung luar dan dalam terhadap karat
o Lapisan pelindung tabung
6.4.12. Pemadaman dan pengendalian bahaya kebakaran
Kebakaran yang umum terjadi sebagaimana fenomena alam selalu
diawali dengan api yang relatif kecil, kemudian membesar dan menjalar
melalui media yang ada disekitarnya.
Bila api yang relatif kecil gagal dipadamkan, maka kebakaran
menjadi lebih sulit dikendalikan dan timbul dampak-dampak lain yang
membahayakan yaitu timbulnya bahaya ikutan seperti asap, panas, gas
serta kepanikan.
Panas yang tinggi akibat radiasi kebakaran dapat menyebabkan
manusia kekurangan cairan tubuh, kehabisan tenaga, luka bakar, berhenti
detak jantuhgnya, karena daya tahan tubuh manusia terpapar dengan panas
hanya ± 300 °F.
Asap yang dihasilkan oleh kebakaran bahan-bahan tertentu dapat
berwarna pekat, dan bila mendapat pengaruh panas suhunya akan naik
sehingga dapat mengganggu penglihatan serta pernafasan manusia.
Produk lain yang sangat berbahaya dari kebakaran adalah gas racun
yang munculnya tidak disadari manusia, seperti gas karbon monoksida yang
keberadaannya sulit dideteksi dsengan kemampuan individu manusia
513

karena gas tersebut tidak berwarna, berbau, dan tidak dirasa. Dampak lain
pada kejadian kebakaran adalah perasaan panik dan ketakutan hunian yang
berada di dalam tempat kebakaran karena dapat dipastikan akan
menambah komplek permasalahan penanggulangan kebakaran.
Untuk memadamkan kebakaran secepatnya tanpa disertai dengan
korban manusia maupun kerugian materiil, maka di sekitar tempat kerja
tersedia tabung-tabung APAR yang sesuai dengan jenis kebakaran yang
paling dominan kemungkinan kejadiannya di tempat kerja bahkan bilamana
perlu dipasang fasilitas-fasilitas pernadam kebakaran kebakaran tetap,
seperti hydrant atau sprinkler.
A. Pemadaman Kebakaran
Pemadaman kebakaran harus diupayakan secepatnya ketika api
masih relatif kecil karena bila sudah terlanjur besar, maka api akan lebih
sulit dikendalikan apalagi bila hanya dengan pemakaian tabung APAR.
Pemadaman ini hanya dapat dilakukan oleh orang-orang terdekat atau
orang-orang yang melihat awal kebakaran.
Oleh karena itu pada setiap perusahaan / tempat kerja minimal harus
ada petugas peran kebakaran, yaitu karyawan perusahaaan yang diberikan
tugas sampingan selain tugas pokoknya yakni melakukan pemadaman api
sesegera mungkin dan mengamankan barang-barang penting perusahaan
bila di tempat kerja mengalami kebakaran serta membantu upaya
pemadaman lanjut yang dilakukan regu pemadam kebakaran bila awal
kebakaran gagal dipadamkan.
Mengingat pentingnya petugas peran kebakaran, maka pada setiap
bagian / departemen, atau setiap lantai bangunan bertingkat di suatu
perusahaan harus ditunjuk 3 — 4 orang petugas peran kebakaran, masing-
masing dengan peran tugas
B. Penyelamatan hunian yang terjebak kebakaran
Penyelamatan terhadap hunian khususnya orang-orang yang
terjebak didalam ruangan yang terkurung oleh kebakaran harus dilakukan
oleh tim penyelamat yang dipersiapakan dengan peralatan khusus.
Kegiatan operasi penyelamatan ini harus dilakukan hati-hati karena
terdapat kemungkinan orang-orang yang terjebak kebakaran sudah lemas
atau pingsan serta kemungkinan putus asa, sehingga mereka harus dipandu
atau ditandu.
514

Untuk menuju keluar-masuk ke dan dari ruangan tempat orang-orang
terjebak, Tim Penyelamat sedapat mungkin agar memilih rute yang aman
tetapi bila tidak mungkin boleh menempuh cara darurat dengan membuat
rute baru, atau menerobos api. Oleh karena itu untuk melakukan tugas
penyelamatan dengan aman dan lancar, maka Tim Penyelamat harus
dilengkapi :
− Fire suits dan breathing apparatus
− Kunci-kunci pembuka
− Peralatan pemukul untuk merusak guna membuat celah jalan darurat
− Peralatan tandu
Dilokasi yang aman, person lain dari Tim Penyelamat harus segera
memberi pertolohgan darurat kepada korban-korban yang telah
diselamatkan, dan bilamana. diperlukan pertolongan yang lebih intensif,
maka harus segera dirujuk ke rumah sakit terdekat.
6.5. PEMBUATAN LAPORAN INVENTARISASI BAHAN KIMIA
Dalam tata Kelola yang baik sudah dikenal bagaimana serangkaian
kegiatan praktis dilakukan guna mendukung peningkatan kinerja dan
kemajuan kegiatan penyimpanan maupun penggunaan bahan kimia.
Rangkaian dalam kegiatan yang dilakukan dalam tata kelola yang baik perlu
didukung dengan tata administrasi yang balk agar hasil kegiatan lebih
optimal. Misalnya, dalam penyimpanan bahan perlu mempunyai lembar data
jenis bahan kimia, tanggal kadaluarsa, lokasi penyimpanan, dan lain-lain.
Lembar data tersebut akan sangat berguna apabila terjadi sesuatu hal yang
tidak diinginkan misalnya kecelakaan kerja, atau akan melakukan
pemeriksaan bahan kadaluarsa dan menyampaikan hal tersebut sebagai
laporan. Tata administrasi yang baik juga dapat membantu untuk mencatat
kemajuan kegiatan pengelolaan bahan kimia dan menunjukkannya kepada
pihak-pihak yang terkait. Dengan demikian tata administrasi bagi suatu
kegiatan usaha merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari upaya-
upaya praktis lainnya dalam memajukan usaha.
Banyak cara yang dapat dilakukan untuk membuat suatu tata
administrasi yang baik, diantaranya dengan melakukan :
Pelaporan meliputi pengumpulan dan penataan dokumen-dokumen penting
yang terkait dengan kegiatan penyimpanan maupun penggunaanbahan
515

kimia. Maksud dari melakukan pelaporan adalah untuk memberikan
informasi yang diperlukan kepada para pihak yang berkepentingan.
Ada beberapa keuntungan yang dapat peroleh dengan melakukan sistem
yang baik, diantaranya :
Ada beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dengan melakukan sistem
pelaporan yang baik, diantaranya :
Memiliki catatan yang lengkap mengenai temuan, observasi dan
−
rencana tindakan yang menjadi dasar praktek inventarisasi bahan kimia.
− Memudahkan dalam melakukan penelusuran kembali jika terjadi sesuatu
penyimpangan dari rencana semula
− Memudahkan untuk menganalisa kemungkinan langkah-langkah
perbaikan yang dapat diambil berdasarkan data-data yang dimiliki.
− Dapat mencatat hasil-hasil/kemajuan pelaksanaan inventarisasi bahan
kimia.
Pelaporan yang dimaksud dapat mencakup dokumen yang terkait dengan
hal berikut diantaranya:
− Informasi umum mengenai kegiatan inventarisasi bahan kimia
− Informasi mengenai penggunaan bahan kimia
− Lembar periksa penggunaan bahan kimia yang telah diisi
− Kegiatan komunikasi internal dan eksternal yang berhubungan dengan
program pengelolaan bahan kimia.
− Lembar data keselamatan bahan atau \"material safety data sheet'
(MSDS)
− Rencana tindakan / program pengelolaanbahan kimia
Dalam melakukan pelaporan ada beberapa hal yang perlu Anda perhatikan
diantaranya :
− Dokumen yang diperlukan oleh suatu unit kegiatan disimpan di tempat
yang mudah dijangkau
− Dokumen seharusnya selalu dipantau ketepatan isinya dan diperbaharui
sesuai dengan keperluan
− Dokumen yang kadaluarsa harus dikeluarkan atau dimusnahkan
− Format dan isi dokumen mudah dipahami dan dikomunikasikan
516

Tata dokumentasi yang baik dapat dilaksanakan dengan berbagai cara,
namun dapat memilih sendiri atau menyesuaikan sistem dokumentasi yang
balk, efektif, dan tidak remit sesuai dengan kebutuhan kegiatan inventarisasi
bahan kimia. Salah satu contoh dalam melakukan dokumentasi adalah
dengan melakukan pengelompokan jenis dokumen untuk memudahkan
dalam melakukan dokumentasi. Adapun pengelompokan jenis dokumen
tersebut dapat dilakukan sebagai berikut :
Dokumen Pelaksanaan Kerja
Dokumen ini dapat berupa informasi mengenai proses kegiatan kerja.
Kelompok dokumen ini dapat mencakup beberapa dokumen, diantaranya :
− Lembar catatan kerja
− Lembar catatan kinerja ini dapat berupa catatan kemajuan baik yang
harian, bulanan atau tahunan mengenai kinerja dari suatu kegiatan dan
lembar catatan hasil kerja.
− Catatan komunikasi internal dan eksternal
Manfaat melakukan inventarisasi bahan kimia :
− Mengidentifikasi secara sistematis seluruh bahan kimia yang disimpan
dan digunakan.
− Membentuk sebuah informasi yang tersttuktur
− Mengidentifikasi seluruh bahan kimia yang ada di dalam pabrik
− Mengidentifikasi bahan yang tidak dikenal; apakah akan digunakan atau
dibuang
− Menghindari terjadinya kadaluwarsa terhadap bahan yang disimpan
− Menyelidiki sifat bahan; meningkatkan mutu produk
Menganalisis bahan kimia dalam Tabel Inventarisasi
Beberapa pertanyaan yang perlu dipertimbangkan:
− Berapa banyak jumlah bahan yang diperluakan untuk proses produksi
− Berapa jumlah aktual yang dipergunakan?
− Apakah bahan kimia ini benar-benar diperlukan untuk digunakan?
− Mengapa ada sejumlah tertentu bahan kimia yang terbuang atau hilang?
− Dapatkah kita menyimpan sediaan dalam jumlah yang lebih sedikit?
− Dapatkah kita meggunakan bahan lain sebagai pengganti yang
bahayanya lebih rendah atau menggunakan wujud/bentuk yang
517

berbeda?
− Apakah bahan ini termasuk terlarang atau terbatas penggunaannya?
(kriteria ekologi)
Inventarisasi seluruh bahan kimia
Area Nama MSDS Frasa Kelompok Jumlah per Keberdebuan/ Pendekatan
bahan tersedia –R Bahaya batch/kegiatan penguapan pengendalian
kimia
6.6. PEDOMAN KESELAMATAN KERJA YANG BERHUBUNGAN
DENGAN PERALATAN
Pedoman keselamatan kerja menyangkut tenaga kerja, organisasi
dan cara kerja, bahan dan peralatan, dan pedoman pertolongan terhadap
kecelakaan. Para pekerja harus memiliki jasmani yang baik, rohani yang
baik, trampil dan bekerja sesuai dengan cara yang semestinya.
Pakaian kerja bagi para tenaga kerja yang bertalian dengan
kelistrikan harus memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
1. Cukup kuat dan tahan gesekan.
2. Baju kemeja berlengan panjang dan berkancing pada ujung lengan.
3. Celana panjang.
4. Ujung kaki celana dapat dilipat dan dikancing.
5. Sepatu bersol karet, tidak berpaku dan memiliki sifat isolator.
6. Topi helm terbuat dari plastik, kuat, dan memiliki sifat isolator yang
sesuai dengan tegangan yang bersangkutan.
7. Sarung tangan panjang, lemas, kuat, dan memiliki daya isolator yang
sesuai.
8. Sarung tangan untuk bekerja dan penghantar adalah lemas, kuat, dan
tahan gesekan terhadap kawat penghantar.
Dalam organisasi kerja, dan penting untuk keselamatan kerja, tiap
pelaksanaan suatu pekerjaan yang bukan rutin harus didasarkan surat
perintah kerja. Surat ini penting pula untuk pencaharian orang yang
518

bertanggung jawab, jika terdapat kesalahan. Adapun pekerjaannya, hal itu
dilaksanakan oleh kontraktor. Salah satu syarat menyatakan, bahwa
perusahaan yang memberikan pekerjaan kepada kontraktor harus
memberikan tenaga.atau ahli yang tugasnya mendampingi dan mengawasi
pekerjaan kontraktor.
6.7. PEMERIKSAAN KEAMANAN SEBELUM MENGHIDUPKAN
PERALATAN
6.7.1. Peralatan listrik.
Langkah ini diperlukan guna memenuhi syarat-syarat K3 melalui
pemriksaan dan pengujian, seluruh obyek mekanik di tempat kerja.
Sifat pemeriksaan dan pengujian yang dilakukan dapat berupa :
o Pemeriksaan awal
o Pemeriksaan periodik
o Pemeriksaan khusus
Langkah-langkah pemeriksaan sebagai berikut :
- Pemasangan transformator-transformator, panel-panel, sakelar-sakelar,
motor-motor dan alat-alat listrik lainnya di tempat kerja harus
dilaksanakan sedemikian sehingga tidak terdapat bahaya kontak
dengan bagian-bagian yang bertegangan.
- Manakala ruangan dan persyaratan pelayanan memungkinkan, alat-alat
dan pesawat-pesawat listrik harus ditempatkan dalam ruangan terpisah
yang ukurannya memadai dan hanya orang-orang yang kompeten boleh
masuk ke dalam ruangan tersebut.
- Jika alat-alat atau pesawat listrik terpaksa ditempatkan di tempat kerja
dalam ruangan produksi, pagar pengaman untuk melindungi bagian-
bagian atau penghantar yang bertegangan harus dibuat. Pagar
pengaman berfungsi pencegahan kecelakaan. Rangka pagar dapat
terbuat dari kayu, besi pipa, besi siku, kawat baja, besi pelat berlobang
atau plastik. Dalam hal ini, kayu kering atau plastik memiliki sifat yang
lebih baik, oleh karena zat-zat tersebut tidak menghantar listrik. Namun
begitu, kayu memiliki kerugian oleh karena mudah terbakar. Rangka
besi harus disertai hubungan ke tanah secara tepat.
- Perlu dipasang papan tanda larangan masuk bagi mereka yang tidak
berkepentingan dan disertai peringatan \"Awas bahaya listrik!\". Tanda
peringatan dipasang pada tempat masuk ke ruangan, sedangkan huruf
519

jelas dan mudah dibaca.
- Terdapat kesesuaian dalam banyak hal mengenai norma-norma bagi
pagar pengaman untuk mesin dan pesawat listrik.
- Petugas-petugas perawatan peralatan listrik harus tahu benar bahaya-
bahaya yang bertalian dengan suatu instalasi listrik dan peralatan lain-
lainnya.
- Bahaya-bahaya akibat listrik harus dipertimbangkan pada perencanaan
pembuatan tutup pengaman bagi panel listrik.
- Pemasangan instalasi listrik hams memenuhi persyaratan yang
ditetapkan dalam Peraturan Instalasi Listrik (PUIL) dan peraturan-
peraturan lain tentang keselamatan kerja listrik.
- Macam pemasangan instalasi listrik di perusahaan-perusahaan dan
tempattempat kerja tergantung dari konstruksi bangunan ukuran dan
pembagian beban, penempatan mesin-mesin, pesawat dan alat-alat
listrik, keadaan ruang kerja seperti berdebu, panas, lembab, dan lain-lain.
- Isolasi dari kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan
keperluannya, namun tidak dapat dianggap sebagai pengaman terhadap
shok listrik, terutama bagi jaringan tegangan tinggi.
- Pemeriksaan berkala terhadap tahanan isolasi kawat hantaran, alat-alat
dan pesawat listrik, harus dilakukan oleh pejabat yang berwenang.
- Laporan hasil pemeriksaan perlu untuk pelaksanaan program
keselamatan kerja listrik.
- Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak boleh
mengganggu lalu lintas para pekerja.
- Motor-motor yang tidak tertutup tidak boleh ditempatkan di ruangan lem-
bab, menggigit, berdebu atau ruangan yang mudah terbakar.
- Bagian-bagian telanjang yang bertegangan harus dipasang di tempat
yang tidak mudah dicapai lengan dengan penempatannya pada
ketinggian sekurang-kurangnya 2,6 meter di atas ruangan kerja atau
bagian tersebut harus diperlengkapi dengan tutup, pagar atau pengaman
yang memenuhi syarat bagi pencegahan terhadap kemungkinan
menyentuhnya.
- Petugas perawatan listrik harus lebih dahulu mengetahui bahaya-bahaya
yang mungkin timbul dan melakukan pencegahan sebaik-baiknya.
520

