Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Keramik Barium Titanat dengan Kapasitas Produksi 700 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN KERAMIK BARIUM TITANAT

DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 700 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

OLEH : RIKO PUTRA

070405007

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “ Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Keramik Barium Titanat dengan Kapasitas Produksi 700 Ton/Tahun”. Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Selama mengerjakan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, untuk itu dengan segala ketulusan hatipenulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, selaku dosen pembimbing I dan juga sebagai koordinator Tugas Akhir DepartemenTeknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan masukan dan pengarahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, MT, selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan masukan dan pengarahan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Dr. Eng Ir. Irvan, M.Si, Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas

Teknik, Universitas Sumatera Utara.

4. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT, sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh dosen pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.

6. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Departemen Teknik Kimia.

7. Kepada keluarga yang terus memberikan motivasi dan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

8. Patner Tugas Akhir saya,Agnes Ria Harimby atas kerjasamanya dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

9. Abang/kakak seniar sebagai tempat diskusi serta memeberikan masukan yang bermanfaat.

10. Teman – teman angkatan 2007 dan adik – adik junior yang selalu memberi bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas Akhir ini.

11. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis menyadari masih terdapat kekurangan dan ketidaksempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua, Terima Kasih.

Medan,25 april 2013 Penulis,

(Riko Putra) 070405007

INTISARI

Pabrik pembuatan keramik Barium Titanat direncanakan akan berdiri di daerah Kawasan Industri Medan II (KIM II) yang berlokasi di Kecamatan Percut Sei Tuan, Kabupaten Deli Serdang. Pabrik ini berbentuk Perseroan Terbatas (PT) dengan sistem organisasi staff dan garis, pabrik ini menempati lahan seluas 4,994 m2 dengan jumlah karyawan 103 orang.

Pabrik pembuatan keramik Barium Titanat ini direncanakan beroperasi 24 jam/hari selama 330 hari dalam satu tahun, dengan kapasitas 700 ton/tahun. Proses yang digunakan adalah proses pressure casting. Keramik Barium Titanat dihasilkan dengan campuran bubuk Barium Karbonat dan bubuk Titanium Oksida yang dicetak lalu di kalsinasi dengan suhu 13500C. Produk yang dihasilkan berupa blok keramik.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan keramik Barium Titanat sebagai berikut :

 Total modal investasi : Rp 147.196.737.874

 Biaya produksi : Rp 43.466.499.451

 Hasil penjualan : Rp. 113.005.604.250

 Laba bersih : Rp 48.488.986.493

 Profit Margin : 61,53 %

 Break Even Point : 37,00 %

 Return on Investment : 32,94 %

 Pay Out Time : 3,04 tahun

 Return on Network : 54,90 %

 Internal Rate of Return : 46,26 %

Dari analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik ini layak didirikan di daerah Kawasan Industri Medan II.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix BAB I PENDAHULUAN ... I-1

1.1 Latar Belakang... I-1 1.2 Rumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan dan Manfaat Pra Perancangan Pabrik ... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Keramik ... II-1 2.2 Sifat-sifat Bahan Baku Keramik Bariun Titanat (BaTiO3)... II-6 2.2.1 Sifat-sifat Barium karbonat (BaCO3) ... II-6 2.2.2 Sifat-sifat Titanium Oksida (TiO2) ... II-7 2.2.3 Sifat –sifat Barium Titanat (BaTiO3) ... II-7 2.3 Barium Titanat (BaTiO3) ... II-8 2.4 Keramik Barium Titanat (BaTiO3) ... II-9 2.5 Sifat-sifat Keramik Barium Titanat (BaTiO3) ... II-10 2.6 Berbagai Macam Proses Pembuatan Keramik ... II-12 2.6.1 Slip Casting ... II-12 2.6.2 Pressure Casting ... II-12 2.6.3 Injection Molding ... II-12 2.6.4 Extrusion... II-12 2.6.5 Densifikasi ... II-12 2.7 Pressure Casting ... II-13 2.8 Proses Pembuatan Keramik Barium Titanat (BaTiO3) ... II-13 BAB III NERACA MASSA ... III- 1 3.1 Conveyor... III-1 3.2 Mixer... III-1 3.3 Pneumatic Press ... III-

3.4 Electric Furnace ... III-2 BAB IV NERACA PANAS... IV-1 4.1 Electric Furnace ... IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1

5.1 Gudang Penyimpanan TiO2 (G-101) ... V-1 5.2 Gudang Penyimpanan BaCO3 (G-102) ... V-1 5.3 Bucket Elevator (BE-103) ... V-2 5.4 Bucket Elevator (BE-104) ... V-2 5.5 Silo (S-110) ... V-2 5.6 Silo (S-111) ... V-3 5.7 Screw Conveyor (SC-112) ... V-3 5.8 Screw Conveyor (SC-113) ... V-3 5.9 Mixer (M-114) ... V-4 5.10 Screw Conveyor (SC-210) ... V-4 5.11 Pneumatic Press (P-211) ... V-5 5.12 Belt Conveyor (BC-212) ... V-5 5.13 Gudang Penyimpanan Sementara (G-213) ... V-5 5.14 Belt Conveyor (BC-310) ... V-6 5.15 Furnace (Q-311) ... V-6 5.16 Blower (JB-314) ... V-7 5.17 Belt Conveyor (BC-312) ... V-7 5.18 Gudang Penyimpanan Keramik BaTiO3 (G-313)... V-7 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1

