Perancangan dan Pengendalian Operasi

Perencenaan dan pengendalian operasi

Informasi Manajemen

1.             Proses Kerja Pembuatan Keramik Dinding

Adapun proses yang terjadi pada pembuatan keramik dinding di PT. KIA adalah sebagai berikut :

1.           Persiapan massa bodi (Body Preparation)

2.           Penekanan (Pressing)

3.           Pembakaran pertama (Biscuit Kiln)

4.           Pengglasuran (Glazing)

5.           Pembakaran kedua (Glost Kiln)

6.           Pemeriksaan awal dan pengepakan (Sortir dan Packing)

7.           Pemeriksaan akhir (Final Inspection by Quality Control)

1.1         Persiapan Massa Bodi (Body Preparation)

Pada persiapan massa bodi, proses yang harus dilakukan adalah sebagai berikut :

1.           Persiapan bahan baku

2.           Proses penimbangan bahan baku

3.           Proses penggilingan

4.           Proses pengeringan / pembentukan powder

1.2         Proses Penekanan (Pressing)

          Proses penekanan atau lebih dikenal dengan press merupakan suatu teknik pembentukan bahan keramik dengan cara pemberian tekanan. Dimana dalam proses tersebut terjadi :

1.      Pembentukan bodi

2.      Pemadatan bodi

3.      Perapatan bodi (mengurangi ruang kosong antar partikel)

Mesin press yang digunakan oleh PT. KIA Plant Cileungsi adalah mesin pressing hidrolik, yaitu jenis PH 1400 dengan area press 4417 .

Prinsip yang digunakan dalam proses pressing ini adalah dry pressing dengan menggunakan tekanan tinggi. Mesin ini menggunakan minyak (oli) yang berfungsi untuk menggerakan piston. Pada awalnya mesin PH 1400 mempunyai tekanan 100 bar setelah diteruskan ke piston multiplayer unit, tekanan bisa mencapai 317 bar.

1.3         Proses Pembakaran Pertama (Biscuit Kiln)

Sistem pembakaran yang digunakan oleh PT. KIA Plant Cileungsi untuk ubin dinding (wall tile) adalah double firing yaitu pembakaran green tile menjadi biskuit dan pembakaran glasur. Bila ubin dinding dibakar tiga kali maka pembakaran yang ketiga disebut decorative firing. Tetapi untuk saat ini tiga kali pembakaran sudah tidak dilakukan lagi karea kebutuhan pasar akan produknya tidak signifikan.

Biskuit kiln dilengkapi oleh :

·      Smoke air fan, yang berfungsi :

a.            Penghisap udara panas atau pembuang gas CO2

b.           Pembuang uap air

c.            Penguapan tegel

·      Combustion air fan, yang berfungsi sebagai pemberi O2 untuk keperluan pembakaran.

·      Speed cold air fan, yang berfungsi memberikan udara untuk mendinginkan material setelah pembakaran, diukur menggunakan servo dengan temperature 570-600 .

·      Hot air fan, yang berfungsi sebagai penetralisir udara panas didaerah cooling zone.

·      Hot air fan rlw, yang berfungsi sebagai penetralisir udara panas di area rapid cooling.

·      Cold air fan, yang berfungsi sebagai pemberi udara untuk pendinginan material sebelum keluar dari kiln.

Biskuit kiln ini terbagai atas beberapa zona, diantaranya :

1.    Drying Zone (110-250

2.    Preheating Zone (500-950

3.    Degasifikasi (880-1000

4.    Zona Jembatan (bridge zone)

5.    Firing zone

6.    Cooling zone

Proses pembakaran bodi keramik didalam roller kiln berlangsung selama Bahan bakar kiln adalah gas alam yang berasal dari PN Gas Alam Cirebon, yang bertekanan 30-75 mbar. Jumlah gas yang masuk diatur oleh servomotor secara otomatis sesuai dengan temperatur yang ingin dicapai. Produk akhir dari kil adalah biskuit. Biskuit yang telah memenuhi standar dan tidak mengalami cacat akan disusun didalam penampungan yang biasa disebut pagkoni, untuk diteruskan ke proses berikutnya yaitu aplikasi glasur.

1.4         Persiapan Glasur (Glaze Preparation)

Bagian ini adalah proses persiapan glasur sebelum diaplikasikan pada biskuit. Glaze Preparation membuat glasur, pasta, dan engobe. Untuk waktu penggilingan bervariasi yaitu 45 menit untuk pasta, 10-12 jam untuk engobe, dan 10-12 jam untuk glasur.