6.7.2. Pemeriksaan Sakelar.
a. Apapun tipe sakelar, yaitu tombol tekan, tuas, putar atau otomatis
harus memenuhi syarat keselamatan.
b. Sakelar-sakelar untuk keperluan motor-motor, pesawat-pesawat
listrik, instalasi cahaya dan tenaga, harus ditutup.
c. i. Tidak boleh dipakai sakelar tuas yang terbuka, oleh karena
bagian-bagian terbuka yang bertegangan akan menimbulkan
bahaya tekanan arus listrik dan dapat mengakibatkan loncatan
api, bila sakelar diputuskan arusnya.
ii. Sakelar tuas harus tertutup dan tutup serta poros pegangan
(handel) harus dihubungkan ke tanah.
iii. Sakelar-sakelar tuas harus dipasang sedemikian sehingga
bagian-bagiannya yang dapat digerakkan dalam keadaan tidak
ada hubungan tidak bertegangan.
d. i. Bila dipakai sakelar pemisah untuk tegangan tinggi, sakelar harus
dipasang di luar batas capai tangan dan pelayanannya dilakukan
dengan menggunakan tongkat pengaman.
ii. Bila pemasangan seperti tersebut pada i tak dimungkinkan,
sakelar tersebut harus tertutup atau dipagar secara tepat agar
tidak membahayakan, sedangkan pelayanannya tetap dilakukan
dengan memakai tongkat pengaman.
e. Untuk keperluan pemakaian secara umum, dianjurkan agar dipakai
sakelar putar dan tombol tekan, oleh karena bagian yang
bertegangan berada di tempat tertutup.
f. Sakelar-sakelar yang dapat menimbulkan loncatan api harus
dipasang daIam peta penghubung.
g. Setiap sakelar harus disertai suatu petunjuk untuk posisi tertutup
atau terbuka.
6.7.3. Pengoperasian peralatan dan sumber bahaya
Secara khusus sumber bahaya yang terdapat pada pesawat tenaga
dan produksi antara lain pada pengoperasian peralatan untuk bagian-
bagian:
a. Peralatan yang berputar
Poros, as
Roda, roda gigi
521

Roda, ban
Puli-puli
b. Peralatan yang bergerak
Gerak horizontal
Gerak vertikal
Gerak maju/mundur
c. Yang menanggung beban
Pondasi
Kolom-kolom
Kerangka/ chasis
Dudukan mesin
Alat penumpu
Landasan
d. Tenaga penggerak
Peledakan
Suhu tinggi
Kebakaran
Kebisingan
Getaran
Lingkungan
e. Jenis kecelakaan pada pengoperasian peralatan
Terbakar
Terbelit
Terjepit
Tersengat listrik
Teriris
Tergores
Terkena cairan panas
Radiasi panas, dll
RANGKUMAN :
1. Keselamatan dan kesehatan kerja secara etimologis ialah memberikan
upaya perlindungan yang ditujukan agar tenaga kerja dan orang lain di
tempat kerja selalu dalam keadaan selamat dan sehat dan agar setiap
sumber produksi perlu dipakai dan digunakan secara aman dan efisien.
522

2. Keselamatan dan kesehatan kerja secara filosofi ialah suatu konsep
berfikir dan upaya nyata untuk menjamin kelestarian tenaga kerja dan
setiap insan pada umumnya beserta hasil karya dan budaya dalam
upaya mencapai masyarakat adil, makmur dan sejahtera.
3. Keselamatan dan kesehatan kerja secara keilmuan adalah suatu cabang
ilmu pengetahuan dan penerapan yang mempelajari tentang cara
penanggulangan kecelakaan di tempat kerja lainnya.
4. Tujuan dari Sistem Manajemen K3 adalah sebagai alat untuk mencapai
derajat kesehatan tenaga kerja yang setinggi-tingginya, baik buruh,
petani, nelayan, pegawai negeri, atau pekerja-pekerja bebas.
5. APD adalah suatu alat yang mempunyai kemampuan untuk melindungi
seseorang dalam pekerjaan yang fungsinya mengisolasi tubuh tenaga
kerja dari bahaya di tempat kerja. APD dipakai setelah usaha rekayasa
(engineering) dan cara kerja yang aman (work praktices) telah
maximum.
6. Syarat-syarat APD :
Enak dipakai
Tidak mengganggu kerja
Memberikan perlindungan yang efektif sesuai dengan jenis bahaya di
tempat kerja
7. Pada pekerjaan yang menggunakan alat-alat bergetar secara terus
menerus terdapat dua gejala utama sehubungan dengan gataran
mekanis tersebut :
Kelainan peredaran darah dan syaraf
Kerusakan pada persendian dan tulang
8. Bahan mudah terbakar adalah bahan yang mudah bereaksi dengan
oksigen dan menimbulkan kebakaran.
9. Zat padat mudah terbakar dalam industri adalah belerang (sulfur), fosfor,
kertas/rayon, hidrida logam, dan kapas.
10. Gas mudah terbakar dalam industri misaInya adalah gas alam, hidrogen,
asetilen, etilen oksida.
11. Bahan kimia mudah meledak adalah bila reaksi kimia bahan tersebut
menghasilkan gas dalam jumlah dan tekanan yang besar serta suhu
yang tinggi, sehingga menimbulkan kerusakan di sekelilingnya.
12. Bahan iritan adalah bahan yang karena reaksi kimia dapat menimbulkan
kerusakan atau peradangan atau sensitisasi bila kontak dengan
523

permukaan tubuh yang lembab seperti kulit, mata, dan saluran
pernapasan.
13. Konsentrasi macam dan lama paparan bahan kimia yaitu besar dosis
yang berada di udara atau yang kontak dengan bagian tubuh, kemudian
lamanya paparan terjadi apakah terus menerus atau terputus-putus
menentukan jumlah dan dosis yang masuk ke dalam tubuh.
14. Efek kombinasi bahan kimia yaitu paparan bermacam-macam bahan
kimia dengan sifat dan daya racun yang berbeda, menyulitkan tindakan-
tindakan pertolongan atau pengobatan.
CONTOH SOAL
1. Jelaskan tentang tujuan utama rencana tanggap darurat di perusahaan?
Jawab :
Tujuan utama rencana darurat adalah untuk mengusahakan agar akibat
dari keadaan darurat dapat ditekan sekecil mungkin.
2. Jelaskan tujuan dari Sistem Manajemen K-3?
Jawab :
Sebagai upaya untuk mencegah dan memberantas penyakit akibat kerja,
kecelakaan akibat kerja, meningkatkan kesehatan dan gizi para tenaga
kerja.
LATIHAN SOAL
1. Faktor-faktor apa yang mempengaruhi kesehatan jiwa dan produktivitas?
2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan manajemen resiko? Jelaskan
dengan bagan alir!
3. Apa yang dimaksud dengan MSDS?
524

BAB VII
LIMBAH INDUSTRI
Limbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan
tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungannya karena tidak
mempunyai nilai ekonomi. Limbah mengandung bahan pencemar
yang bersifat racun dan bahaya. Limbah ini dikenal dengan limbah
B3 (bahan beracun dan berbahaya). Bahan ini dirumuskan
sebagai bahan dalam jumlah relatif sedikit tapi mempunyai potensi
mencemarkan/merusakkan lingkungan kehidupan dan sumber daya.
Bahan beracun dan berbahaya banyak dijumpai sehari-hari, baik sebagai
keperluan rumah tangga maupun industri yang tersimpan, diproses,
diperdagangkan, diangkut dan lain-lain. Insektisida, herbisida, zat pelarut,
cairan atau bubuk pembersih deterjen, amoniak, sodium nitrit, gas dalam
tabung, zat pewarna, bahan pengawet dan masih banyak lagi untuk
menyebutnya satu per satu. Bila ditinjau secara kimia bahan-bahan ini
terdiri dari bahan kimia organik dan anorganik. Terdapat lima juta jenis
bahan kimia telah dikenal dan di antaranya 60.000 jenis sudah
dipergunakan dan ribuan jenis lagi bahan kimia baru setiap tahun
diperdagangkan.
Sebagai limbah, kehadirannya cukup mengkhawatirkan terutama
yang bersumber dari pabrik industriy Bahan beracun dan berbahaya
banyak digunakan sebagai bahan baku industri maupun sebagai
penolong. Beracun dan berbahaya dari limbah ditunjukkan oleh sifat fisik
dan kimia bahan itu sendiri, baik dari jumlah maupun kualitasnya.
Beberapa kriteria berbahaya dan beracun telah ditetapkan antara lain
mudah terbakar, mudah meledak, korosif, oksidator dan reduktor, iritasi
bukan radioaktif, mutagenik, patogenik, mudah membusuk dan lain-lain.
Dalam jumlah tertentu dengan kadar tertentu, kehadirannya dapat
merusakkan kesehatan bahkan mematikan manusia atau kehidupan
lainnya sehingga perlu ditetapkan batas-batas yang diperkenankan dalam
lingkungan pada waktu tertentu.
Adanya batasan kadar dan jumlah bahan beracun danberbahaya
pada suatu ruang dan waktu tertentu dikenal dengan istilah nilai ambang
batas, yang artinya dalam jumlah demikian masih dapat ditoleransi oleh
525

lingkungan sehingga tidak membahayakan lingkungan ataupun pemakai.
Karena itu untuk tiap jenis bahan beracun dan berbahaya telah
ditetapkan nilai ambang batasnya.
Tingkat bahaya keracunan yang disebabkan limbah tergantung
pada jenis dan karakteristiknya baik dalam jangka pendek maupun
jangka panjang. Dalam jangka waktu relatif singkat tidak memberikan
pengaruh yang berarti, tapi dalam jangka panjang cukup fatal bagi
lingkungan. Oleh sebab itu pencegahan dan penanggulangan haruslah
merumuskan akibat-akibat pada suatu jangka waktu yang cukup jauh.
Melihat pada sifat-sifat limbah, karakteristik dan akibat yang
ditimbulkan pada masa sekarang maupun pada masa yang akan datang
diperlukan langkah pencegahan, penanggulangan dan pengelolaan.
7.1. Pencemaran dan Lingkungan
Pembangunan industri di Indonesia berdasarkan konsepsi Wilayah
Pusat Pertumbuhan Industri yang mencerminkan keterpaduan dan
keterkaitan serta bertumpu pada potensi sumberdaya alam dan energi.
Atas dasar ini dilakukan dua macam pendekatakan yaitu pendekatan
sektoral dan pendekatan regional. Pendekatan sektoral dilakukan melalui
pembangunan industri dasar sedangkan pendekatan regional dilakukan
melalui pengembangan wilayah industri, meliputi wilayah pusat
pertumbuhan industri, zona industri, kawasan industri, pemukiman
industri kecil dan sentra-sentra industri kecil.
Pada dasarnya pengembangan wilayah adalah usaha
pembangunan daerah yang memperhitungkan keterpaduan program sek-
toral seperti pertanian, pertambangan, aspirasi masyarakat dan potensi
loin dengan memperhatikan kondisi lingkungan.
Pembangunan industri dasar berorientasi pada lokasi tersedianya
sumber pembangunan lain. Pada umumnya lokasi industri dasar belum
tersentuh pembangunan, baik dalam arti kualitatif maupun kuantitatif
bahkan masih bersifat alami. Adanya pembangunan industri ini akan
mengakibatkan perubahan lingkungan seperti berkembangnya jaringan
infra struktur dan akan menumbuhkan kegiatan lain untuk menunjang
kegiatan yang ada.
Pembangunan di satu pihak menunjukkan dampak positif terhadap
lingkungan dan masyarakat seperti tersedianya jaringan jalan,
526

telekomunikasi, listrik, air, kesempatan kerja serta produknya sendiri
memberi manfaat bagi masyarakat luas dan juga meningkatkan
pendapatan bagi daerah yang bersangkutan. Masyarakat sekitar pabrik
langsung atau tidak langsung dapat menikmati sebagian dari hasil
pembangunannya. Di pihak lain apabila pembangunan ini tidak diarahkan
akan menimbulkan berbagai masalah seperti konflik kepentingan,
pencemaran lingkungan, kerusakan, pengurasan sumberdaya alam,
masyarakat konsumtif serta dampak sosial lainnya yang pada dasarnya
merugikan masyarakat.
Pembangunan industri pada gilirannya membentuk suatu
lingkungan kehidupan zona industri. Dalam zona industri kehidupan
masyarakat makin berkembang; zona industri secara bertahap dilengkapi
pembangunan sektor ekonomi lain seperti peternakan, perikanan, home
industry, dan pertanian sehingga diperlukan rencana pembangunan
wilayah berdasarkan konsep tata ruang. Tujuan rencana tata ruang ini
untuk meningkatkan asas manfaat berbagai sumberdaya yang ada dalam
lingkungan seperti meningkatkan fungsi perlindungan terhadap tanah,
hutan, air, flora, fungsi industri, fungsi pertanian, fungsi pemukiman dan
fungsi lain. Peningkatan fungsi setiap unsur dalam lingkungan artinya
meningkatkan dampak positif semaksimum mungkin sedangkan dampak
negatif harus ditekan sekecil mungkin. Konsepsi pembangunan wilayah
dengan dasar tata ruang sangat dibutuhkan dalam upaya pembangunan
industri berwawasan lingkungan.
7.1.1 Industri dan Klasifikasinya
Industri diklasifikasi menjadi 3 bagian, yaitu (1) Industri dasar atau
hulu, (2)-Industri hilir dan (3)-Industri kecil. Sesuai dengan program
Pemerintah untuk lebih memudahkan dalam pembinaannya, industri
dasar dirinci menjadi Industri Kimia Dasar dan Industri Mesin dan Logam.
Dasar, sedangkan industri hilir sering juga disebutkan dengan Aneka
Industri.
Selain penggolongan tersebut industri juga diklasifikasikan
menjadi 3, yaitu: industri primer, industri yang mengubah bahan mentah
menjadi setengah jadi; industri sekunder, adalah industri yang merubah
barang setengah jadi menjadi barang jadi; industri tertier, sebagian besar
meliputi industri jasa ataupun industri lanjutan yang mengolah bahan
industri sekunder.
527