6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja Pabrik ... VI-6 6.3 Keselatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Keramik

Barium Titanat ... VI-7 6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran Dan Peledekan ... VI-7 6.3.2 Menggunakan Alat Pelindung Diri (ADP) ... VI-9 6.3.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik ... VI-11 6.3.4 Pencegahan Terhadap Ganguan Kesehatan ... VI-11 6.3.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis ... VI-12

6.3.6 Peralatan-Peralatan Keselamatan Kerja Yang

Tersedia di Pabri Keramik Barium Titanat ... VI-13 BAB VII UTILITAS ... VII-1

7.1 Kebutuhan Air ... VII-1 7.2 Kebutuhan Listrik ... VII-2 7.3 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-4 7.4 Pengolahan Limbah ... VII-5 7.4.1 Limbah Domestik ... VII-5 7.4.2 Limbah Gas ... VII-5 7.4.3 Limbah Debu ... VII-5 7.5 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-7 7.5.1 Tangki Bahan Bakar (TB) ... VII-7 7.5.2 Pompa Utilitas (PU-01) ... VII-7 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ...VIII-1 8.1 Faktor Primer (Utama) ...VIII-1 8.2 Faktor Sekunder ...VIII-2 8.3 Lokasi Pabrik ...VIII-4 8.4 Tata Letak Pabrik ...VIII-6 8.5 Perincian Luas Tanah ...VIII-8 8.6 Tata Letak Pabrik ...VIII-9 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1

9.1 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-1 9.2 Bentuk Organisasi ... IX-2 9.3 Uraian Tugas, Wewenang dan Tangung Jawab ... IX-3 9.3.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-3 9.3.2 Dewan Komisaris ... IX-3 9.3.3 Direktur... IX-4 9.3.4 Staf Ahli... IX-4 9.3.5 Sekretaris ... IX-4 9.3.6 Menejer Produksi... IX-4 9.3.7 Menejer Teknik ... IX-5 9.3.8 Menejer Umum dan Keuangan ... IX-5

9.4 Sistem Kerja ... IX-5 9.4.1 Karyawan Non –Shift ... IX-5 9.4.2 Karyawan Shift ... IX-6 9.5 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-8 9.6 Sistem Penggajian ... IX-9 9.7 Kesejahteraan Tenaga Kerja ... IX-10 BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1 10.1 Modal Investasi ... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap ... X-1 10.1.2 Modal Kerja ... X-3 10.2 Biaya Produksi Total ... X-4 10.2.1 Biaya Tetap ... X-4 10.2.2 Biaya Variabel ... X-4 10.3 Total Penjualan ... X-5 10.4 Perkiraan Rugi/ Laba Usaha ... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5 10.5.1 Profit Margin (PM) ... X-5 10.5.2 Break Even Point (BEP) ... X-6 10.5.3 Return on Ivestment (ROI) ... X-6 10.5.4 Pay Out Time (POT) ... X-7 10.5.5 Return on Network (RON)... X-7 10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) ... X-7 BAB XI KESIMPULAN ... XI-1 DAFTAR PUSTAKA ... XII-1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS .... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ... LE-1

DAFTAR GAMBAR

Gambar 6.1 Instrimentasi Pada Alat... VI-6 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan

Keramik Barium Titanat ... VIII-9 Gambar 9-1 Bagan Struktur Organisasi ... IX-11 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk tangki Penyimpanan (silo) ... LE-6 Gambar LE.2 Grafik Break Even Point ... LE-27

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Kebutuhan Keramik Dielektrik Multilayer di Indonesia ... I-2 Tabel 2.1 Ciri Khas Keramik Struktural ... II-3 Tabel 2.2 Ciri Khas Keramik Fungsional ... II-4 Tabel 2.3 Keramik Canggih Yang Menyerbu Industri Konstruksi ... II-5 Tabel 3.1 Neraca Massa pada Conveyor ... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixer ... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa pada Pneumatic Press ... III-1 Tabel 3.4 Neraca Massa pada Electric Furnace ... III-2 Tabel 4.1 Neraca Energi pada Electric Furnace ... IV-1 Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra-Rancangan Pabrik

Pembuatan Keramik Barium Titanat ... VI-5 Tabel 6.2 Peralatan – Peralatan Keselamatan Kerja yang Tersedia

di Pabrik Keramik Barium Titanat ... VI-13 Tabel 7.1 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Daya pada Unit Proses ... VII-3 Tabel 7.3 Kebutuhan Listrik untuk Peralatan Utilitas ... VII-3 Tabel 8.1 Perincian Luas Area Pabrik ... VIII-8 Tabel 9.1 Siklus Pergantian Shift Selama 1 Bulan ... IX-7 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-8 Tabel LB.1 Tabel Kontribusi Unsur Atom dengan Metode

Hurst dan Harisson ... LB-1 Tabel LB.2 Kapasitas Panas Padatan... LB-2 Tabel LB.3 Panas Masuk Furnace ... LB-2 Tabel LC.1 Komposisi Bahan yang Masuk ke Mixer ... LC-9 Tabel LC.2 Komposisi Bahan yang Masuk ke Electrik Furnace ... LC-18 Tabel LE.1 Perincian Luas dan Harga bangunan, serta Sarananya ... LE-2 Tabel LE.2 Harga Indek Marshall dan Swift ... LE-3 Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses ... LE-7 Tabel LE.4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ... LE-7