  Proses pengglasuran dibagi menjadi 2 tahap, yaitu :

·         Persiapan massa glasur

·         Pengaplikasian glasur

1.    Persiapan Massa Glasur

Glasur yang akan dilapisi pada permukaan bodi keramik disiapkan melalui tahap berikut ini :

a.         Penimbangan Material Glasur

     Glasur merupakan lapisan gelas tipis yang meleleh diatas permukaan bodi keramik. Glasur digunakan sebagai pelapis keramik dalam jumlah yang relatif sedikit namun sangat mempengaruhi penampakan tegel jadi. Proses penimbangan bahan-bahan glasur harus dilakukan dengan hati-hati dan sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan. Karena komposisi glasur yang berbeda akan mempengaruhi jenis tegel yang dihasilkan. Disamping itu dikarenakan harga material glasur yang relatif sangat mahal bila dibandingkan dengan material pembentuk keramik lain. Kesalahan pada komposisi glasur mempengaruhi biaya produksi. Sebelum melakukan penimbangan perlu kiranya untuk melakukan perhitungan jumlah masing-masing material yang akan ditimbang, karena komposisi glasur yang diterima biasanya dalam berat kering. Oleh karena itu kadar air dari tiap bahan perlu diperiksa terlebih dahulu sebelum dilakukan penimbangan. Jumlah air yang ditambahkan tergantung dari densitas hasil giling dan jenis glasur.

b.        Pencampuran dan penggilingan material glasur

Bahan-bahan untuk penggilingan glasur yang telah ditimbang, dicampurkan dan digiling ke dalam ball mill. Ball mill glasur yang digunakan adalah :

Tabel 1.1 Jenis-jenis Ball Mill pada Glaze Preparation

Tipe ball mill	Kapasitas (Kg)	Waktu Penggilingan
SACMI	6000	10 - 12 JAM
ELSA	1500 – 2000	5 - 6 JAM
ANA	100 – 300	6 - 8 JAM

        (Sumber : PT. KIA)

Keterangan : tipe ANA hanya dipakai untuk percobaan (pilot plant) dan tidak digunakan untuk proses produksi

Faktor-faktor yang mempengaruhi lamanya proses penggilingan (milling time) adalah :

1.      Kecepatan penggilingan, dimana kecepatan penggilingan yang biasa digunakan adalah 17 rpm.

2.      Jenis material yang digiling dan dimesinya

3.      Jenis grinding media, yang biasa digunakan adalah batu alubit

4.      Komposisi batu alubit dalam ball mill

5.      Kuantitas material yang digiling, pengisisan minimu material yang akan digiling harus cukup untuk mengisi ruang kosong diantara gundu alubit. Apabila pengisian material tidak mampu mengisi ruang kosong tersebut bisa menyebabkan naisnya panas buangan dan kemungkinan lebih besar hasil penggilingan tercemar leh grinding media. Urutan pemasukan material yang akan digiling, dimana material yang mempunyai kekerasan tinggi dan ukuran yang lebih besar dimasukkan lebih dahulu. Hal ini dimasudkan untuk menghindari overmill dari material yang relatif lebih rendah kekerasan dan kehalusannya. Disamping itu jika ada material yang memiliki sifat lengket lebih baik dimasukkan menjelang akhir proses.

6.      Dimensi ball mill

c.              Penyaringan glasur

Glasur yang telah digiling pada ball mill diperiksa parameternya. Yang pertama kali diukur adalah tingkat kekerasan glasur, kemudian diukur rheologinya. Apabila tidak sesuai dengan parameter yang diinginkan, dapat dilakukan penambahan penggilingan. Dimana parameter yang harus dipenuhi yaitu :

·         Densitas                                                   : 1780-1800 g/L

·         Viskositas                                                : 30-40 second

·         Residu Saringan                                      : 4-5%

Apabila glasur yang mengalami penggilingan dalam ball mill telah memenuhi standar, maka glasur dalam ball mill siap untuk dibongkar. Selanjutnya dialirkan ke tangki penampungan dengan selang. Apabila ingin digunakan glasur mengalami proses penyaringan sebanyak dua kali. Penyaringan pertama yaitu, menggunakan saringan magnet yang bertujuan untuk menghilangkan kotoran yang mengandung partikel besi dan bahan logam lain yang terbawa pada glasur.