Ciri masing-masing industri adalah sebagai berikut:
Industri hulu mempunyai ciri-ciri padat modal, berskala besar,
menggunakan teknologi maju dan teruji. Lokasinya selalu dipilih dekat
dengan bahan baku yang mempunyai sumber energi sendiri, dan pada
umumnya lokasi ini belum tersentuh pembangunan. Karena itu diperlukan
perencanaan yang matang beserta tahapan pembangunan, mulai dari
perencanaan sampai operasional.
INPUT PROSES OUTPUT LIMBAH
- Bahan baku - Industri primair - Produk utama - Nilai ekonomis
- Tenaga kerja - Industri - Produk - Tidak bernilai
ekonomis
- Mesin & sekundair sampingan
- Industri tertier - Limbah
peralatan
- Limbah
Gambar 7.18. Sistem input-output industri dan kemungkinan limbah
Dari sudut lain diperlukan pengaturan tata ruang, rencana
pemukiman, pengembangan kehidupan perekonomian, pencegahan
kerusakan lingkungan dan lain-lain. Pembangunan industri ini akan
mengakibatkan perubahan lingkungan baik dari aspek sosial ekonomi
dan budaya dan pencemaran. Terjadi perubahan tatanan sosial, pola
konsumsi, bentang alam, tingkah laku, habitat binatang, permukaan
tanah, sumber air, kemunduran kualitas udara, pengurangan sumberdaya
alam lainnya.
− Industri hilir. Industri ini sebagai perpanjangan proses dari
industri hulu. Pada umumnya industri ini mengolah bahan
setengah jadi menjadi barang jadi. Lokasinya selalu
diupayakan dekat pasar. Menggunakan teknologi madya dan
teruji. Banyak menyerap tenaga kerja.
− Industri kecil. Industri ini banyak berkembang di pedesaan
maupun di kota. Industri kecil peralatannya sederhana.
Walaupun hakekat produksi sama dengan industri hilir, tapi
sistem pengolahannya lebih sederhana. Sistem tata letak
pabrik, pengolahan limbah belum mendapat perhatian.
Industri ini banyak menyerap tenaga kerja.
7.1.2 Industri sebagai Sumber Pencemaran
Pada dasarnya fungsi industri mengolah input menjadi output.
528

Sebagai input meliputi bahan baku, bahan penolong, tenaga kerja mesin
dan tenaga ahli dan lain-lain.
Pilihan klasifikasi industri tergantung pada jenis bahan baku
sehingga pengelompokannya dapat dilakukan dengan mudah apakah
suatu industri itu termasuk dalam kelompok industri primair, sekunder
ataupun tertier. Untuk beberapa hal industri primer dapat diidentifikasi
sebagai industri hulu karena pada dasarnya industri itu mengolah bahan
baku menjadi bahan setengah jadi, seperti pengolahan hasil pertanian,
perkebunan, pertambangan dan obatobatan.
Sebagai output industri diklasifikasikan produk utama, sampingan
dan limbah yang dapat diuraikan menjadi limbah bernilai ekonomis dan
nonekonomis.
Penyelidikan sumber pencemaran dapat dilaksanakan pada input,
proses maupun pada output-nya dengan melihat jenis dan spesifikasi
limbah yang diproduksi.
Bagan 1 menggambarkan hubungan antara subkegiatan dengan
kegiatan lain yang terdapat kemungkinan limbah diproduksi.
Pencemaran yang ditimbulkan industri karena ada limbah keluar
pabrik mengandung bahan beracun dan berbahaya. Bahan pencemar
keluar bersama bahan buangan melalui media udara, air dan bahan
padatan. Bahan buangan yang keluar dari pabrik masuk dalam
lingkungan dapat diidentifikasi sebagai sumber pencemar. Sebagai
sumber pencemar perlu diketahui jenis bahan pencemar yang keluar,
jumlah dan jangkauannya. Antara pabrik satu dengan yang lain berbeda
jenis, dan jumlahnya tergantung pada penggunaan bahan baku, sistem
proses, dan cara kerja karyawan dalam pabrik.
Untuk mengidentifikasi industri sebagai pencemar maka perlu
diketahui jenis industrinya, bahan baku, sistem proses dan pengolahan
akhir.
7.1.3 Industri Versus Lingkungan
Pencemaran terjadi akibat bahan beracun dan berbahaya dalam
limbah lepas masuk lingkungan hingga terjadi perubahan kualitas
lingkungan. Sumber bahan beracun dan berbahaya dapat
diklasifikasikan: (1) industri kimia organik maupun anorganik, (2)
penggunaan bahan beracun dan berbahaya sebagai bahan baku atau
bahan penolong dan (3) peristiwa kimia-fisika, biologi dalam pabrik.
529

Lingkungan sebagai badan penerima akan menyerap bahan
tersebut sesuai dengan kemampuan. Sebagai badan penerima adalah
udara, permukaan tanah, air sungai, danau dan lautan yang masing-
masing mempunyai karakteristik berbeda. Air di suatu waktu dan tempat
tertentu berbeda karakteristiknya dengan air pada tempat yang sama
dengan waktu yang berbeda. Air berbeda karakteristiknya akibat
peristiwa alami serta pengaruh faktor lain.
Kemampuan lingkungan untuk memulihkan diri sendiri karena
interaksi pengaruh luar disebut daya dukung lingkungan. Daya dukung
lingkungan antara tempat satu dengan tempat yang lain berbeda.
Komponen lingkungan dan faktor yang mempengaruhinya turut
menetapkan nilai daya dukung.
Bahan pencemar yang masuk ke dalam lingkungan akan bereaksi
dengan satu atau lebih komponen lingkungan. Perubahan komponen
lingkungan secara fisika, kimia dan biologis sebagai akibat dari bahan
pencemar, membawa perubahan nilai lingkungan yangdisebut perobahan
kualitas.
Limbah yang mengandung bahan pencemar akan merubah
kualitas lingkungan bila lingkungan tersebut tidak mampu memulihkan
kondisinya sesuai dengan daya dukung yang ada padanya. Oleh karena
itu penting diketahui sifat limbah dan komponen bahan pencemar yang
terkandung.
Pada beberapa daerah di Indonesia sudah ditetapkan nilai kuali-
tas limbah air dan udara. Namun baru sebagian kecil. Sedangkan kualitas
lingkungan belum ditetapkan. Perlunya penetapan kualitas lingkungan
mengingat program industrialisasi sebagai salah satu sektor yang
memerankan andil besar terhadap perekonomlan dan kemakmuran bagi
suatu bangsa.
Penggunaan air yang berlebihan, sistem pembuangan yang belum
memenuhi syarat, karyawan yang tidak terampil, adalah faktor yang
harus dipertimbangkan dalam mengidentifikasikan sumber pencemar.
Produk akhir, seperti pembungkusan, pengamanan tabung dan kotak,
sistem pengangkutan, penyimpanan, pemakaian dengan aturan dan
persyaratan yang tidak memenuhi ketentuan merupakan sumber
pencemar juga.
Bagan berikut menunjukkan sistimatika identifikasi pencemar
pada pabrik.
530

Pengadaan: Bahan baku diangkut dari sumbemya menuju pabrik.
Untuk hal tersebut perlu diketahui sifat bahan baku, bagaimana
cara pengambilannya, di mana diambil, melalui apa diangkut dan
bagaimana cara mengangkut terbuka atau tertutup merupakan
keadaan yang perlu dikaji secara mendalam. Misalnya sumber
pengambilan bahan baku berdekatan dengan sumber mata air
yang mengakibatkan konflik kepentingan. Kemudian pepyimpanan
bahan baku di mana dilakukan dan selama penyimpanan
berlangsung harus diketahui sifat-sifatnya: mudah busuk, mudah
berkarat dan lain-lain.
Praproses: Di antara bahan baku memerlukan proses
pendahuluan sebelum dilakukan pengolahan. Bahan baku kayu
untuk plywood perlu dipotong-potong dahulu, lalu dicuci.
Pencucian memerlukan banyak air dan menimbulkan Lumpur.
Bahan baku ubi kayu mendapat perlakuan pendahuluan. Banyak
bahan baku yang membutuhkan pencucian, pencampuran dengan
bahan baku kimia, kemudian disimpan beberapa lama sampai
pada waktunya diproses.
Proses: Pada waktu proses berlangsung perlu diteliti bagian yang
banyak menggunakan air, menghasilkan bahan buangan antara
bocoran dan jenis mesin yang dipergunakan. Dalam hal ini perlu
dilihat bagian mana yang potensial menciptakan limbah dan
penghasil limbah. Kemudian limbah ini memerlukan daur ulang.
Kalau masih bernilai ekonomis maka limbah tadi dikembalikan
untuk memperoleh bahan yang masih bernilai ekonomi. Limbah
yang tidak mempunyai nilai ekonomis, diolah sampai memenuhi
syarat buangan, baru selanjutnya dibuang.
Produk: Produk suatu pabrik secara rinci dapat diklasifikasikan
menjadi produk utama, produk sampingan, produk antara dan buangan.
Produk sampingan dan antara memerlukan pengolahan lanjut,
sedangkan buangan harus segera ditangani. Buangan akhir ini juga perlu
diteliti apakah mempunyai nilai ekonomi atau tidak. Bila masih terdapat
nilai ekonomis maka limbah didaur ulang, sedangkan bila tidak
mempunyai nilai ekonomis, limbah tersebut dibuang setelah memenuhi
syarat buangan.
Perlu pula diteliti tingkat ketrampilan dan kesadaran pimpinan
perusahaan dan karyawan dalam menjaga kelestarian lingkungan.
531

Terjadinya penggunaan air yang berlebihan, tercecernya bahan dalam
pabrik, timbulnya limpahan air yang seharusnya dapat dihindari,
terdapatnya bocoran air yang seharusnya tidak perlu dan masalah lain
yang serupa, menunjukkan bahwa perusahaan kurang tanggap terhadap
lingkungan atau keterampilan mereka terbatas dalam menjalankan teknik
produksi.
Pengadan Bahan baku Pra porses - Produk
- Penyimpanan Bahan penolong - Pencucian utama
Daur ulang Limbah
- Pengangkutan Air - Pencampuran - Sampingan
- Pengolahan - Produk
- Perlakuan Bahan bakar
antara
- Penyimpanan
PROSES - Waste
Limbah
Daur ulang
- Bocoran Tidak bernilai
- Tumpahan ekonomis
- Kecerobohan
- Tidak dapat
dihindari
Gambar 7.19. Proses pengolahan limbah
Kualitas lingkungan pada suatu periode dan lokasi tertentu perlu
diketahui dalam kaitannya dengan perencanaan proyek industri. Setiap
industri yang akan berdiri pada lokasi tersebut harus mengetahui kondisi
lingkungan sehingga kehadiran pabrik tidak menyebabkan rusaknya
lingkungan. Monitoring terhadap pengaruh limbah pabrik dapat dilakukan
setiap saat sampai kualitas lingkungan mengalami perubahan dan
langkah yang dilaksanakan untuk menjaga kelestarian lingkungan.
Daya dukung lingkungan juga belum ditetapkan. Hal ini perlu
dibuat dalam rangka menetapkan standar kualitas buangan. Kualitas
yang ditetapkan seharusnya merupakan indikasi bahwa dalam kondisi
tersebut lingkungan masih mampu menerima. Artinya dengan kualitas
limbah tersebut kualitas lingkungan tidak mengalami perubahan.
Hubungan antara kualitas dan daya dukung lingkungan serta
kualitas limbah merupakan hubungan yang saling ketergantungan dan
perlu distandarkan.
532

A. Daya Dukung Lingkungan
Lingkungan secara alami memiliki kemampuan untuk memulihkan
keadaannya. Pemulihan keadaan ini merupakan suatu prinsip bahwa
sesungguhnya lingkungan itu senantiasa arif menjaga keseimbangannya.
Sepanjang belum ada gangguan \"paksa\" maka apapun yang terjadi,
lingkungan itu sendiri tetap bereaksi secara seimbang. Perlu ditetapkan
daya dukung lingkungan untuk mengetahui kemampuan lingkungan
menetralisasi parameter pencemar dalam rangka pemulihan kondisi
lingkungan seperti semula.
Apabila bahan pencemar berakumulasi terus menerus dalam
suatu lingkungan, sehingga lingkungan tidak punya kemampuan alami
untuk menetralisasinya yang mengakibatkan perubahan kualitas. Pokok
permasalahannya adalah sejauh mana perubahan ini diperkenankan.
Tanaman tertentu menjadi rusak dengan adanya asap dari suatu
pabrik, tapi tidak untuk sebahagian tanaman lainnya. Contoh lain: dengan
buangan air pada suatu sungai mengakibatkan peternakan ikan mas
tidak baik pertumbuhannya, tapi cukup baik untuk ikan lele dan ikan
gabus. Berarti daya dukung lingkungan untuk kondisi kehidupan ikan
emas berbeda dengan daya dukung lingkungan untuk kondisi kehidupan
ikan lelelgabus. Kenapa demikian, tidak lain karena parameter yang
terdapat dalam air tidak dapat dinetralisasi lingkungan untuk kehidupan
ikan emas.
Ada saatnya makhluk tertentu dalam lingkungan punya
kemampuan yang luar biasa beradaptasi dengan lingkungan lain, tapi
ada kalanya menjadi pasif terhadap faktor luar. Jadi faktor daya dukung
tergantung pada parameter pencemar dan makhluk yang ada dalam
lingkungan.
B. Kualitas Lingkungan
Pengaruh pencemar lingkungan diukur dengan perubahan
kualitas lingkungan. Kualitas lingkungan ditetapkan pada suatu periode
dan tempat tertentu. Kualitas adalah suatu numerik yang ditetapkan
berdasarkan situasi dan kondisi tertentu dengan mempertimbangkan
berbagai faktoryang mempengaruhi lingkungan. Kualitas lingkungan
mengalami perubahan pada suatu periode tertentu sesuai dengan
interaksi komponen lingkungan.
533