Tabel LE.5 Perkiraan Harga Peralatan Kesehatan dan Keselamatan Kerja ... LE-8 Tabel LE.6 Biaya Sarana Transportasi ... LE-10 Tabel LE.7 Perincian Gaji Pegawai... LE-13 Tabel LE.8 Perincian Biaya kas ... LE-15 Tabel LE.9 Perincian Modal Kerja ... LE-16 Tbael LE.10 Aturan Depresi Sesuai UU Republik Indonesia

No.17 Tahun 2008 ... LE-17 Tabel LE.11 Perhitungan Biaya Depresi ... LE-18 Tabel LE.12 Perhitungan Internal Rate of Return (RRI) ... LE-26

INTISARI

Pabrik pembuatan keramik Barium Titanat direncanakan akan berdiri di daerah Kawasan Industri Medan II (KIM II) yang berlokasi di Kecamatan Percut Sei Tuan, Kabupaten Deli Serdang. Pabrik ini berbentuk Perseroan Terbatas (PT) dengan sistem organisasi staff dan garis, pabrik ini menempati lahan seluas 4,994 m2 dengan jumlah karyawan 103 orang.

Pabrik pembuatan keramik Barium Titanat ini direncanakan beroperasi 24 jam/hari selama 330 hari dalam satu tahun, dengan kapasitas 700 ton/tahun. Proses yang digunakan adalah proses pressure casting. Keramik Barium Titanat dihasilkan dengan campuran bubuk Barium Karbonat dan bubuk Titanium Oksida yang dicetak lalu di kalsinasi dengan suhu 13500C. Produk yang dihasilkan berupa blok keramik.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan keramik Barium Titanat sebagai berikut :

 Total modal investasi : Rp 147.196.737.874

 Biaya produksi : Rp 43.466.499.451

 Hasil penjualan : Rp. 113.005.604.250

 Laba bersih : Rp 48.488.986.493

 Profit Margin : 61,53 %

 Break Even Point : 37,00 %

 Return on Investment : 32,94 %

 Pay Out Time : 3,04 tahun

 Return on Network : 54,90 %

 Internal Rate of Return : 46,26 %

Dari analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik ini layak didirikan di daerah Kawasan Industri Medan II.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Indonesia adalah salah satu negara berkembang di dunia yang sedang giat melaksanakan pembangunan nasional di berbagai bidang, dalam rangka mencapai tujuan nasional, yaitu masyarakat adil dan makmur. Untuk itu Indonesia perlu meningkatkan pembangunan di berbagai sektor kehidupan demi kemajuan bangsa dan negara.

Salah satu bidang pembangunan yang harus ditingkatkan adalah sektor ekonomi. Pertumbuhan ekonomi yang tinggi merupakan sasaran yang harus dicapai untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Sektor industri memegang peranan penting dalam mencapai tujuan tersebut. Dewasa ini kebutuhan masyarakat akan suatu barang produksi meningkat seiring meningkatnya jumlah penduduk dan perkembangan zaman yang menuntut dunia industri untuk meningkatkan produknya dari segi jenis, kualitas, dan kuantitas.

Industri elektronika merupakan salah satu industri ekspor yang terus mengalami peningkatan, yaitu sekitar 25,6% dari hasil produksi industri elektronika telah memasuki pasar ekspor. Tetapi bahan baku dari industri elektronika tersebut masih diimpor dan mencapai 60,1% dari total penggunaan bahan baku (Kamar dagang dan industri Indonesia, 2010).

Pada saat ini, industri elektronika di Indonesia umumnya lebih banyak melakukan perakitan komponen elektronika. Komponen elektronika tersebut umumnya bersumber dari negara maju seperti Amerika Serikat, Kanada, Jepang, Korea, Taiwan dan negara-negara Eropa. Negara tetanggga kita, Singapura dan Malaysia, ternyata juga mulai diperhitungkan debutnya dalam dunia mikroelektronika untuk membuat komponen elektronika pada tingkat internasional. Tampak disini bahwa negara-negara maju (termasuk Singapura dan Malaysia) justru berlomba-lomba untuk membuat sendiri komponen elektronika yang mereka butuhkan. Hal ini terutama karena nilai ekonomis yang diperoleh akan jauh lebih besar, jika kita mengubah suatu bahan menjadi bahan baku daripada merakit komponen elektronika ini menjadi sebuah barang elektronika (Purbo, 2010).

Industri elektronika di Indonesia saat ini masih pada taraf merakit barang-barang elektronika yang bahan bakunya dibeli dari luar negeri. Jelas bahwa nilai tambah secara ekonomis tidaklah terlalu tinggi. Di samping itu, industri elektronika Indonesia tergantung akan pemasukan komponen dari luar negeri. Dengan semakin tingginya taraf kehidupan bangsa Indonesia, maka upah buruh dan ongkos-ongkos produksi lainnya akan naik. Satu-satunya cara untuk tetap dapat berkompetisi adalah menghilangkan ketergantungan pada luar negeri antara lain dengan cara membuat sendiri bahan baku untuk membuat barang-barang elektronika (Purbo, 2010).