Proses penyaringan yang kedua menggunakan saringan getar, dimana untuk memisahkan kotoran selain besi dan logam yaitu serat kayu dan zat organik yang berasal dari alam yang terkandung pada bahan-bahan pembentuk glasur. Saringan getar ini berukuran 150 mesh. Setelah itu dicek lagi rheologinya, apabila sudah sesuai dengan parameter standar maka dapat dimasukkan ke tempat penampungan dan dapat langsung digunakan di line sehingga produksi dapat berjalan.

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penyaringan glasur adalah :

1.      Jenis dan ukuran kawat saringan

2.      Kekuatan motor penggerak saringan

3.      Jumlah glasur yang akan disaring

4.      Kebersihan peralatan penyaringan

5.      Rheologi glasur

Area glaze preparation selain mempersiapkan massa glasur juga mempersiapkan engobe dan pasta. Engobe adalah bahan yang melapisi permukaan tegel sebelum diberikan glasur yang bertujuan untuk menstabilkan porositas glasur. Proses pembentukan engobe sama dengan proses pembuatan glasur.

Campuran lain yang disiapkan pada glaze preparation adalah pasta. Pasta adalah suatu campuran yang dilengkapi dengan zat warna yang biasa disebut stain. Pasta dibuat pada ball mill kecil yaitu tipe Euro Mill yang mempunyai kapasitas 50-100kg. Stain pada pasta berfungsi untuk memberikan warna pada keramik sehingga dapat menghasilkan motif yang indah pada keramik. Pasta pada glazing line dilapiskan diatas permukaan glasur dengan menggunakan alat printing atau yang biasa disebut dengan rotocolor.

1.5         Pengaplikasian glasur (Glazing Line)

Glazing line merupakan area yang digunakan untuk mengaplikasikan glasur terhadap permukaan bodi keramik. Sebelum dilapisi glasur, tile terlebih dahulu dilapisi engobe. Alat yang digunakan untuk melapisi engobe pada PT. KIA Cileungsi adalah kerablade. Kerablade adalah suatu alat yang dilengkapi dengan pompa yang berfungsi untuk melewatkan engobe. Prinsip dari kerablade ini adalah berdasarkan kecepatan aliran, dimana aliran dari storage tank engobe dihisap oleh pompa lalu dialirkan keatas piala, lalu dialirkan ke kerablade dan kemudian dialirkan kebawah melapisi permukaan bodi.

Setelah itu tile yang sudah dilapisi engobe kemudian dilapisi oleh glasur, dengan memakai alat campana. Campana adalah suatu alat yang dilengkapi dengan piringan yang berfungsi untuk melewatkan glasur. Prinsip dari campana ini adalah berdasarkan kecepatan aliran, dimana aliran dari storage tank glasur dihisap oleh pompa lalu dialirkan ke atas piala, lalu dialirkan ke campana dan kemudian dialirkan ke bawah melapisi permukaan bodi

Perencanaan dan Pengendalian Persiapan

1.      Bahan Mentah Keramik Plastis

      Keplastisan adalah suatu sifat bahan basah yang dapat diberi bentuk tanpa mengalami retak-retak dan bentuk tersebut tetap dipertahankan setelah tenaga pembentuk dilepaskan. Yang termasuk bahan mentah plastis yaitu adalah Clay , Kaolin dan Bentonite. Bahan tersebut ini akan plastis bila basah dan akan sangat keras seperti batu bila dipanaskan pada temperatur tinggi. Berikut yang termasuk bahan mentah plastis:

a.       Clay

Clay adalah tanah liat sebagai bahan pokok untuk pembuatan keramik, salah satu bahan yang kegunaannya sangat menguntungkan bagi manusia karena bahannya yang mudah didapat dan pemakaian hasilnya yang sangat luas. Tanah liat termasuk hidrosilikat alumunia dan dalam keadaan murni mempunyai rumus : Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O  dengan perbandingan berat dari unsur-unsurnya : Oksida Silinium (SiO₂) 47%, Oksida Aluminium (Al₂O₃) 39%, dan Air (H₂O) 14% .

b.      Kaolin

Kaolin adalah suatu masa batuan yang kemudian tersusun dari material lempung yang mempunyai kandungan besi yang rendah dan umumnya berwarna putih atau agak keputihan. Kaolin ini merupakan tanah liat halus berwarna putih yang digali dari tanah. Senyawa penyusun kaolin yaitu SiO₂ (53%) , AlO₃ (35%), dan Hp/Hilang pijar (12%).

c.       Bentonite

Bentonite adalah batuan lempung yang terdapat dipermukaan bumi dan di bawah tanah ( antara 0,5 M – 2,5 M) dan biasanya didaerah perbukitan dan pegunungan. Mulai terjadinya endapan bentonite karena pelapukan kondisi komposisi mineral dan tumbuh-tumbuhan yang berada diatas batuan. Dan pembentukan bentonite hasil dari pelapukan akibat reaksi kimia ion-ion Hidrogen (H⁺ ) dalam air tanah dengan senyawa silikat. Ion tersebut berasal dari asam karbon akibat pembusukan zat-zat organik dalam tanah.