Dengan adanya kegiatan baru dalam lingkungan timbul interaksi
baru antara satu kegiatan atau lebih dengan satu atau lebih komponen
lingkungan. Interaksi tersebut menyebabkan saling pengaruh
mempengaruhi dan pada gilirannya akan menimbulkan dampak positip
maupun negatip.
Masuknya limbah pada lingkungan, katakanlah air buangan pabrik
kelapa sawit, masuk pada badan air tentu akan menimbulkan perubahan
sekecil apa sekalipun. Perubahan ini dapat membuat air menjadi keruh,
berwarna, berbau dan sebagainya atau sebaliknya tidak menimbulkan
pengaruh yang berarti. Bila limbah tidak memberikan perubahan kondisi
air, berarti badan air masih mampu menetralisasinya. Artinya kualitas air
belum mengalami perubahan yang berarti dan dengan demikian makhluk-
makhluk dan tanam-tanaman dalam air hidup \"tenteram\" biasa.
Perlunya penetapan kualitas lingkungan adalah salah satu upaya
untuk memantau kondisi lingkungan dan perubahannya akibat suatu
kegiatan baru. Nilai kualitas ini berkaitan erat dengan kualitas limbah.
Kualitas lingkungan diukur dari berbagai komponen yang ada dalam
lingkungan, termasuk toleransinya.
C. Kualitas Limbah
Kualitas limbah menunjukkan spesifikasi limbah yang diukur dari
kandungan pencemar dalam limbah. Kandungan pencemar dalam limbah
terdiri dari berbagai parameter. Semakin sedikit parameter dan semakin
kecil konsentrasi, menunjukkan peluang pencemar terhadap lingkungan
semakin kecil. Limbah yang diproduksi pabrik berbeda satu dengan yang
lain, masing-masing memiliki karakteristik tersendiri pula. Karakteristik ini
diketahui berdasarkan parameternya.
Apabila limbah masuk ke dalam lingkungan, ada beberapa
kemungkinan yang diciptakan. Kemungkinan pertama, lingkungan tidak
mendapat pengaruh yang berarti; kedua, ada pengaruh perubahan tapi
tidak menyebabkan pencemaran; ketiga, memberi perubahan dan
menimbulkan pencemaran. Ada berbagai alasan untuk mengatakan
demikian. Tidak memberi pengaruh terhadap lingkungan karena volume
limbah kecil dan parameter pencemar yang terdapat di dalamnya sedikit
dengan konsentrasi kecil. Karena itu andaikata masuk pun dalam
lingkungan ternyata lingkungan mamp,u menetralisasinya. Kandungan
bahan yang terdapat dalam limbah konsentrasinya barangkali dapat
534

diabaikan karena kecilnya. Ada berbagai parameter pencemar yang
menimbulkan perubahan kualitas lingkungan namun tidak menimbulkan
pencemaran. Artinya lingkungan itu memberikan toleransi terhadap
perubahan serta tidak menimbulkan dampak negatip.
Kualitas limbah dipengaruhi berbagai faktor. Yaitu volume air
limbah, kandungan bahan pencemar, frekuensi pembuangan limbah?
Penetapan standar kualitas limbah harus dihubungkan dengan kualitas
lingkungan.
Kualitas lingkungan dipengaruhi berbagai komponen yang ada
dalam lingkungan itu seperti kualitas air, kepadatan penduduk, flora dan
fauna, kesuburan tanah, tumbuh-tumbuhan dan lain-lain. Adanya
perubahan konsentrasi limbah menyebabkan terjadinya perubahan
keadaan badan penerima. Semakin lama badan penerima dituangi air
limbah, semakin tinggi pula konsentrasi bahan pencemar di dalamnya.
Pada suatu saat badan penerima tidak mampu lagi. memulihkan
keadaannya. Zat-zat pencemar yang masuk sudah terlalu banyak dan
mengakibatkan tidak ada lagi kemampuannya menetralisasinya.
Atas dasar ini perlu ditetapkan batas konsentrasi air limbah yang
masuk dalam lingkungan badan penerima. Dengan demikian walau
dalam jangka waktu seberapa pun lingkungan tetap mampu mento-
lerirnya. Toleransi ini menunjukkan kemampuan lingkungan untuk
menetralisasi ataupun mengeliminasi bahan pencemaran sehingga
perubahan kualitas negatif dapat dicegah. Dalam hal inilah perlunya
batasan-batasan konsentrasi yang disebut dengan standar kualitas
limbah.
Pada jangka waktu yang cukup jauh akan timbul kesulitan
menetapkan perubahan kualitas karena periode waktu yang demikian
jauh. Dengan konsentrasi limbah tertentu, tidak terjadi perubahan kualitas
lingkungan. Artinya perubahan kualitas lingki.ngan tidak muncul dalam
waktu relatif pendek bila hanya berdasarkan standar kualitas limbah.
Perubahan hanya dapat dipantau pada masa-masa 20 atau 25 tahun
yang akan datang. Dengan demikian maka standar kualitas lingkungan
perlu ditetapkan sebagai bagian dari penetapan kualitas limbah. Sebagai
air limbah diukur dengan parameter standar kualitas limbah dan sebagai
badan penerima diukur dengan standar kualitas lingkungan.
Di bawah ini diuraikan faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas
limbah.
535

• Volume Air
Kualitas limbah ditentukan dari banyaknya parameter dalam
limbah dan konsentrasi setiap parameter. Semakin banyak
volume air yang bercampur dengan limbah semakin kecil
konsentrasi pencemar. Badan penerima yang menerima
limbah sering tidak mendapat pengaruh.
• Kualitas Air
Kualitas air badan penerima mengandung bahan/senyawa
tertentu sebelum menerima buangan. Kualitas tersebut
menetapkan arah penggunaan air. Adanya bahan pencemar
yang sama, tidak akan mempengaruhi konsentrasi bahan
dalam air penerima. Tetapi bila konsentrasi bahan pencemar
dalam limbah lebih besar dari konsentrasi bahan pencemar
dalam badan penerima (kemungkinan juga tidak ada), maka
konsentrasi bahan pencemar setelah bercampur akan menjadi
lebih kecil. Sejauh mana konsentrasi tersebut dapat ditoleransi
sesuai dengan standar kualitas lingkungan agar kualitas
lingkungan tidak mengalami perubahan sebagai yang telah
distandarkan.
• Kegunaan Air
Air dibutuhkan untuk bermacam-macam keperluan. Kualitas
air untuk keperluan minum berbeda dengan untuk keperluan
industri.
• Kepadatan Penduduk
Kepadatan penduduk dalam suatu lokasi tertentu turut
mempengaruhi tingkat pencemaran lingkungan. Hal ini
dikaitkan dengan tingkat kesadaran penduduk dalam
memelihara lingkungan yang sehat dan bersih.
Buangan air rumah tangga, padatan berupa sampah yang
dibuang ke sungai, air cucian kamar mandi maupun buangan
tinja akan mempengaruhi tingkatkandungan BOD, COD dan
bakteri coli dalam air sungai. Semakin padat penduduk suatu
lingkungan semakin banyak limbah yang harus dikendalikan.
• Lingkungan
Lingkungan seperti hutan, perkebunan, peternakan, alam yang
536

luas mempengaruhi kondisi badan penerima. Dalam keadaan
tertentu badan-badan pencemar akan ternetralisasi secara
alamiah. Lintasan air sungai yang panjang dengan turbulensi
yang keras akan mempengaruhi tingkat penyerapan oksigen
ke dalam air. Adanya sinar matahari yang langsung masuk
dalam badan penerima terjadi fotosintesa hingga sejumlah
bakteri tertentu akan terancam. Adanya tumbuhan tertentu
dalam badan penerima akan menetralisasi senyawa pencemar
sebab sesuai dengan kondisi pertumbuhan.
Phosphat dalam air buangan menyuburkan tumbuh-tumbuhan
tertentu, tapi tumbuhan itu sendiri akan merusak lingkungan.
• Volume Air Limbah
Seluruh air dalam pabrik pada umumnya ditampung dalam
saluran-saluran untuk kemudian disatukan dalam saluran yang
lebih besar. Banyak saluran dan volume saluran disesuaikan
dengan keadaan pabrik dan jumlah air yang akan dibuang.
Volume air limbah akan menentukan konsentrasi bahan
pencemar. Bahan pencemar dari suatu pabrik tergantung
kepada banyaknya bahan-bahan yang terbuang. Dengan
asumsi bahwa semua terkendali dengan baik. Pengendalian
hanya terbatas pada bahan pencemar yang tidak dapat
dihindari, maka konsentrasi bahan pencemaran telah dapat
diperkirakan jumlahnya. Penambahan volume air hanya
menyebabkan konsentrasi turun. Dengan perkataan lain
bahwa akibat pengenceran otomatis menyebabkan
konsentrasi turun.
• Frekuensi Pembuangan Limbah
Limbah dari suatu pabrik ada kalanya tidak tetap volumenya.
Untuk beberapa pabrik tertentu limbah airnya mengalir dalam
jumlah yang sama setiap hari, tetapi ada lain yang
mengalirkan limbah pada jam-jam (waktu) tertentu bahkan
pada satu minggu atau satu bulan. Bercampurnya limbah air
pada jumlah yang berbeda-beda mengakibatkan konsentrasi
bahan pencemar pada badan penerima bervariasi. Kondisi ini
menunjukkan bahwa standar kualitas lingkungan juga
mengalami perubahan sesuai dengan limbah yang diterima.
537

Dari uraian di atas, kualitas limbah dapat diukur pada dua tempat
yaitu, pada titik sebelum dan sesudah bercampur dengan badan
penerima. Penetapan kualitas limbah ini perlu mendapat penegasan
karena beberapa hal yang mendasari yaitu: bila limbah tidak dibuang ke
tempat umum dibuatkan tempat tersendiri dan tidak bercampur dengan
badan penerima. Biasanya hal seperti ini terjadi untuk limbah air.
Standar kualitas Standar kualitas
lingkungan limbah
Daya dukung
lingkungan
Gambar 7.20. Hubungan ketergantungan standar kualitas lingkungan,
limbah dan daya dukung.
7.2. Jenis Limbah Industri
Limbah berdasarkan nilai ekonominya dirinci menjadi limbah yang
mempunyai nilai ekonomis dan limbah nonekonomis. Limbah yang
mempunyai nilai ekonomis yaitu limbah dengan proses lanjut akan
memberikan nilai tambah. Misalnya: tetes merupakan limbah pabrik gula.
Tetes menjadi bahan baku untuk pabrik alkohol. Ampas tebu dapat
dijadikan bahan baku untuk pabrik kertas, sebab ampas tebu melalui
proses sulfinasi dapat menghasilkan bubur pulp. Banyak lagi limbah
pabrik tertentu yang dapat diolah untuk menghasilkan produk baru dan
menciptakan nilai tambah.
Limbah nonekonomis adalah limbah yang diolah dalam proses
bentuk apapun tidak akan memberikan nilai tambah, kecuali
mempermudah sistem pembuangan. Limbah jenis ini yang sering menjadi
persoalan pencemaran dan merusakkan lingkungan; Dilihat dari sumber
limbah dapat merupakan hasil sampingan dan juga dapat merupakan
semacam \"katalisator\". Karena sesuatu bahan membutuhkan air pada
permulaan proses, sedangkan pada akhir proses air ini harus dibuang
538

lagi yang ternyata telah mengandung sejumlah zat berbahaya dan
beracun. Di samping itu ada pula sejumlah air terkandung dalam bahan
baku harus dikeluarkan bersama buangan lain. Ada limbah yang
terkandung dalam bahan dan harus dibuang setelah proses produksi.
Tapi ada pula pabrik menghasilkan limbah karena penambahan bahan
penolong.
Sesuai dengan sifatnya, limbah digolongkan menjadi 3 bagian,
yaitu: limbah cair, limbah gas/asap dan limbah padat. Ada industri
tertentu menghasilkan limbah cair dan limbah padat yang sukar
dibedakan. Ada beberapa hal yang sering keliru mengidentifikasi limbah
cair, yaitu buangan air yang berasal dari pendinginan. Sebuah pabrik
membutuhkan air untuk pendinginan mesin, lalu memanfaatkan air
sungai yang sudah tercemar disebabkan oleh sektor lain. Karena
kebutuhan air hanya untuk pendinginan dan tidak untuk lain-lain, tidaklah
tepat bila air yang sudah tercemar itu dikatakan bersumber dari pabrik
tersebut. Pabrik hanya menggunakan air yang sudah air yang sudah
tercemar pabrik harus selalu dilakukan pada berbagai tempat dengan
waktu berbeda agar sampel yang diteliti benar-benar menunjukkan
keadaan sebenarnya.
Limbah gas/asap adalah limbah yang memanfaatkan udara sebagai
media. Pabrik mengeluarkan gas, asap, partikel, debu melalui udara,
dibantu angin memberikan jangkauan pencemaran yang cukup luas. Gas,
asap dan lain-lain berakumulasi/bercampur dengan udara basah
mengakibatkan partikel tambah berat dan malam hari turun bersama
embun.
Limbah padat adalah limbah yang sesuai dengan sifat benda padat
merupakan sampingan hasil proses produksi. Pada beberapa industri
tertentu limbah ini sering menjadi masalah baru sebab untuk proses
pembuangannya membutuhkan satu pabrik pula. Limbah penduduk kota
menjadikan kota menghadapi problema kebersihan. Kadang-kadang
bukan hanya sistem pengolahannya menjadi persoalan tapi bermakna,
dibuang setelah diolah.
Menurut sifat dan bawaan limbah mempunyai karakteristik baik
fisika, kimia maupun biologi. Limbah air memiliki ketiga karakteristik ini,
sedangkan limbah gas yang sering dinilai berdasarkan satu karakteristik
saja seperti halnya limbah padat. Berbeda dengan limbah padat yang
menjadi penilaian adalah karakteristik fisikanya, sedangkan karakteristik
539

kimia dan biologi mendapat penilaian dari sudut akibat. Limbah padat
dilihat dari akibat kualitatif sedangkan limbah air dan limbah gas dilihat
dari sudut kualitatif maupun kuantitatif.
Sifat setiap jenis limbah tergandung dari sumber limbah. Uraian di
bawah ini menjelaskan karakteristik masing-masing limbah.
7.2.1. Limbah Cair
Limbah cair bersumber dari pabrik yang biasanya banyak
menggunakan air dalam sistem prosesnya. Di samping itu ada pula
bahan baku mengandung air sehingga dalam proses pengolahannya air
harus dibuang. Air terikut dalam proses pengolahan kemudian dibuang
misalnya ketika dipergunakan untuk pencuci suatu bahan sebelum
diproses lanjut. Air ditambah bahan kimia tertentu kemudian di-proses
dan setelah itu dibuang. Semua jenis perlakuan ini mengakibatkan
buangan air.
Pada beberapa.pabrik tertentu - misalnya pabrik pengolahan kawat,
seng, besi baja - sebagian besar air dipergunakan untuk pendinginan
mesin ataupun dapur pengecoran. Air ini dipompa dari sumbernya lalu
dilewatkan pada bagian-bagian yang membutuhkan pendinginan,
kemudian dibuang. Oleh sebab itu pada saluran pabrik terlihat air
mengalir dalam volume yang cukup besar.
Air ketel akan dibuang pada waktu-waktu tertentu setelah melalui
pemeriksaan laboratorium, sebab air ini tidak memenuhi syarat lagi
sebagai air ketel dan karenanya harus dibuang. Bersamaan dengan itu
dibutuhkan pula sejumlah air untuk mencuci bagian dalam ketel. Air
pencuci ini juga harus dibuang.
Pencucian lantai pabrik setiap hari untuk beberapa pabrik tertentu
membutuhkan air dalam jumlah banyak. Pabrik pengalengan ikan
membutuhkan air pencuci dalam jumlah yang relatif harus banyak.
Jumlah air terus menerus diperlukan mencuci peralatan, lantai dan lain-
lain. Karat perlu dicuci sebelum masuk pencincangan dan pada saat
dicincang air terus-menerus mengalir untuk menghilangkan pasir abu
yang terbawa.
Air dari pabrik membawa sejumlah padatan dan partikel baik yang
larut maupun mengendap. Bahan ini ada yangkasar dan halus. Kerap kali
air dari pabrik berwarna keruh dan temperaturnya tinggi.
Air yang mengandung senyawa kimia beracun dan berbahaya
mempunyai sifat tersendiri. Air limbah yang telah tercemar memberikan
540

ciri yang dapat diidentifikasi secara visual dapat diketahui dari kekeruhan,
warna air, rasa, bau yang ditimbulkan dan indikasi lainnya. Sedangkan
identifikasi secara laboratorium, ditandai dengan perubahan sifat kimia air
di mana air telah mengandung bahan kimia yang beracun dan berbahaya
dalam konsentrasi yang melebihi batas dianjurkan.
Jenis industri menghasilkan limbah cair di antaranya adalah
industri-industri pulp dan rayon, pengolahan crumb rubber, minyak kelapa
sawit, baja dan besi, minyak goreng, kertas, tekstil, kaustiksoda, elektro
plating, plywood, tepung tapioka, pengalengan, pencelupan dan
pewarnaan, daging dan lain-lain. Jumlah limbah yang dikeluarkan
masing-masing industri ini tergantung pada banyak produksi yang
dihasilkan, serta jenis produksi. Industri pulp dan rayon menghasilkan
limbah air sebanyak 30 m3 setiap ton pulp yang diproduksi. Untuk industri
ikan dan makanan laut limbah air berkisar antara 79 m3 sampai dengan
500 m3 per hari; industri pengolahan crumb rubber limbah air antara 100
m3 s/d 2000 m3 per hari, industri pengolahan kelapa sawit mempunyai
limbah air: rata-rata 120 m3 per hari skala menengah.
A. Sifat Air
Untuk memperoleh air dalam keadaan murni, sangat sulit kecuali
setelah melalui proses pengolahan. Sebagaimana sudah
dijelaskan di depan, air dikelompokkan menjadi 5 bagian dan yang
kita bahas di sini adalah air dalam kaitannya dengan limbah
industri.
Lingkungan penerima dikelompokkan menjadi berbagai
kelompok sesuai dengan fungsi dan peranan air. Fungsi dan
peranannya sebagai sarana pembuangan limbah keadaannya
tidak menjadi sulit bila limbah dapat langsung dibuang. Tetapi lain
halnya bila air digunakan untuk pengairan sawah atau ternak
udang, maka limbah air itu harus memenuhi persyaratan untuk
ikan, udang dan tanaman padi.
Dalam air buangan ditemukan senyawa yang dapat diidenti-
fikasi melalui visual maupun laboratorium. Warna air, rasa, bau,
kekeruhan dapat dikenal melalui cara umum dengan mata dan
indera biasa, sedangkan senyawa kimia seperti kandungan fenol,
kandungan oksigen, besi dan lain-lain harus dilakukan melalui
penelitian laboratorium.
541