Salah satu produk yang banyak digunakan dalam industri elektronika yaitu keramik semikonduktor. Indonesia masih mengimpor keramik semikonduktor untuk merakit dan membuat barang-barang elektronika. Untuk lima tahun ke depan diharapkan indonesia dapat meningkatkan pasarnya di dalam dan luar negeri sebesar 50-80%. Hal ini sangat dimungkinkan karena Indonesia kaya akan bahan baku untuk pembuatan keramik ini (Kamar dagang dan industry Indonesia, 2010).

Tabel 1.1 Kebutuhan keramik dielektrik multilayer (BaTiO3) di indonesia

Tahun Jumlah (ton)

2009 669,159

2010 998,587

2011 702,023

Sumber : (Biro Pusat Statistik, 2011)

Barium titanat adalah bahan baku pembuatan keramik untuk industri elektronik. Untuk memenuhi kebutuhan industri, maka perlu didirikan pabrik pembuatan keramik dari barium titanat. Dengan adanya pabrik pembuatan keramik dari barium titanat ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan keramik semikonduktor di dunia. Negara di asia yang memproduksi keramik ini yaitu Cina, mengekspor sekitar 1000 ton setiap bulannya ke Timur Tengah dan Eropa (www.id.list-of-companies.org, 2011c).

1.2Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, maka dapat diketahui bahwa kebutuhan akan keramik dielektrik multilayer di Indonesia dan dunia semakin meningkat seiring dengan perkembangan dan kebutuhan akan barang-barang elektronik, sementara

bahan baku untuk pembuatan keramik dielektrik multilayer tersedia di Indonesia. Maka untuk mencukupi kebutuhan keramik dielektrik multilayer di dalam negeri dan di dunia maka perlu didirikan suatu pabrik keramik dielektrik multilayer.

1.3Tujuan Pra Rancangan Pabrik

Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan keramik dari barium titanat adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya dibidang perancangan, proses dan operasi teknik kimia sehingga dapat memeberikan gambaran kelayakan pra perancangan pabrik pembuatan keramik dari Barium Titanat. Secara khusus , tujuan pra perancangan pabrik pembuatan keramik dari barium titanat ini adalah untuk memenuhi kebutuhan Indonesia akan keramik dielektrik multilayer sehingga dapat mengurangi ketergantungan impor keramik dielektrik multilayer.

Manfaat pra rancangan pabrik pembuatan keramik dari barium titanat adalah memberikan gambaran kelayakan pendirian pabrik pembuatan keramik dielektrik

multilayer yang akan dianalisa dari segi proses, peralatan, dan aspek ekonomi yang tercakup dalam pra rancangan pabrik ini, sehingga akan mendukung pertumbuhan industri di Indonesia. Hal ini, diharapkan akan memenuhi kebutuhan keramik dielektrik multilayer domestik. Manfaat lain yang ingin di capai adalah dapat meningkatkan devisa negara dan dapat membantu pemerintahan untuk mengulangi masalah pengangguran di Indonesia yaitu dengan menciptakan lapangan kerja baru.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Keramik

Kata keramik berasal dari bahasa Yunani “keramos” yang berarti tembikar

atau peralatan yang terbuat dari tanah. Definisi keramik secara ilmiah adalah benda-benda yang dibuat dari bahan lunak yang berasal dari alam yang dijadikan keras dengan cara pemanasan. Material keramik adalah non logam, senyawa inorganik, biasanya senyawa ikatan oksigen, karbon, nitrogen, boron dan silikon. Keramik pada industri tidak bisa dibayangkan sebagai benda-benda seni. Beberapa contoh keramik industri adalah pipa selokan, insulator listrik, bata tahan panas dan lainnya (Pearso, Chris, 2008).

Kamus dan ensiklopedia tahun 1950-an mendefenisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari tanah liat yang dibakar, seperti: gerabah, genteng, porselin, dan sebagainya. Tetapi saat ini tidak semua keramik barasal dari tanah liat.defenisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan logan dan anorganik yang berbentuk padat. Umumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan yang umum dipakai adalah felspard, ball clay, kwarsa, kaolin dan air (Yusuf, 2010).

Pada tahun 1992 Jepang mentargetkan mesin-mesin mobilnya berbahan keramik sekitar 7-8 kg, sedangkan Eropa antara 1-2 kg. Sifat keramik sangat ditentukan oleh struktur Kristal, komposisi kimia dan mineral bawaanya. Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada lingkungan geologi dimana bahan itu diperoleh. Disamping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras dan kaku. Keramik secara umum mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya (Yusuf, 2010).

Keramik industri dibuat dari bubuk yang telah diberi tekanan sedemikian rupa kemudian dipanaskan pada temperatur tinggi. Keramik tradisional seperti porcelain, ubin (keramik lantai) dan tembikar dibuat dari bubuk yang terdiri dari berbagai material seperti tanah liat (lempung), talc, silika dan feldspar. Akan tetapi, sebagian besar keramik industri dibentuk dari bubuk kimia khusus seperti silikon karbida, alumina dan barium titanat. Material yang digunakan untuk membuat

keramik ini biasanya digali dari perut bumi dan dihancurkan hingga menjadi bubuk (Nadlifatun, dkk, 2011).

Beberapa contoh penggunaan keramik industry, yaitu :

1. Peralatan yang dibuat dari alumina dan silicon dan digunakan sebagai pemotong, pembentuk dan penghancur logam.

2. Keramik tipe zirconias, silicon nitride maupun karbida dapat digunakan untuk saluran pada rotorturbo charger diesel temperature tinggi dan gas

turbine engine.