2.      Bahan Mentah Keramik Nonplastis

      Bahan mentah keramik nonplastis adalah bahan pengisi yang berfungsi sebagai bahan pembentuk rangka atau kekuatan. Bahan ini bisa berupa feldspar, kwarsa , kapur , dolomite.

a.      Feldspar

Feldspar adalah suatu kelompok mineral batuan beku yang terutama terdiri dari senyawa alumina silikat dari K, Na, dan Ca yang pada umumnya satu kation basa merupakan kation utama. Feldspar fungsinya sebagai pemberi sifat fluk, menurunkan suhu retrifikasi dalam formula keramik.

b.      Kwarsa

Kwarsa adalah salah satu mineral yang umum ditemukan di kerak kontinen bumi. Mineral ini memiliki struktur kristal heksagonal yang terbuat dari silika trigonal terkristalisasi (SiO₂), dengan skala kekerasan Mohs 7 dan densitas 2,65g/cm³ . Bentuk umum kwarsa adalah prisma segienam yang memiliki ujung piramida segienam.

c.       Kapur

Kapur adalah sebuah benda putih dan halus dari batu sedimen , membentuk bebatuan yang terdiri dari mineral kalsium. Biasanya kapur relatif terbentuk dilaut dalam dengan kondisi bebatuan yang mengandung lempengan kalsium plates (coccoliths) yang dibentuk oleh mikroorganisme coccolithophores . Biasanya lazim juga ditemukan batu api dan chert yang terdapat dalam batu kapur. Pada prinsip nya batu kapur ini mengandung setidaknya 50% berat kalsium karbonat dalam bentuk mineral kalsit. Sisanya batu kapur dapat mengandung beberapa mineral seperti kwarsa, feldspar, mineral lempung, pirit, siderit.

Biaya Operasional

Perhitungan biaya operasi diambil dari daya yang dikeluarkan oleh Alat-alat Proses.

*Ket :

1KWh : 1350,00 Rupiah

Rumus Perhitungan : (Daya x 1350) x 24 jam x 24 hari =

Perhitungan Biaya

1.     Ball Mill :

2.     Spray dryer :

a.     Hot air generation : (21 kW x 1350) x 24 x 24 = 16.329.600,00

b.     Pompa : ((2x22 kW) x 1350) x 24 x 24 = 34.314.400,00

c.      Exhaust : (132 kW x 1350) x 24 x 24 = 102.643.200,00

d.     Regulator : (24 kW x 1350) x 24 x 24 = 18.662.400,00

e.      Saringan getar : (0,5 kW x 1350) x 24 x 24 = 388.800,00

3.     Mesin Press :

a.     Ukuran 20x25 : 55kW x 1350) x 24 x 24 = 42.768.00,00

b.     Ukuran 40x40 : 75kW x 1350) x 24 x 24 = 58.320.000,00

4.     Biscuit kiln :

5.     Glaze preparation : 55kW x 1350) x 24 x 24 = 42.768.000,00

6.     Glazing Line : 0.918 kWh/  x 1350) x 85m x 24 x 24 = 13.087.008,00

7.     Glost kiln : 97.37 kW x 1350) x 24 x 24 = 75.714.912,00

8.     Peralatan sortir dan packing : (5 kW x 1350) x 6 Unit x 24 x 24 = 23.328.000,00

9.     Instalasi penghisap debu : 14.9 kW x 1350) x 3 Unit x 24 x 24 = 34.758.720,00

10. Peralatan pembantu : 22 kW x 1350) x 24 x 24 = 17.107.200,00

          Total Biaya yang harus dikeluarkan dalam sebulan untuk pengoperasian alat-alat saja sudah mencapai 480.090.240,00 Rupiah (Empat ratus Delapan Puluh Juta Sembilan Puluh Ribu Dua Ratus Empat Puluh Rupiah)