Pada umumnya persenyawaan yang sering dijumpai dalam
air antarif lain: padatan terlarut, padatan tersuspensi, padatan
tidak larut, mikroorganisme dan kimia organik.
Berdasarkan persenyawaan yang ditemukan dalam air
buangan maka sifat air dirinci menjadi karakteristik fisika, kimia
dan biologi. Padatan terlarut yang banyak dijumpai dalam air
adalah golongan senyawaan alkalinitas seperti karbonat,
bikarbonatdan hidroksida. Di samping itu terdapat pula unsur
kimia anorganik ditemukan dalam air yang mempengaruhi kualitas
air.
Pengamatan unsur fisika, kimia dan biologi terhadap air
sangat penting untuk menetapkan jenis parameter pencemar yang
terdapat di dalamnya. Kondisi alkalinitas ini menghasilkan dua
macam sifat air yaitu sifat basa dan sifat asam. Air cenderung
menjadi asam bila pH lebih kecil 7 sedangkan pH lebih besar 7
menunjukkan air cenderung bersifat basa.
Dalam pengolahan air bahan alkalinitas akan bereaksi
dengan koagulan yang memungkinkan lumpur cepat mengendap.
Selain itu ada sifat air yang lain, yaitu kesadahan. Penyebab
kesadahan adalah karena air mengandung magnesium, kalium,
strontium dan barium. Garam-garam ini terdapat dalam bentuk
karbonat, sulfat, chlorida, nitrat, fospat, dan lain-lain. Air yang
mempunyai kesadahan tinggi membuat air sukar berbuih dan sulit
dipergunakan untuk pencucian.
Gas yang larut dalam air seperti CO2, oksigen, nitrogen,
hidrogen dan methane, sering dijumpai menyebabkan bersifat
asam, berbau dan korosif. Sulfida menyebabkan air berwarna
hitam dan berbau.
Padatan tidak larut adalah senyawa kimia yang terdapat
dalam air baik dalam keadaan melayang, terapung maupun
mengendap. Senyawa-senyawa ini dijumpai dalam bentuk organik
maupun anorganik.
Padatan tidak larut menyebabkan air berwarna keruh.
Sebagaimana padatan dan gas yang larut, mikroorganisme juga
banyak dijumpai dalam air. Mikroorganisme sangat
membahayakan bagi pemakai air. Air minum harus bebas dari
bakteri pathogen. Air untuk pendingin harus bebas dari besi dan
542

mangan. Tabel 2 menggambarkan hubungan antara karakteristik
dan sumber-sumber.
Sifat kimia dan fisika masing-masing parameter
menunjukkan akibat yang ditimbulkan terhadap lingkungan?
Ditinjau dari sifat air maka karakteristik air yang tercemar dapat
dirinci menjadi: Sifat perubahan secara fisik, kimia dan biologi.
B. Karakteristik Fisika
Perubahan yang ditimbulkan parameter fisika dalam air limbah
yaitu: padatan, kekeruhan, bau, temperatur, daya hantar listrik dan
warna.
Padatan terdiri dari bahan padat organik maupun anorganik
yang larut, mengendap maupun suspensi. Bahan ini akan
mengendap pada dasar air yang lama kelamaan menimbulkan
pendangkalan pada dasar badan penerima. Akibat lain dari
padatan ini menimbulkan tumbuhnya tanaman air tertentu dan
dapat menjadi racun bagi makhluk lain. Banyak padatan
menunjukkan banyaknya lumpur terkandung dalam air.
Kekeruhan menunjukkan sifat optis air yang menyebabkan
pembiasan cahaya ke dalam air. Kekeruhan membatasi
pencahayaan ke dalam air. Sekalipun ada pengaruh padatan
terlarut atau partikel yang melayang dalam air namun penyerapan
cahaya ini dipengaruhi juga bentuk dan ukurannya. Kekeruhan ini
terjadi karena adanya bahan yang terapung dan terurainya zat
tertentu seperti bahan organik, jasad renik, lumpur tanah liat dan
benda lain yang melayang ataupun terapung dan sangat halus
sekali.
Nilai kekeruhan air dikonversikan ke dalam ukuran SiO2
dalam satuan mg/1. Semakin keruh air semakin tinggi daya hantar
listrik dan semakin banyak pula padatannya.
543

Tabel 7.5. Hubungan antara sumber limbah dan karakteristik
Karakteristik Sumber limbah
Fisika:
Warna Bahan organik buangan industri dan domestik.
Bau Penguraian limbah dan buangan industri.
Padatan Sumber air, buangan industri dan domestik.
Temperatur Buangan domestik dan industri.
Kimia:
Organik
Karbohidrat Buangan industri, perdagangan dan domestik.
Minyak dan lemak Buangan industri, perdagangan dan domestik.
Pestisida Buangan hasil pertanian.
Fenol Buangan industri.
Anorganik
Alkali Sumber air, buangan domestik, infiltrasi air tanah,
buangan air ketel.
Cholorida Sumber air, buangan domestik, pelemakan air.
Logam berat Buangan industri.
Nitrogen Limbah pertanian dan domestik.
pH Limbah industri.
Phospor Limbah industri, domestik dan alamiah.
Sulfur Limbah industri, domestik.
Bahan beracun Perdagangan, limbah industri.
Biologi :
Virus Limbah domestik.
Bau timbul karena adanya kegiatan mikroorganik yang
menguraikan zat organik menghasilkan gas tertentu. Di samping
itu bau juga timbul karena terjadinya reaksi kimia yang
menimbulkan gas. Kuat tidaknya bau yang dihasilkan limbah
tergantung pada jenis dan banyak gas yang ditimbulkan.
Temperatur air limbah mempengaruhi badan penerima bila
terdapat perbedaan suhu yang cukup besar. Temperatur air
limbah akan mempengaruhi kecepatan reaksi kimia serta tata
kehidupan dalam air. Perubahan suhu memperlihatkan aktivitas
kimiawi biologis pada benda padat dan gas dalam air.
Pembusukan terjadi pada suhu yang tinggi dan tingkatan oksidasi
zat organik jauh lebih besar pada suhu yang tinggi.
544

Daya hantar listrik adalah kemampuan air untuk
mengalirkan arus listrik dan kemampuan tercermin dari kadar
padatan total dalam air dan suhu pada saat pengukuran.
Konduktivitas arus listrik mengalirkan arusnya tergantung pada
mobilitas ion dan kadar yang terlarut. Senyawa anorganik
merupakan konduktor kuat dibandingkan dengan senyawa
organik. Pengukuran daya hantar listrik ini untuk melihat
keseimbangan kimiawi dalam air dan pengaruhnya terhadap
kehidupan biota.
Warna timbul akibat suatu bahan terlarut atau tersuspensi
dalam air, di samping adanya bahan pewarna tertentu yang
kemungkinan mengandung logam berat. Bau disebabkan karena
adanya campuran dari nitrogen, fospor, protein, sulfur, amoniak,
hidrogen sulfida, carbon disulfida dan zat organik lain. Kecuali bau
yang disebabkan bahan beracun, jarang merusak kecepatan
manusia tapi mengganggu ketenangan bekerja.
C. Karakteristik Kimia
Bahan kimia yang terdapat dalam air akan menentukan
sifatairbaik dalam tingkat keracunan maupun bahaya yang
ditimbulkan. Semakin besar konsentrasi bahan pencemar dalam
air semakin terbatas penggunaan air. Karakteristik kimia terdiri
dari kimia anorganik dan kimia organik. Secara umum sifat air ini
dipengaruhi oleh kedua macam kandungan bahan kimia tersebut.
• Keasaman Air
Keasaman air diukur dengan pll meter. Keasaman ditetapkan
berdasarkan tinggi rendahnya konsentrasi ion hidrogen dalam
air. Air buangan yang mempunyai pH tinggi atau rendah
menjadikan air steril dan sebagai akibatnya membunuh
mikroorganisme air yang diperlukan. Demikian juga makhluk
lain, misalnya ikan tidak dapat hidup. Air yang mempunyai pH
rendah membuat air menjadi korosif terhadap bahan
konstruksi seperti besi.
Buangan yang bersifat alkalis (basa) bersumber dari buangan
mengandung bahan anorganik seperti senyawa karbonat,
bikarbonat dan hidroksida. Buangan asam berasal dari bahan
kimia yang bersifat asam, misalnya buangan mengandung
545

asam khlorida, asam sulfat dan lain-lain.
• Alkalinitas
Tinggi rendahnya alkalinitas air ditentukan senyawa karbonat,
bikarbonat, garam hidroksida, kalium, magnesium dan natrium
dalam air. Semakin tinggi kesadahan suatu air semakin sulit
air membuih. Penggunaan air untuk ketel selalu diupayakan
air yang mempunyai kesadahan rendah karena zat tersebut
dalam konsentrasi tinggi menimbulkan terjadinya kerak pada
dinding dalam ketel maupun pada pipa pendingin.
Oleh sebab itu untuk menurunkan kesadahan air dilakukan
pelunakan air. Pengukuran alkalinitas air adalah pengukuran
kandungan ion CaCO3, ion Ca, ion Mg, bikarbonat, karbonat
dan lain-lain.
• Besi dan Mangan
Besi dan mangan yang teroksida dalam air berwarna
kecoklatan dan tidak larut, menyebabkan penggunaan air
menjadi terbatas. Air tidak dapat dipergunakan untuk
keperluan rumah tangga dan industri. Kedua macam bahan ini
berasal dari larutan batu-batuan yang mengandung senyawa
Fe atau Mn seperti pyrit, kematit, mangan dan lain-lain. Dalam
limbah industri, besi berasal dari korosi pipa-pipa air, material
logam sebagai hasil reaksi elektro kimia yang terjadi pada
permukaan. Air yang mengandung padatan larut mempunyai
sifat mengantarkan listrik dan ini mempercepat terjadinya
korosi.
• Chlorida
Chlorida banyak dijumpai dalam pabrik industri kaustik soda.
Bahan ini berasal dari proses elektrolisa, penjernihan garam
dan lain-lain. Chlorida merupakan zat terlarut dan tidak
menyerap. Sebagai Chlor bebas berfungsi desinfektans, tapi
dalam bentuk ion yang bersenyawa dengan ion natrium
menyebabkan air menjadi asin dan merusak pipa-pipa
instalasi.
• Phosphat
Kandungan phosphat yang tinggi menyebabkan suburnya
546

algae dan organisme lainnya. Phosphat kebanyakan berasal
dari bahan pembersih yang mengandung senyawa phosphat.
Dalam industri kegunaan phosphat terdapat pada ketel uap
untuk mencegah kesadahan. Maka pada saat penggantian air
ketel, buangan ketel ini menjadi sumber phosphat.
Pengukuran kandungan phosphat dalam air limbah berfungsi
untuk mencegah tingginya kadar phosphat sehingga tidak
merangsang pertumbuhan tumbuh-tumbuhan dalam air.
Sebab pertumbuhan subur akan menghalangi kelancaran arus
air. Pada danau suburnya tumbuh-tumbuhan airakan
mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dan kesuburan
tanaman lainnya.
• Sulfur
Sulfat dalam jumlah besar akan menaikkan keasaman air. Ion
sulfat dapat terjadi secara proses alamiah. Sulfur dioxida
dibutuhkan pada sintesa. Pada industri kaustik soda ion sulfat
terdapat sewaktu pemurnian garam. Ion sulfat oleh bakteri
direduksi menjadi sulfida pada kondisi anaerob dan
selanjutnya sulfida diubah menjadi hidrogen sulfida. Dalam
suasana aerob hidrogen sulfida teroksidasi secara
bakteriologis menjadi sulfat. Dalam bentuk H2S bersifat racun
dan berbau busuk. Pada proses digester lumpur gas H2S yang
bercampur dengan metan CH4 dan CO2 akan bersifat korosif.
H2S akan menghitamkan air dan lumpur yang bila terikat
dengan senyawa besi membentuk Fe2 S.
bakteri
S2O3 + 2H+ . SO4 + 2C + 2H2O
2S + O2 + H2O
2HS + 2O2 S2O3 + H2O . 1 HCO3 + H2S.
H2S + 2O2 H2SO4.
• Nitrogen
Nitrogen dalam air limbah pada umumnya terdapat dalam
bentuk organik dan oleh bakteri berubah menjadi amonia.
Dalam kondisi aerobik dan dalam waktu tertentu bakteri dapat
mengoksidasi amonia menjadi nitrit dan nitrat. Nitrat dapat
digunakan oleh algae dan tumbuh-tumbuhan lain untuk
547