3. Keramik sebagai semikonduktor adalah barium titanate (BaTiO3) dan strontium titanate (SrTiO3). Sebagai superkonduktor adalah senyawa berbasis tembaga oksida.

4. Keramik dengan campuran semen dan logam digunakan untuk pelapis pelindung panas pada pesawat ulang-alik dan satelit.

5. Keramik biomedical jenis porous alumina digunakan sebagai implants pada tubuh manusia. Porous alumina dapat berikatan dengan tulang dan jaringan tubuh.

6. Butiran uranium temasuk keramik yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga nuklir. Butiran ini dibentuk dari gas uranium hexafluorida

(UF6)

7. Keramik berbasis feldspar dan tanah liat digunkan pada industry bahan bagunan.

8. Keramik juga digunakan sebagai casting (pelapis) untuk mencegah korosi. Keramik yang digunakan adalah jenis enamel. Peralatan rumah tangga yang menggunakan pelapisan enamel ini diantaranya adalah kulkas, kompor gas, mesin cuci dan mesin pengering. (Yusuf, 2010). Keramik berdasarkan pembentukannya dapat dibagi menjadi dua, yaitu :

1. Keramik tradisional

Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk kedalam keramik ini adalah barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory) (Nadlifatun, dkk, 2011).

2. Keramik halus (keramik industri)

Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksida logam (Al2O3, ZrO2, MgO, dll). Penggunaannya yaitu sebagai elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis (Nadlifatun, dkk, 2011).

Keramik berdasarkan propertinya (kemampuan dan daya tahannya) dapat dibagi menjadi dua, yaitu :

1. Keramik dengan properti elektrik dan magnetik dapat digunakan sebagai semikonduktor, konduktor dan magnet.

2. Keramik dengan properti yang berbeda dapat digunakan pada aerospace, biomedis, konstruksi bangunan dan industri nuklir (Yusuf, 2010).

Keramik dapat pula diklasifikasikan menjadi 3, yaitu : 1. Keramik struktural

Keramik struktural yaitu nitrida, karbida, semikonduktor, alumunium oksida/alumina, zirconium, disebut juga termomeknis karena tahan terhadap kejutan termal dan mekanis.

Ciri keramik struktural :

 Tahan terhadap suhu tinggi, diatas 10000C.  Tahan terhadap korosi lingkungan yang panas.

 Bahan keramik kurang rapat jika dibandingkan dengan baja, hal ini menjadikannya lebih ringan dari baja, maka keramik sering dibuat untuk mesin mobil dan pesawat.

 Mudah menghalau panas karena daya hantar termal keramik cukup baik, maka keramik juga digunakan untuk system pendingin mesin, wadah piranti sirkuit elektronik yang terbuat dari aluminium oksida atau nitride (Yusuf, 2010).

Tabel 2.1 Ciri Khas Keramik Struktural

No. Ciri Khas Bahan Penggunaan

1. Sifat Mekanis

 Tahan suhu tinggi  Tahan gesekan

Nitrida, Alumina boron karbida, Tic, TIN, CW, Karbon, Boron, Boron

Turbin gas, Mesin diesel, Alat pemotong,

Onderdil heavy-duty, II-3

 Lubrikan

 Planting khusus

nitrida, alumina, BaTiO3, SrTiO3.

pelumas padat/bearing

militer 2. Sifat termal

 Tahan termal  Isolator termal  Konduktor termal

Karida, Nitrida, MgO, BaTiO3, SrTiO3, Kalsium Oksida, Titanium Oksida, Zirekonia, Boron Oksida, Karbida, Aluminium Nitrida, Alumina

Magnetohidrodinamika

(MHD), Tanur

Industri, Reaktor nuklir, Piranti elektronik, radiator

2. Keramik elekronik/elektroteknik (fungsional)

Keramik fungsional misalnya silikon dalam semikonduktor, kobalt dan zirkonium oksida yang banyak digunakan sebagai sensor. Silikon nitrida banyak digunakan seebagai turbin turbokompresor mesin diesel, isolator bagian mesin yang panas (Yusuf, 2010).

Tabel 2.2 Ciri khas Keramik Fungsional

No Ciri Khas Bahan Penggunaan

1 Sifat listrik  Tahanan listrik

 Piezoelektrisitas

 Konduktor listrik

Alumina, karbida, berilium oksida

Timbel zirkonat/titanat PLTZ perovskit, litium niobat, BaTiO3, SrTiO3, kwarsa, lantanum khromat

Zirkonia, BaTiO3, SrTiO3, karbida

Socket semikonduktor Osilator listrik, printer, alat ignisi/pemijar

Resistor eksoterm, kapasitor mini 2 Dielektrik

 Konduktor ionik

BaTiO3, SrTiO3

BaTiO3, SrTiO3, zirkonia,

Kapasitor tegangan tinggi

Detektor oksigen, elektrolit padat

 semikonduktor  pemencar elektron

alumina

Zirkonia, BaTiO3, SrTiO3 Lantanum borida, BaTiO3, SrTiO3

Detektor gas, baterai surya, varistor Penembak katoda, layar datar

3 Sifat magnetik

 mutu magnet Fe2O3, MnO, BaO Perekat magnetik

ferit, penyimpanan data

4 Sifat optik  trasparansi

 transmisi optik

 polarisator/pendar

 Fotosensitivitas

 Optik infra merah

Aluminan, natrium oksida, MgO

SiO2, BaTiO3

Zirkonium oksida, Titanium oksida, BaTiO3, timbel oksida, lantanum oksida, keramik tanah jarang, kalium arsenida, gelas Nd, YAG Gelas tertahologinasi perak Gelas fluorida, kalkogenida