membentuk protein tanaman dan oleh hewan untuk
membentuk protein hewan. Perusakan protein tanaman dan
hewan oleh bakteri menghasilkan amonia.
Nitrit menunjukkan jumlah zat nitrogen yang teroksidasi. Nitrit
merupakan hasil reaksi dan menjadi amoniak ataudioksidasi
menjadi nitrit. Kehadiran nitrogen ini sering sekali dijumpai
sebagai nitrogen nitrit.
• Logam Berat dan Beracun
Logam berat pada umumnya seperti cuprum (tembaga),
perak, seng, cadmium, air raksa, timah, chromium, besi dan
nikel. Metal lain yang juga termasuk metal berat adalah arsen,
selenium, cobalt, mangan dan aluminium.
Cadmium ditemukan dalam buangan industri tekstil, elektro
plating, pabrik kimia. Chromium dijumpai dalam 2 bentuk yaitu
chrom valensi enam dan chrom valensi tiga. Chrom valensi
enam ditemukan pada buangan pabrik aluminium dan cat,
sedang chrom trivalen ditemukan pada pabrik tekstil, industri
gelas dan keramik.
Plumbum terdapat dalam buangan pabrik baterai, pencelupan
dolt cat. Logam ini dalam konsentrasi tertentu membahayakan
bagi manusia.
• Fenol
Istilah fenol dalam air limbah tidak hanya terbatas pada fenol
(C6H5 - OH) tapi bermacam-macam campuran organik yang
terdiri dari satu atau lebih gugusan hidroxil. Fenol yang
dengan konsentrasi 0,005/liter dalam air minum menciptakan
rasa dan bau apabila bereaksi dengan chlor membentuk
chlorophenol.
Sumber fenol terdapat pada industri pengolahan minyak, batu-
bara, pabrik kimia, pabrik resin, pabrik kertas, tekstil.
• Biochemical Oxigen Demand (BOD)
Dalam air buangan terdapat zat organik yang terdiri, dari unsur
karbon, hidrogen dan oksigen dengan unsur tambahan yang
lain seperti nitrogen, belerang dan lain-lain yang cenderung
menyerap oksigen. Oksigen tersebut dipergunakan untuk
menguraikan senyawa organik. Pada akhirnya kadar oksigen
548

dalam air buangan menjadi keruh dan kemungkinan berbau.
Pengukuran terhadap nilai Biochemical Oxigen Demand
(BOD) adalah kebutuhan oksigen yang terlarut dalam air
buangan yang dipergunakan untuk menguraikan senyawa
organik dengan bantuan mikroorganisme pada kondisi
tertentu. Pada umumnya proses penguraian terjadi secara
baik yaitu pada temperatur 20°C dan waktu 5 hari. Oleh
karena itu satuannya biasanya dinyatakan dalam mg perliter
atau kg.
• Chemical Oxigen Demand (COD)
Bentuk lain untuk mengukur kebutuhan oksigen ini adalah
COD. Pengukuran ini diperlukan untuk mengukur kebutuhan
oksigen terhadap zat organik yang sukar dihancurkan secara
oksidasi. Oleh karena itu dibutuhkan bantuan pereaksi
oksidator yang kuat dalam suasana asam. Nilai BOD selalu
lebih kecil daripada nilai COD diukur pada senyawa organik
yang dapat diuraikan maupun senyawa organik yang tidak
dapat berurai.
• Lemak dan Minyak
Lemak dan minyak ditemukan mengapung di atas permukaan
air meskipun sebagian terdapat di bawah permukaan air.
Lemak dan minyak merupakan senyawa ester dari turunan
alkohol yang tersusun dari unsur karbon, hidrogen dan
oksigen. Lemak sukar diuraikan bakteri tapi dapat dihidrolisa
oleh alkali sehingga membentuk senyawa sabun yang mudah
larut. Minyak pelumas yang berasal dari minyak bumi dipakai
dalam pabrik dan terbawa air cucian ketika dibersihkan.
Sebagai alat pencuci Bering Pula digunakan minyak pelarut.
Adanya minyak dan lemak di atas permukaan air merintangi
proses biologi dalam air sehingga tidak terjadi fotosintesa.
• Karbohidrat dan Protein
Karbohidrat dalam air buangan diperoleh dalam bentuk
sellulosa, kanji, tepung dextrim yang terdiri dari senyawa
karbon, hidrogen dan oksigen, baik terlarut maupun tidak larut.
Pada protein yang berasal dari bulu binatang seperti sutra
dengan unsur persenyawaan yang cukup kompleks
549

mengandung unsur nitrogen. Baik protein maupun karbohidrat
mudah rusak oleh mikroorganisme dan bakteri.
• Zat Warna dan Surfaktan
Timbulnya dalam air buangan adalah karena adanya senyawa
organik yang larut dalam air. Zat aktif permukaan ini
(surfaktan) sangat sukar berurai oleh aktivitas mikro-
organisme. Demikian juga zat warna yang merupakan
senyawa aromatik sukar berurai. Di antara zat warna ini ada
yang mengandung logam berat seperti chrom atau tembaga.
7.3. Limbah Gas dan Partikel
Udara adalah media pencemar untuk limbah gas. Limbah gas
atau asap yang diproduksi pabrik keluar bersamaan dengan udara.
Secara alamiah udara mengandung unsur kimia seperti O2, N2, NO2,
CO2, H2 dan Jain-lain. Penambahan gas ke dalam udara melampaui
kandungan alami akibat kegiatan manusia akan menurunkan kualitas
udara.
Zat pencemar melalui udara diklasifikasikan menjadi dua
bagian yaitu partikel dan gas. Partikel adalah butiran halus dan masih
rnungkin terlihat dengan mata telanjang seperti uap air, debu, asap,
kabut dan fume-Sedangkan pencemaran berbentuk gas tanya aapat
dirasakan melalui penciuman (untuk gas tertentu) ataupun akibat
langsung. Gas-gas ini antara lain SO2, NOx, CO, CO2, hidrokarbon
dan lain-lain.
Untuk beberapa bahan tertentu zat pencemar ini berbentuk
padat dan cair. Karena suatu kondisi temperatur ataupun tekanan
tertentu bahan padat/cair itu dapat berubah menjadi gas. Baik partikel
maupun gas membawa akibat terutama bagi kesehatan, manusia
seperti debu batubara, asbes, semen, belerang, asap pembakaran,
uap air, gas sulfida, uap amoniak, dan lain-lain.
Pencemaran yang ditimbulkannya tergantung pada jenis
limbah, volume yang lepas di udara bebas dan lamanya berada
dalam udara. Jangkauan pencemaran melalui udara dapat berakibat
luas karena faktor cuaca dan iklim turut mempengaruhi.
Pada malam hari zat yang berada dalam udara turun kembali
ke bumi bersamaan dengan embun. Adanya partikel kecil secara
550

terus menerus jatuh di atap rumah, di permukaan daun pada pagi hari
menunjukkan udara mengandung partikel. Kadang-kadang terjadi
hujan masam.
Arah angin mempengaruhi daerah pencemaran karena sifat
gas dan partikel yang ringan mudah terbawa. Kenaikan konsentrasi
partikel dan gas dalam udara di beberapa kota besar dan daerah
industri banyak menimbulkan pengaruh, misalnya gangguan jarak
pandang oleh asap kendaraan bermotor, gangguan pernafasan dan
timbulnya beberapa jenis penyakit tertentu.
Jenis industri yang menjadi sumber pencemaran melalui udara
di antaranya:
− industri besi dan baja
− industri semen
− industri kendaraan bermotor
− industri pupuk
− industri aluminium
− industri pembangkit tenaga listrik
− industri kertas
− industri kilang minyak
− industri pertambangan
Jenis industri semacam ini akumulasinya di udara dipengaruhi
arah angin, tetapi karena sumbernya bersifat stationer maka
lingkungan sekitar menerima resiko yang sangat tinggi dampak
pencemaran.
Berdasarkan ini maka konsentrasi bahan pencemar dalam
udara perlu ditetapkan sehingga tidak menimbulkan gangguan
terhadap manusia dan makhluk lain sekitarnya.
Jenis industri yang menghasilkan partikel dan gas adalah
sebagai tertera dalam tabel 6..
551

Tabel 7.6. Jenis industri dan limbahnya
No Jenis Industri Jenis Limbah
1. Industri pupuk Uap asam, NH3, bau, partikel
2. Pabrik pangan (ikan, daging, Hidrokarbon, bau,
minyak makan, bagase, bir partikel, CO, H2S dan uap asam.
3. Industri pertambangan (mineral) NOx, SOx,CO, HK,
semen, aspal, kapur, batu bara, bau, partikel.
karbida, serat gelas.
4. Industri metalurgi (tembaga, baja- Nox, SO, CO, HK, H2S, chlor,
seng, timah hitam, aluminium) bau dan partikel.
5. Industri kimia (sulfat, serat rayon HK, CO, NH3, bau dan partikel.
PVC, amonia, cat dan lain- lain
6. Industri pulp. SOx CO, NH3, H2S, bau.
7.3.1. Karakteristik Limbah Gas dan Partikel
Pada umumnya limbah gas dari pabrik bersumber dari
penggunaan bahan baku, proses, dan hasil serta sisa
pembakaran. Pada saat pengolahan pendahuluan, limbah gas
maupun partikel timbul karena perlakuan bahan-bahan sebelum
diproses lanjut. Limbah yang terjadi disebabkan berbagai hal
antara lain; karena reaksi kimia, kebocoran gas, hancuran bahan-
bahan dan lain-lain.
Pada waktu proses pengolahan, gas juga timbul sebagai
akibat reaksi kimia maupun fisika. Adakalnya limbah yang terjadi
sulit dihindari sehingga harus dilepaskan ke udara. Namun
dengan adanya kemajuan teknologi, setiap gas yang timbul pada
rangkaian proses telah dapat diupayakan pengendaliannya.
Sebagian besar gas maupun partikel terjadi pada ruang
pembakaran, sebagai sisa yang tidak dapat dihindarkan dan
karenanya harus dilepaskan melalui cerobong asap. Banyak jenis
gas dan partikel gas lepas dari pabrik melalui cerobong asap
ataupun penangkap debu harus ditekan sekecil mungkin dalam
upaya mencegah kerusakan lingkungan.
Jenis gas yang bersifat racun antara lain SO2, CO, NO.,
timah hitam, amoniak, asam sulfida dan hidrokarbon. Pencemaran
yang terjadi dalam udara dapat merupakan reaksi antara dua atau
lebih zat pencemar. Misalnya reaksi fotokimia, yaitu reaksi yang
terjadi karena bantuan sinar ultra violet dari sinar matahari.
552

Kemudian reaksi oksidasi gas dengan partikel logam dengan
udara sebagai katalisator.
Konsentrasi bahan pencemar dalam udara dipengaruhi
berbagai macam faktor antara lain: volume bahan pencemar, sifat
bahan, kondisi iklim dan cuaca, topografi.
• Oksida Nitrogen
Oksida nitrogen lazim dikenal dengan NO. bersumber dari
instalasi pembakaran pabrik dan minyak bumi. Dalam udara,
NO dioksidasi menjadi NO2 dan bila bereaksi dengan
hidrokarbon yang terdapat dalam udara akan membentuk
asap. NO2 akan berpengaruh terhadap tanam-tanaman dan
sekaligus menghambat pertumbuhan.
Pabrik yang menghasilkan NO di antaranya adalah pabrik pulp
dan rayon, almunium, turbin gas, nitrat, bahan peledak,
semen, galas, batubara, timah hitam, song dan peleburan
magnesium.
• Fluorida
Fluorida adalah racun bersifat kumulatif dan dapat
berkembang d atmosfer karena amat reaktif. Dalam bentuk
fluorine, zat ini tidak dihisap tanah tapi langsung masuk ke
dalam daun-daun menyebabkan daun berwarna kuning-
kecoklatan. Binatang yang memakan daunan tersebut bisa
menderita penyakit gigi rontok. Pabrik yang menjadi sumber
fluor antara lain pabrik pengecoran aluminium pabrik pupuk,
pembakaran batubara, pengecoran baja dan lainnya
• Sulfurdioksida
Gas SO2 dapat merusak tanaman, sehingga daunnya menjadi
kuning kecoklatan atau merah kecoklatan dan berbintik-bintik.
Gas ini juga menyebabkan hujan asam, korosi pada
permukaan logam dan merusak bahan nilon dan lain-lain.
Gas SO2 menyebabkan terjadinya kabut dan mengganggu
reaks foto sintesa pada permukaan daun. Dengan air, gas SO2
membentuk asam sulfat dan dalam udara tidak stabil. Sumber
gas SO2 adalal pabrik belerang, pengecoran biji logam, pabrik
asam sulfat, pabrik semen, peleburan tembaga, timah hitam
dan lain-lain. Dalam konsentrasi melebihi nilai ambang batas
553

dapat mematikan.
• Ozon
Ozon dengan rumus molekul O3 disebut oksidan merpakan
reaksi foto kimiawi antara NO2 dengan hidrokarbon karena
pengaruh ultra violet sinar matahari. Sifat ozon merusak daun
tumbuh-tumbuhan, tekstil dan melunturkan warna. Reaksi
pembentukan ozon sebagai berikut:
ultra violet
NO2 NO + On
O2 + On O3
NO + On NO2
Peroksil asetel nitrat merupakan reaksi NO2 dalam fotosintesa
merusakkan tanaman.
• Amonia
Gas amonia dihasilkan pabrik pencelupan, eksplorasi minyak
dan pupuk. Gas ini berbahaya bagi pemanfaatan dan baunya
sangat merangsang. Pada konsentrasi 25% mudah meledak.
• Partikel
Partikel merupakan zat dispersi terdapat dalam atmosfer,
berbagai larutan, mempunyai sifat fisis dan kimia.
Partikel dalam udara terdiri dari:
1. Asap, merupakan hasil dari suatu pembakaran.
2. Debu, partikel kecil dengan diameter 1 mikron.
3. Kabut, partikel cairan dengan garis tengah tertentu.
4. Aerosol, merupakan inti dari kondensasi uap.
5. Fume, merupakan hasil penguapan.
7.3.2. Bahan Lain yang Berbahaya dalam Pabrik
Di samping pada bahan pencemar yang lepas ke udara
terdapat pula bahan tertentu yang tersimpan ataupun masih
dalam proses di pabrik. Bahan ini karena sifat fisis dan kimianya
cukup berbahaya bagi lingkungan apabila terlepas dengan
sengaja ataupun tidak sengaja. Sifat racun suatu bahan belum
tentu sama dengan sifat bahaya. Bahan yang bersifat racun
554

belum tentu men imbulkan/merupakan bahaya apabila bahan
tersebut digunakan secara tepat. Sifat racun menunjukkan efek
biologis atau kemampuan untuk melukai tubuh, sedang sifat
bahaya menunjukkan kemungkinan kerugian. Bahan semacam ini
banyak digunakan sebagai bahan penolong ataupun bahan utama
pabrik kimia. Juga banyak diperoleh sebagai hasil jadi atau
sampingan.
Tingkat bahaya yang ditimbulkan sebagai racun sangat
membahayakan bagi manusia karena menimbulkan bermacam-
macam gangguan seperti: merusakkan kulit, menyulitkan
pernafasan, akut maupun kronis, bahkan dapat mematikan. Di
samping itu mempunyai daya ledak, mudah terbakar, mudah
menyala, sehingga pengelolaannya harus dilakukan dengan
sangat herhati-hati.
Bensena, siklo hexanol, asam sulfat, amonium hidroksida,
amonium sulfat, amonium nitrat, hidrogen karbon dioksida,
belerang dioksida dan lain-lain yang terdiri dari 90 macam bahan,
telah diklasifikasikan sebagai bahan racun dan berbahaya.
Masalah yang sering dijumpai dalam kaitannya dengan
bahan tersebut ialah tentang penyimpanan, pengolahan,
pengemasan dan transportasi. Oleh sebab itu pengawasan dan
pengamanan terhadap bahan ini harus ditingkatkan dari waktu ke
waktu menyangkut sifat fisis dankimia. Besarnya resiko kerusakan
lingkungan akibat bahan tersebut telah banyak terbukti seperti
tragedi Chernobyl di Uni Soviet ataupun Bhopal di India.
Kerusakan yang ditimbulkannya selain mengancam kehidupan
manusia juga akan mengancam biota lainnya baik dalam jangka
panjang maupun pendek.
Kehadiran bahan beracun dan berbahaya sebagai limbah
seperti mata rantai yang tak berujung. Bila kita bertolak dari sudut
pengadaan akan jelas bahwa kebutuhan bahan tersebut selalu
harus terpenuhi. Pengadaan dilakukan dari pabrik (produksi)
maupun import. Bahan ini dalam bentuknya sesuai dengan
sifatnya harus tersimpan secara baik. Lokasi penyimpanan dan
wadahnya juga harus memenuhi kriteria tertentu sesuai dengan
klasifikasi yang ditetapkan.
555

Barang-barang tersebut bila hendak dipindahkan/diangkut
untuk kebutuhan proses industri membutuhkan angkutan
tersendiri, mungkin dibutuhkan desain khusus alat pengangkut
sampai kepada proses, sehingga menjadi barang jadi atau
setengah jadi untuk kemudian dikonsumsi oleh industri hilir atau
konsumen langsung. Oleh pihak industri maupun konsumen untuk
sebagian terbuang sebagai limbah. Sebagai limbah yang
ekonomis dapat didaur ulang dan sebagai limbah nonekonomis
akan dibuang melalui proses pangolahan.
Pengadaan
Penyimpanan
Limbah ekonomis
Pengangkutan
Proses
Proses
Buangan
nonekonomis
Hasil jadi
Limbah
+
Setengah jadi
Industri + Konsumen
Bila dilihat dalam mata rantai tersebut, setiap titik akan
menimbulkan peluang untuk mencemarkan dan atau merusakkan
lingkungan. Kriteria beracun dan berbahaya akan memenuhi
setiap mata rantai tersebut. Berbahaya dan beracun yang
dimaksudkan karena dapat mematikan seketika atau pun
beberapa lama, dapat secara biologis, dapat berakumulasi dalam
lingkungan dan terakhir tidak bisa terdegradasi.
Ditinjau dari sudut pengawasan dan pengamanan bahan ini
pengelolaannya harus dilaksanakan mulai dari pengadaan sampai
kepada distribusi. Mengingat seringnya terjadi kecelakaan yang
ditimbulkan bahan beracun dan berbahaya maka setiap
pengusaha dianjurkan untuk membuat label setiap jenis bahan
tersebut. Label itu menunjukkan jenis bahan, sifat kimia maupun
556

fisikanya sehingga setiap orang dapat melihat dan membaca. Dari
penjelasan. dalam label mungkin juga terdapat beberapa usaha
pencegahan andaikata terjadi hal-hal yang tidak sesuai menurut
prosedur.
7.4. Limbah Padat
Limbah padat adalah hasil buangan industri berupa padatan,
lumpur, bubur yang berasal dari sisa proses pengolahan. Limbah ini
dapat dikategorikan menjadi dua bagian, yaitu limbah padat yaitu
dapat didaur ulang, seperti plastik, tekstil, potongan logam dan kedua
limbah padat yang tidak punya nilai ekonomis.
Bagi limbah padat yang tidak punya nilai ekonomis dapat
ditangani dengan berbagai cara antara lain ditimbun pada suatu
tempat, diolah kembali kemudian dibuang dan dibakar. Perlakuan
limbah padat yang tidak punya nilai ekonomis sebagian besar
dilakukan sebagai berikut:
1. Ditumpuk pada Areal Tertentu
Penimbunan limbah padat pada areal tertentu
membutuhkan areal yang luas dan merusakkan pemandangan di
Penimbunan.
sekeliling penimbunan. ini mengakibatkan
pembusukan yang menimbulkan bau di sekitarnya, karena adanya
reaksi kimia yang rnenghasilkan gas tertentu.
Dengan penimbunan, permukaan tanah menjadi rusak dan
air yang meresap ke dalam tanah mengalami kontaminasi dengan
bakteri tertentu yang mengakibatkan turunnya kualitas air tanah.
Pada musim kemarau timbunan mengalami kekeringan dan ini
mengundang bahaya kebakaran.
2. Pembakaran
Limbah padat yang dibakar menimbulkan asap, bau dan
debu. Pembakaran ini menjadi sumber pencemaran melalui udara
dengan timbulnya bahan pencemar baru seperti NOR,
hidrokarbon, karbon monoksida, bau, partikel dan sulfur dioksida.
3. Pembuangan
Pembuangan tanpa rencana sangat membahayakan
557

lingkungan. Di antara beberapa pabrik membuang limbah
padatnya ke sungai karena diperkirakan larut ataupun membusuk
dalam air. Ini adalah perkiraan yang keliru, sebab setiap
pembuangan bahan padatan apakah namanya lumpur atau
buburan, akan menambah total solid dalam air sungai.
Sumber limbah padat di antaranya adalah pabrik gula, pulp
dan rayon, plywood, pengawetan buah, ikan dan daging dan lain-
lain. Secara garis besar limbah padat dapat diklasifikasikan
sebagai berikut:
1. Limbah padat yang mudah terbakar
2. Limbah padat yang sukar terbakar
3. Limbah padat yang mudah membusuk
4. Limbah berupa debu
5. Lumpur
6. Limbah yang dapat didaurulang
7. Limbah radio aktip
8. Limbah yang menimbulkan penyakit
9. Bongkaran bangunan
Berdasarkan klasifikasi limbah padat serta akibat-akibat
yang ditimbulkannya sistem pengelolaan dilakukan menurut:
1. Limbah padat yang dapat ditimbun tanpa membahayakan.
2. Limbah padat yang dapat ditimbun tetapi berbahaya.
3. Limbah padat yang tidak dapat ditimbun.
Di dalam pengolahannya dilakukan melalui tiga cara yaitu
pemisahan, penyusutan ukuran dan pengomposan. Dimaksud
dengan pemisahan adalah pengambilan bahan tertentu kemudian
diolah kembali sehingga mempunyai nilai ekonomis. Penyusutan
ukuran bertujuan untuk memudahkan pengolahan limbah
selanjutnya, misalnya pembakaran. Dengan ukuran lebih kecil
akan lebih mudah membawa atau membakar pada tungku
pembakaran. Jadi tujuannya adalah pengurangan volume maupun
berat. Pengomposan adalah proses melalui biokimia yaitu zat
organik dalam limbah dipecah sehingga menghasilkan humus
yang berguna untuk memperbaiki struktur tanah. Banyak jenis
limbah padat dari pabrik yang upaya pengelolaannya dilakukan
menurut kriteria yang telah ditetapkan.
558

7.4.1. Dampak Pencemaran Terhadap Lingkungan
Pencemaran lingkungan berakibat terhadap kesehatan manusia,
tata kehidupan, pertumbuhan flora dan fauna yang berada dalam
jangkauan pencemaran. Gejala pencemaran dapat terlihat pada jangka
waktu singkat maupun panjang, yaitu pada tingkah laku dan
pertumbuhan. Pencemaran dalam waktu relatif singkat, terjadi seminggu
sampai dengan setahun sedangkan pencemaran dalam jangka panjang
terjadi setelah masa 20 tahun atau lebih. Gejala pencemaran yang terjadi
dalam waktu singkat dapat diatasi dengan melihat sumber pencemaran
lalu mengendalikannya.
Tanda-tanda pencemaran ini gampang terlihat pada komponen
lingkungan yang terkena pencemaran. Berbeda halnya dengan
pencemaran yang terjadi dalam waktu yang cukup lama. Bahan
pencemar sedikit demi sedikit berakumulasi. Dampak pencemaran
semula tidak begitu kelihatan. Namun setelah menjalani waktu yang
relatif panjang dampak pencemaran kelihatan nyata dengan berbagai
akibat yang ditimbulkan. Unsur-unsur lingkungan,mengalami perubahan
kehidupan habitat. Tanaman yang semula hidup cukup subur menjadi
gersang dan digantikan dengan tanaman lain. Jenis binatang tertentu
yang semula berkembang secara wajar beberapa tahun kemudian
menjadi langka, karena mati atau mencari tempat lain. Kondisi kesehatan
manusia juga menunjukkan perubahan; misalnya, timbul penyakit baru
yang sebelumnya tidak ada.
Kondisi air, mikroorganisme, unsur hara dan nilai estetika
mengalami perubahan yang cukup menyedihkan. Bahan pencemar yang
terdapat dalam limbah industri ternyata telah memberikan dampak serius
mengancam satu atau lebih unsur lingkungan: Jangkauan pencemar
dalam jangka pendek maupun panjang tergantung pada sifat limbah,
jenis, volume limbah, frekuensinya dan lamanya limbah berperan.
A. Bahan Beracun dan Berbahaya sebagai Pencemar Lingkungan
Bahan pencemar yang terkandung dalam limbah terdiri dari
bahan beracun dan atau berbahaya. Beracun artinya dapat
membunuh manusia atau makhluk lain bila takarannya melebihi
ukuran yang disyaratkan. Sedangkan berbahaya masuk tubuh belum
tentu beracun tapi juga dapat merusakkan tubuh. Parameter limbah
menunjukkan daya racun dan berbahaya bila salah satu atau lebih
559

dari sifat berikut ini dipenuhi, yaitu:
1. Bahannya sendiri bersifat racun
2. Mudah terbakar dan menyala
3. Oksidator dan reduktor
4. Mudah meledak
5. Bahan peledak
6. Korosif
7. Iritatif
8. Radio aktif
9. Gas bertekanan
10. Membahayakan ekosistem
Ada beberapa bahan kimia yang sangat besar manfaatnya dan
dipergunakan sehari-hari tapi mempunyai daya racun yang cukup
tinggi, misalnya racun yang dipergunakan untuk membunuh tikus,
serangga, nyamuk, dan racun lainnya sejenis pestisida. Sebagai
bahan organik yang siap pakai senantiasa diberikan tanda-tanda
peringatan ataupun catatan pada pembungkus/paching sehingga
merupakan petunjuk bagi si pemakai.
Bahan yang mudah menyala dan terbakar disebabkan bereaksi
dengan oksigen bila dekat dengan sumber panas pada suhu atau
tekanan tertentu akan menimbulkan ledakan maupun api.
Misalnya amonia (NH3) berbentuk gas tidak berwarna, baunya
khas: Disimpan dalam keadaan cair pada tekanan 10 atmosfir. Titik
leleh: - 77°C dan titik didih: -33°C. Akan menyala sendiri pada suhu
629°C. Gas ini mempengaruhi kulit, pencernaan dan pernafasan.
Meledak dari wadahnya bila terkena nyala api.
Terjadinya pencemaran karena perlakuan yang tidak
semestinya terhadap bahan tersebut, mulai dari penanganan awal
sampai kepada distribusi. Kontak dengan hawa panas, wadah
terbuka, kebocoran dan tercecer menyebabkan bahan ini terbuang
dengan media pencemar udara ataupun air.
B. Jenis Pencemar
Berbagai jenis pencemar ditemukan dalam limbah ataupun
bahan untuk keperluan rumah tangga. Bahan ini dapat ditemukan
sebagai bahan kimia organik atau anorganik, di dalam limbah maupun
560

tidak. Daya pencemaran yang ditimbulkan selain dari sifat yang
dimiliki juga tergantung pada volume. Tabel 6 adalah contoh bahan
yang secara umum ditemukan baik sebagai bahan baku, penolong
dan bahan jadi maupun juga ditemukan sebagai limbah.
C. Volume Limbah
Semakin besar volume limbah, pada umumnya, bahan
pencemarnya semakin banyak. Hubungan ini biasanya terjadi secara
linier. Oleh sebab itu dalam pengendalian limbah sering juga
ditipayakan pengurangan volume limbah. Kaitan antara volume
limbah dengan volume badan penerima juga sering digunakan
sebagai indikasi pencemaran. Perbandingan yang mencolok
jumlahnya antara volume limbah dan volume penerima limbah juga
menjadi ukuran tingkat pencemaran yang ditimbulkan terhadap
lingkungan. Misalnya limbah sebanyak 100 m3 air per 8 jam
mempunyai konsentrasi plumbum 4 mg/hari dialirkan ke suatu sungai
yang mempunyai debit 8.000 m3 per jam.
D. Frekuensi Pembuangan Limbah
Pabrik yang secara kontinu membuang limbah berbeda dengan
pabrik yang membuang limbah secara periodik walau konsentrasi
pencemar sama, dan jumlah buangannya pun sama. Pengaruh
terhadap lingkungan mengalami perbedaan.
Dalam hal sering tidaknya suatu pabrik membuang limbah
tergantung terhadap proses pengolahan dalam pabrik. Artinya volume
air buangannya tergantung dari volume produksinya. Semakin tinggi
produksi semakin tinggi volume limbahnya. Ada pabrik yang dalam
periode tertentu jumlah airnya melebihi daripada kondisi sehari-hari.
Setiap lima hari dalam sebulan volume limbahnya sangat berlebih,
kecuali bila pabrik blow down. Atau ada pabrik yang hanya
membuang limbah sekali dalam seminggu sedangkan pada hari-hari
lainnya tidak. Semakin banyak frekuensi pembuangan limbah,
semakin tinggi tingkat pencemaran yang ditimbulkan.
E. Dampak Pencemaran
Dampak pencemaran limbah terhadap lingkungan harus dilihat
dari jenis parameter pencemar dan konsentrasinya dalam air limbah.
561

Dari satu sisi suatu limbah mempunyai parameter tunggal dengan
konsentrasi yang relatif tinggi, misalnya Fe. Di sisi lain ada limbah
dengan 10 parameter tapi dengan konsentrasi yang juga melewati
ambang batas. Persoalannya bukan yang mana lebih baik daripada
yang terburuk, melainkan yang manakah seharusnya lebih mendapat
prioritas.
1. Pencemaran Limbah Cair
Parameter fisika, kimia dan biologis diukur melalui
komponen bahan yang terdapat dalam air limbah. Tabel berikut
menunjukkan jenis parameter umum yang diukur dari berbagai
kepentingan dengan kegiatan pengendalian lingkungan.
• Parameter Fisika
Yang dimaksud dengan parameter fisika adalah berbagai sifat
air yang dapat ditetapkan dengan cara pengukuran secara
fisis seperti kekeruhan, salinitas, daya hantar listrik, bau, suhu,
lumpur dan lain-lain. Kekeruhan air menunjukkan bahwa
dalam air banyak partikel yang larut, terendap, melayang dan
terapung yang terdiri dari berbagai persenyawaan. Partikel ini
berupa peruraian dari zat organik, jasad renik, lumpur dan
tanah fiat. Adanya partikel tersebut membatasi cahaya sinar
matahari masuk dalam air sehingga menghalangi reaksi foto
sintesa. Di antara partikel ini ada yang bersifat membawa
kesuburan bagi tanaman air tertentu.
Berbeda halnya dengan kadar salinitas yang menunjukkan
kadar garam dalam air. Semakin tinggi kadar garam air
semakin asin dan penggunaannya pun terbatas. Tingkat
konduktifitas air diukur dengan daya air untuk mengantarkan
arus listrik. Tingginya konduktifitas air menyatakan bahwa
terdapat ion yang cukup baik menghantarkan listrik terutama
ion logam. Padatan yang terdapat dalam air limbah yaitu
bahan yang tersisa apabila limbah disaring atau divapkan.
Padatan ini terdiri padatan terlarut, mengendap dan
tercampur.
Jenis parameter pencemar secara fisis dalam kapasitas
tertentu mengakibatkan perubahan badan penerima. Adanya
perubahan itu maka fungsi penggunaan air tidak sesuai lagi
562

dengan peruntukannya. Keruh, berbau, berwarna, rasa asin
dari lain-lain adalah indikasi yang menyatakan perubahan
kualitas badan penerima. Apabila kondisi pencemaran ini tidak
mengalami perubahan, berarti daya dukung lingkungan tidak
mampu menetralisasi parameter pencemar tersebut.
• Parameter Kimia
Sebagian besar senyawa kimia dalam air termasuk dalam
kategori kimia organik maupun anorganik. Parameter kimia
paling dominan dalam mengukur kondisi badan air akibat
buangan industri. Barangkali parameter ini yang paling hanya
menciptakan kecemaran dan bahaya terhadap lingkungan.
Oksigen mempunyai peranan penting dalam air. Kekurangan
oksigen dalam air mengakibatkan tumbuhnya mikroorganisme
dan bakteri. Bakteri berfungsi untuk menguraikan zat organik
dalam air. Dalam air terjadi reaksi oksigen dengan zat organik
oleh adanya bakteri aerohik. Atas dasar reaksi ini dapat
diperkirakan bahan pencemar oleh zat organik.
• Keasaman Air
Nilai keasaman air (pH) ditentukan oleh banyaknya ion
hidrogen yang terlarut dalam air. Keasaman mempunyai nilai
antara 1-14. Kondisi air normal, bila tingkat keasaman berkisar
antara 6,5 s/d 8,5. Air yang mempunyai tingkat keasaman
tinggi mengakibatkan kehidupan makhluk dalam air menjadi
terancam. Yang membuat air menjadi asam adalah buangan
yang mengandung asam, seperti asam sulfat dan klorida.
Keasaman air yang rendah membuat air sukar berbuih, karena
mengandung zat seperti kalium, natrium. Keasaman tinggi
maupun rendah membuat air menjadi steril yang
mengakibatkan tidak dapat dipergunakan.
• Logam Berat
Yang termasuk logam berat adalah besi, air raksa (merkuri),
cadmium, chromium, nikel, plumbum dan lain-lain. Sebagian
besar logam ini ditemukan dalam buangan berbentuk
anorganik. Kandungan logam dalam buangan dan badan
penerima mengurangi penggunaan air. Logam termasuk
bahan beracun.
563