Lensa optik suhu tinggi, lampu natrium Serat optik, kamera observasi dalam, detektor optik memori optik (reversibel) Laser semikonduktor, dioda berpendar

Gelas tabir lensa Penyimpanan citra militer

5 Sifat biologis Alumina, apatit Gigi buatan, tulang buatan

6 Sifat kimia  Absorpsi  Katalis  Anti korosi

Silika multipori, gelas alumina multi pori

Zeolit

Zirkonia, BaTiO3, SrTiO3, alumina

Absorben, katalis bioreaktor

Katalis perlindungan lingkungan

Tabel 2.3 Keramik canggih yang menyerbu industri kontruksi

No Mekanisme Penerapan

1 Subsitusi sederhana Trotoar jalan, dek jembatan, perlindungan api bagai baja dan pipa

2 Lingkungan yang

memerlukan

Landasan bandara (pesawat canggih, naik tegak), dinding fasilitas uji mesin, lingkungan panas, bangunan laut, bangunan kawasan industri (cemaran), struktur diruang angkasa, bejana dan reaktor zat-zat murni dan berbahaya, reaktor nuklir. 3 Perombakan konstruksi

(mendasar)

Wadah/ reaktor yang memantau diri (keramik cerdas mengenali ion tertentu), dek jembatan penangkap klorida, dan konstruksi cerdas lainnya. 3. Biokeramik (bisa tergolong struktural maupun fungsional)

Biokeramik adalah keramik yang digunakan untuk memperbaiki atau merekonstruksi bagaian tubuh yang terkena penyakit atau cacat. Biokeramik itu dapat berupa :

 Kristal tunggal (saffir).

 Polikristal (alumina atau hidroksiapatif).  Gelas

 Gelas keramik

 Komposit (baja-stainless-gelas yang diperkuat serat atau polietilen-hidroksiapatit).

Pengelompokan biokeramik, yaitu :

 Biokeramik bionert, misalnya alumina, zirkonia.  Biokeramik terserap ulang yaitu trikalsium fosfat.

II-5

 Biokeramik bioaktif, misalnya hidroksiapatit, gelas bioaktif, gelas keramik.

 Biokeramik berpori untuk penumbuhan dalam jaringan, misalnya logam terlapis hidroksiapatit, alumina (Yusuf, 2010).

Sifat-sifat bahan dielektrik sangat penting dalam elektronika atau listrik karena : 1. Dapat menyimpan muatan listrik.

2. Dapat menahan arus searah.

3. Dapat melewatkan arus bolak balik (Yusuf, 2010).

2.2 Sifat – sifat Bahan Baku Keramik Barium Titanat (BaTiO3)

2.2.1 Sifat – sifat Barium Karbanoat (BaCO3)

Sifat – sifat fisika :

1. Fase : solid

2. Molar mass : 197,34 g/mol 3. Appearance : white crystal 4. Density : 4,28 g/cm3 5. Melting point : 1811oC

6. Boiling point : 1360oC (decomp) Sifat- sifat kimia :

1. Suka larut dalam air 2. Tidak larut dalam H2SO4

3. Larut dalam asam-asam mineral, seperti HCl, HNO3 dan etanol.

2.2.2 Sifat-sifat Titranium Oksida (TiO2)

Sifat – sifat fisika :

1. Fase : solid

2. Densitas : 4 gr/cm3

3. Porosity : 0 %

4. Massa jenis (suhu kamar) : 4,506 g/cm3 5. Massa jenis cair pada titik lebur : 4,11 g/cm3

6. Titik lebur : 1941 K (1668oC, 3034oF) 7. Titik didih : 356 K (3287oC, 5949oF) 8. Resistivitas nlistrik : (20oC), 0,420 µΩ.m

9. Konduktivitas termal : (300 K) 21,9 W/(m.K) 10. Ekspansi termal : (25oK) 8,6 µm/(m.K) Sifat – sifat kimia :

1. Sukar larut dalam air. 2. Tahan terhadap korosi. 3. Tahan terhadap suhu tinggi. 4. Tahan terhadap air laut dan klorin. 2.2.3 Sifat – sifat Barium Titanat (BaTiO3)

Sifat – sifat fisika :

1. Fase : solid

2. Warna : putih

3. Densitas : 6,02 gr/cm3 4. Titik lebur : 1625oC 5. Tidak berasa

Sifat – sifat kimia :

1. Tidak laruut dalam air. 2. Tahan terhadap korosi. 3. Tahan terhadap suhu tinggi. 2.3Barium titanat (BaTiO3)

Sejak penemuan tahun 1943 tentang keramik ferroelektrik BaTiO3 yang mempunyai permitivitas tinggi, maka banyak diteliti lebih Iuas dalam industri elektronik. Salah satu aplikasi yang paling penting pada keramik berbahan dasar BaTiO3 adalah kapasitor. Bahan ini mendapatkan perhatian karena banyak manfaatnya, diantaranya adalah sebagai bahan kapasitor, pembatas arus listrik, dan pemanas dengan suhu konstan, karena memiliki sifat konstanta dielektrik dan ferroelektrik yang tinggi (Yunasfi, 2001).