Tabel 6.7. Jenis parameter pencemar yang diukur dalam air limbah
No Parameter Satuan Keterangan
I Yang termasuk parameter pencemaran
fisika :
1. Warna Pt Co
2. Kekeruhan mg/1
3. Salinitas 0/00
4. Konduktifitas M ohms
5. Padatan total mg/1
6. Suspensi solid mg/1
7. Padatan terlarut
8. Bau -
9. Temperatur oC
II Yang termasuk parameter kimia
anorganik
1. Konsentrasi ion hidrogen -
2. Zat-zat organik mg/1
3. COD -“-
4. BOD
5. Kesadahan -“-
6. Kalsium
7. Magnesium -“-
8. P. alkalinitas
9. M. alkalinitas -“-
10. CO2
11. Garam-garam karbonat
12. Nitrit -“-
13. Nitrat ^_
14. Chlorida
15. Sianida
16. Silika -“-
17. Phosphat
18. Amoniak
19. Besi -“-
20. Timbal
21. Natrium
22. Kalium -“-
23. Tembaga
564

No Parameter Satuan Keterangan
24. Seng mg/1
25. Arsen
26. Mangan -“-
27. Chrom
28. Air raksa
29. Nikel
30. Fluorida
Organik :
1. Minyak dan lemak mg/1
2. Pestisida -“-
3. Hidrokarbon
4. Chloroforen
5. Protein mg/1
6. Fenol
III Yang termasuk parameter biologis
1. Bakteri dan jenis-jenisnya Banyak per
100 ml
2. Organisme phatogen. Banyak per
100 ml
IV Radioaktif
1. Radium 226 Pci / l
2. Strontium 90 Pci / l
Dalam konsentrasi tertentu bila termakan manusia
membahayakan kesehatan bahkan mengancam kehidupan.
Plumbum dapat menyebabkan mabuk dan merupakan racun yang
berakumulasi. Nikel dan chrom bersifat racun dan dapat
menyebabkan kanker walaupun dalam jumlah kecil. Adanya
logam tersebut mengakibatkan terganggunya kehidupan dalam
air, penggunaan air sebagai air minum, air untuk pertanian, air
untuk perikanan.
Plumbum sangatberacun. Dalam air minum hanya diizinkan
50 mg/liter. Plumbum dapat diendapkan dengan CaOH atau
NaOH dalam bentuk Pb (OH)2; dengan NaCO3 dalam bentuk
PbCO3.
Merkuri sangat beracun dan dalam air minum hanya
diizinkan 2 mg/liter. Untuk menghilangkan merkuri dalam air
565

dilakukan penyesuaian pH : 5 – 6, dengan asam sulfur dan
kemudian ditambahkan sodium sulfida. Diperoleh sulfida yang
tidak larut yang selanjutnya dapat difiltrasi.
Minyak dan lemak dalam gugusan ester akan
terdekomposisi menjadi unsur karbon, hidrogen dan oksigen pada
suhu tinggi melalui reaksi bahan kimia lain. Sebagian dari minyak
dan lemak mengapung dan menutup permukaan air sedangkan
sebagian lagi mengendap berbentuk lumpur. Penghilangan
minyak dan lemak dalam limbah cair dibahas pada bab
selanjutnya.
Fenol menjadi racun bagi ikan pada konsentrasi 2 mg/liter,
berbau dan terasa pada air minum pada konsentrasi 0,005
mg/liter. Pada umumnya konsentrasi fenol ditetapkan 0,1 mg/liter
untuk Best Practical Control Technology Currently Available pada
tahun 1977 dan 0,02 mg/liter untuk Best Available Control
Technology Economically Achievable. Untuk mengurangi
konsentrasi fenol dalam air buangan ada beberapa metode
perlakuannya antara lain incineration, absorbtion, chemical
oxidation, biological, daur ulang dan lain-lain. Proses daur ulang
bila effluent ada sekitar 200 liter/menit dengan konsentrasi 2000
mg/liter. Ekstraksi menggunakan packed column influent 3000
mg/liter, efisiensi mencapai 93%.
2. Pencemaran Limbah Padat
Pencemaran lingkungan yang ditimbulkan limbah padat
kemungkinan adalah timbulnya gas beracun, di antaranya asam
sulfida, amoniak methan, CO2, CO. Limbah dari berbagai macam
bentuk dan jenis bertumpuk pada satu tempat mengakibatkan
terjadinya pembusukan dengan bantuan mikroorganisme. Adanya
musim hujan dan kemarau ganti-berganti, proses pemecahan
bahan organik oleh bakteri penghancur dalam suasana aerob
maupun anerob menimbulkan gas.
• Penurunan Kualitas Udara
Pengaruh terhadap kualitas udara akibat timbulnya gas hasil
reaksi kimia dalam timbunan limbah. Gas seperti H2S, NH3,
methane akan terkonsentrasi di udara dengan nilai tartentu.
Dalam konsentrasi 50 ppm H2S membuat mabuk dan pusing.
566

Konsentrasi H2S yang diizinkan 30 mg per meter kubik udara.
Karbon monoksida (CO) berasal dari sisa pembakaran yang
tidak sempurna. Nilai ambang batas CO 100 ppm = 110 mg
per meterkubik udara. Amoniak yang berupa gas pada suhu
dan tekanan normal mempunyai nilai ambang batas 35 mg per
meter kubik udara.
Serat asbestos, hidrokarbon, fenol, natrium sulfida, oksida
logam dari pembakaran, seng, oksida, SO2 yang berasal dari
bahan padat merupakan racun bagi manusia.
• Penurunan Kualitas Air
Buangan jenis padat berupa lumpur, buburan dengan tidak
disadari dibuang bersama air limbah. Demikian juga bentuk
padatan lain yang tidak ekonomis dibuang langsung ke
perairan. Padatan tersebut dalam air dipecah dan berurai
menjadi bahan pencemar lain seperti padatan larut, padatan
mengendap dan zat organik lain. Kekeruhan air, warna dan
rasa air berubah. Air menjadi beracun akibat limbah padat
tersebut.
• Kerusakan Permukaan Tanah
Timbunan sampah menghasilkan gas nitrogen, hidrogen,
amoniak dan asam sulfida. Adanya zat merkuri, chrom dan
arsen menimbulkan gangguan terhadap bio tanah, tumbuhan,
merusak struktur permukaan dan tekstur tanah. Limbah lain
seperti oksida logam, baik yang terlarut maupun dalam areal
permukaan tanah, menjadi racun.
3. Pencemaran Limbah Gas
Gas tertentu yang lepas ke udara dalam konsentrasi tertentu
akan membunuh manusia. Konsen trasi fluorida yang
diperkenankan dalam udara 2,5 mg/meter kubik. Fluorida dan
persenyawaannya adalah racun dan mengganggu metabolisme
kalsium dan enzim. Sedangkan hidrogen fluorida sangat initatif
terhadap jaringan kulit, merusak paru-paru dan menimbulkan
penyakit pneumonia.
Asam sulfida, garam sulfida dan karbon disulfida adalah
persenyawaan yang mengandung sulfur. Persenyawaan sulfida
567

dapat terurai dan lepas ke udara menyebabkan kerusakan pada
sel susunan saraf. Dalam kadar rendah tidak berbau dan bila
kadar bertambah menyebabkan bau yang tidak enak gejalanya
cepat menghebat menimbulkan pusing, batuk dan mabuk.
Uap, yaitu bentuk gas dari zat tertentu tidak kelihatan dan
dalam ruangan berdifusi mengisi seluruh ruang. Yang harus
diketahui adalah jenis uap yang terdapat dalam ruangan karena
untuk setiap zat berbeda.daya reaksinya. Zat-zat yang mudah
menguap adalah amoniak, chlor, nitrit, nitrat dan lain-lain.
Debu yaitu partikel zat padat yang timbul pada proses
industri sepeti pengolahan, penghancuran dan peledakan, baik
berasal dari bahan organik maupun dad anorganik. Debu, karena
ringan, akan melayang di udara dan turun karena gaya tarik bumi.
Debu yang membahayakan adalah debu kapas, debu asbes,
debu silicosis, debu stannosis pada pabrik timah putih, debu
siderosis, debu yang mengandung Fe2O3.
Penimbunan debu dalam paru-paru akibat lingkungan
mengandung debu yaitu pada manusia yang ada di sekitarnya
bekerja atau bertempat tinggal. Kerusakan kesehatan akibat debu
tergantung pada lamanya kontak, konsentrasi debu dalam udara,
jenis debu itu sendiri dan lain-lain.
Asap adalah partikel dari zat karbon yang keluar dari
cerobong asap industri karena pembakaran tidak sempurna dari
bahan-bahan yang mengandung karbon. Asap bercampur dengan
kabut/uap air pada malam hari akan turun ke bumi bergantungan
pada daun-daunan ataupun berada di atas atap rumah.
Bahan yang bersifat partikel menurut sifatnya akan
menimbulkan:
− Ransangan saluran pernafasan
− Kematian karena bersifat racun
− Alergi
− Fibrosis
− Penyakit demam
Bahan yang bersifat gas dan uap menurut sifat-sifatnya akar
berakibat:
1. Merangsang penciuman seperti: HC1, H2S, NH3
568

2. Merusak alat-alat dalam tubuh, misalnya CaCI
3. Merusak susunan saraf: uap plumbum, fluorida
4. Merusak susunan darah: benzena
Untuk menghindari dampak yang diakibatk'an limbah melalui
udara selain menghilangkan sumbernya juga dilakukan
pengendalian dengan penetapan nilai ambang batas. Nilai
ambang batas adalah kadar tertinggi suatu zat dalam udara yang
diperkenankan, sehingga manusia dan makhluk lainnya tidak
mengdlami gangguan penyakit atau menderita karena zat
tersebut. Di samping itu masih ada rumusan lain yang diberikan
khusus bagi para pekerja dalam lingkungan itu. Karena waktu
kerja manusia pada umumnya 8 jam sehari, 40 jam seminggu,
maka nilai ambang batas bagi mereka berbeda dengan nilai
ambang batas pada umumnya. Suatu zat yang sama akan
berbeda pengetrapannya terhadap kedua obyek yang berbeda,
misalnya antara manusia dan hewan, antara manusia dengan
manusia sendiri dalam dua lingkungan yang berbeda.
7.5. Nilai Ambang Batas
Daya racun suatu bahan tergantung pada kualitas dan
kuantitas bahan tersebut. Dengan jumlah sedikit sudah
membahayakan manusia ini tidak lain karena kualitasnya cukup
memadai untuk membunuh. Oleh sebab itu pengetahuan akan sifat
fisika dan kimia bahan beracun dan berbahaya sangat penting bagi
karyawan yang bekerja dalam pabrik. Kegunaan bahan, akibatnya
terhadap manusia dan lingkungan, tanaman dan hewan, walau
sebagai pengetahuan umum sangat penting peranannya. Demikian
juga sifat bahan terhadap pengaruh temperatur tinggi, terhadap air,
terhadap benturan dan sebagainya perlu dipahami oleh para
karyawan di pabrik.
Nilai ambang batas pada mulanya ditujukan pada karyawan
yang bekerja di perusahaan industri yaitu untuk menjamin kesehatan
dan keselamatan kerja selama mereka bekerja dalam pabrik.
Sebagai karyawan yang bekerja untuk puluhan tahun harus terjamin
kesehatannya akibat kondisi udara dan lingkungan kerjanya. Udara
sekelilingnya haruslah memenuhi syarat kesehatan walaupun
mengandung bahan tertentu.
569

Agar udara memenuhi syarat kesehatan maka konsentrasi
bahan dalam udara ditetapkan batasannya. Artinya konsentrasi
bahan tersebut tidak mengakibatkan penyakit atau kelainan selama
delapan jam bekerja sehari atau 40 jam seminggu. Ini menunjukkan
bahwa di tempat kerja tidak mungkin bebas polusi udara. Nilai
ambangbatas adalah alternatif bahwa walau apapun yang terdapat
dalam lingkungan kerjanya, manusia merasa aman. Dalam
perkataan lain, nilai ambangbatas juga diidentikkan dengan kadar
maksimum yang diperkenankan.
Kedua pengertian ini mempunyai tujuan sama. Daya tahan
manusia atau reaksi fisiologi manusia berbeda terhadap bahan
tertentu seperti misalnya reaksi suatu bangsa terhadap penyakit
tertentu. Di samping itu efek cuaca dan dan musim turut
mempengaruhi konsentrasi sehingga antara satu periode perlu
mendapat perubahan. Untuk keadaan lain nilai ambang batas ini
diambil secara rata-rata.
Pada umumnya satuan yang dipakai untuk nilai ambang batas
adalah mg/m3 yaitu bagian dalam sejuta yang disingkat dengan bds
atau ppm (part per million). Satuan mg/m3 biasanya dikonversikan
kepada satuan mg/liter melalui:
273 + t o C
mg / liter 760
ppm = X 22,400 X X
M 273 P
ppm = part per million (bagian dalam sejuta)
M = berat molekul
p = tekanan dalam mm. Hg.
t = suhu dalam derajat Celcius
mg/1 = satuan untuk ppm
Antara satu senyawa dengan senyawa lain berbeda nilai
ambang batasnya dan antara senyawa itu sendiri juga berbeda untuk
waktu yang berbeda pula.
Tabel kuali