Barium titanat merupakan suatu bahan yang bersifat ferroelektrik dan mempunyai struktur kristal perovskite (ABX3) yang sampai saat ini banyak diteliti secara luas. Barium titanat ini mempunyai struktur kristal yang jauh lebih sederhana bila dibanding dengan bahan ferroelektrik lainnya. Bahan ini ditinjau dari segi penggunaannya sangat praktis karena sifat kimia dan mekaniknya sangat stabil, II-8

mempunyai sifat ferroelektrik pada suhu ruang sampai diatas suhu ruang karena mempunyai suhu Curie (Tc) pada 120°C, sementara dalam aplikasi elektronik suhu Curienya berkisar 60°C dan dibutuhkan permitivitas yang lebar terhadap suhu (Yunasfi, 2001). Material ini telah banyak digunakan dalam aplikasi di bidang elektronik seperti sensor, transducers, infrared detector dan multi layer ceramic capacitor (MLCCs). Hal ini dikarenakan barium titanat lebih ramah lingkungan, memiliki Tcurie yang lebih rendah daripada material dielektrik lain, dan memiliki konstanta dielektrik yang tinggi (Sunendra, P Bambang, dkk, 2010.).

Ferroelektrik adalah gejala terjadinya perubahan polarisasi listrik secara spontan pada material tanpa gangguan medan listrik dari luar. Ferroelektrifitas merupakan fenomena yang ditunjukkan oleh kristal dengan suatu polarisasi spontan dan efek histerisis yang berkaitan dengan perubahan dielektrik dalam menanggapi penerapan medan listrik. Ferroelektrik merupakan kelompok material dielektrik dengan polarisasi listrik internal yang lebar dan dapat diubah dengan menggunakan medan listrik yang sesuai (J. Y. Seo and S. W. Park, 2004). 2.4Keramik Barium titanat (BaTiO3)

Barium titanat (BaTiO3) adalah suatu bahan yang bersifat feroelektrik dan mempunyai struktur kristal perovskite (ABO3), yang sampai saat ini masih banyak diteliti secara luas. BaTiO3 ini mempunyai struktur kristal yang jauh lebih sederhana bila dibanding dengan bahan feroelektrik lainnya. Ditinjau dari segi penggunaannya, bahan ini sangat praktis karena sifat kimia dan mekaniknya sangat stabil, mempunyai sifat feroelektrik pada temperatur ruang sampai di atas temperatur ruang karena mempunyai temperatur Curie (Tc) pada 1200C. Bahan ini dapat dibuat dengan mudah dan digunakan dalam bentuk keramik (Yunasfi, 2001).

Keramik BaTiO3 mempunyai nilai konstanta dielektrik yang sangat besar pada temperatur ruang. Keramik BaTiO3 ini sangat banyak digunakan dalam industri bahan elektronik, terutama sebagai bahan kondensor, dan juga banyak digunakan pada peralatan pembangkit tekanan tinggi, detektor infra merah, dan industri-industri peralatan elektronik lainnya. Besarnya nilai konstanta dielektrik ini sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya adalah temperatur kalsinasi saat pembuatan keramiknya. Oleh karena itu, nilai konstanta dielektrik dari suatu keramik merupakan suatu fungsi temperatur. Semakin tinggi temperatur kalsinasi saat II-9

pembuatan keramiknya maka nilai konstanta dielektriknya semakin besar pula (Yunasfi, 2001).

Bahan baku dari pembuatan keramik BaTiO3 terdiri dari campuran bubuk barium karbonat (BaCO3) dan bubuk titanium oksida (TiO2) dengan perbandingan 2,5 : 1. Dengan bantuan temperatur kalsinasi yang tinggi maka akan terjadi reaksi pembentukan keramik dari campuran kedua jenis bubuk ini. Reaksi pembentukan keramik tersebut adalah sebagai berikut :

BaCO3 (s) + TiO2(s) BaTiO3(s) + CO2 (g)

Keramik BaTiO3 ini akan terbentuk secara sempurna melalui 3 tingkatan temperatur kalsinasi, yaitu :

 Pada temperatur 9000C mulai terjadi reaksi pembentukan keramik yang disertai dengan pelepasan gas CO2 dari hasil samping reaksinya.

 Pada saat temperatur 11000C mulai terjadi persenyawaan antara atom barium dan atom titan, dengan timbulnya pemuaian atom-atom ini.

 Pada temperatur mencapai 13500C terjadi penyusutan atom-atom yang mengalami pemuaian tersebut dan reaksinya berakhir, sehingga terbentuk keramik BaTiO3 dengan sempurna (Yunasfi, 2001).

2.5Sifat-sifat Keramik barium Titanat (BaTiO3)

Keramik memiliki sifat kimia, mekanik, fisika, panas, elektrik, dan magnetik yang membedakannya dari material lain seperti logam dan plastik.

a. Sifat Kimia

Keramik industri sebagian besar adalah oksida (senyawa ikatan oksigen), akan tetapi ada juga senyawa karbida (senyawa ikatan karbon dan logam berat), nitrida (senyawa ikatan nitrogen), borida (senyawa ikatan boron) dan silida (senyawa ikatan silikon) (Nadlifatun, dkk, 2011).

Keramik lebih resisten terhadap korosi dibandingkan dengan plastik dan logam. Keramik biasanya tidak bereaksi dengan sebagian besar cairan, gas, akali dan asam. Jenis-jenis keramik memiliki titik leleh yang tinggi dan beberapa diantaranya masih dapat digunakan pada temperatur mendekati titik lelehnya. Keramik juga stabil dalam waktu yang lama (Nadlifatun, dkk, 2011).

b. Sifat Mekanik

Ikatan keramik sangat kuat yang dapat lihat dari kekakuan ikatan dengan mengukur kemampuan keramik menahan tekanan dan kelengkungan. Jumlah tekanan yang diperlukan untuk melengkungkan benda biasanya digunakan untuk menentukan kekuatan keramik. Salah satu keramik yang keras adalah Zirconium dioxide yang memiliki bend strength mendekati senyawa besi (Nadlifatun,dkk, 2011).

Walaupun keramik memiliki ikatan yang kuat dan tahan pada temperatur tinggi, material ini sangat rapuh dan mudah pecah bila dijatuhkan atau ketika dipanaskan dan didinginkan seketika (Nadlifatun, dkk, 2011).

c. Sifat Fisik

Sebagian besar keramik adalah ikatan dari karbon, oksigen atau nitrogen dengan material lain seperti logam ringan dan semilogam. Hal ini menyebabkan keramik biasanya memiliki densitas yang kecil. Keramik yang ringan

mungkin dapat sekeras logam yang berat dan tahan terhadap gesekan. Senyawa keramik yang paling keras adalah berlian, diikuti boron nitrida

pada urutan kedua dalam bentuk kristal kubusnya. Aluminum oksida dan silikon karbida biasa digunakan untuk memotong, menggiling, menghaluskan dan menghaluskan material-material keras lain (Nadlifatun, dkk, 2011).

d. Sifat Panas

Sebagian besar keramik memiliki titik leleh yang tinggi, artinya walaupun pada temperatur yang tinggi material ini dapat bertahan dari deformasi dan dapat bertahan dibawah tekanan tinggi. Akan tetapi perubahan temperatur yang besar dan tiba-tiba dapat melemahkan keramik. Kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tersebutlah yang dapat membuat keramik pecah. Silikon karbida dan silikon nitrida lebih dapat bertahan dari kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tinggi daripada keramik-keramik lain. Oleh karena itu material ini digunakan pada bagian-bagian mesin seperti rotor pada turbin dalam mesin jet yang memiliki variasi perubahan temperatur yang ekstrim (Nadlifatun, dkk, 2011).

e. Sifat Elektrik

Beberapa jenis keramik dapat menghantarkan listrik. Jenis keramik silikon karbida, kurang dapat menghantarkan listrik tapi masih dapat dikatakan sebagai II-11

semikonduktor. Jenis keramik porcelain dapat bertindak sebagai insulator (alat untuk memisahkan elemen-elemen pada sirkuit listrik agar tetap pada jalurnya masing-masing) pada temperatur rendah tapi dapat menghantarkan listrik pada temperatur tinggi (Nadlifatun, dkk, 2011).

f. Sifat Magnetik

Keramik yang mengandung besi oksida (Fe2O3) dapat memiliki gaya magnetik yang mirip dengan magnet besi, nikel dan kobal. Keramik berbasis besi oksida ini biasa disebut ferrite. Keramik magnetis lainnya adalah oksida-oksida nikel, senyawa mangan dan barium. Keramik bermagnet biasanya digunakan pada motor elektrik dan sirkuit listrik dan dapat dibuat dengan resistensi tinggi terhadap demagnetisasi. Ketika elektron-elektron

disejajarkan sedemikian rupa, keramik dapat menghasilkan medan magnet yang sangat kuat dan sukar demagnetisasi (menghilangkan

medan magnet) dengan memecah barisan elektron tersebut (Nadlifatun, dkk, 2011).

Produk keramik hampir semua mempunyai sifat refraktori, artinya tahan terhadap panas, dan tingkat kerefraktorian dari suatu produk tertentu bergantung pada perbandingan kuantitas oksida refraktori terhadap oksida fluks didalamnya. Oksida refraktori yang terpenting adalah SiO2, Al2O3, CaO, MgO, ZrO2, TiO2, Cr2O3, serta BeO yang lebih jarang dipakai (Nadlifatun, dkk, 2011).

2.6Berbagai Macam Proses yang Digunakan Untuk Memperoleh Keramik 2.6.1 Slip Casting

Slip casting adalah proses untuk membuat keramik yang berlubang. Proses ini menggunakan cetakan dengan dinding yang berlubang-lubang kecil dan memanfaatkan daya kapilaritas air.

2.6.2 Pressure Casting

Pada proses ini, bubuk keramik dituangkan pada cetakan dan diberi tekanan. Tekanan tersebut membuat bubuk keramik menjadi lapisan solid keramik yang berbentuk seperti cetakan.

2.6.3 Injection Molding

Proses ini digunakan untuk membuat objek yang kecil dan rumit. Metode ini menggunaan piston untuk menekan bubuk keramik melalui pipa panas masuk ke cetakan. Pada cetakan tersebut, bubuk keramik didinginkan dan mengeras sesuai dengan bentuk cetakan. Ketika objek tersebut telah mengeras, cetakan dibuka dan bagian keramik dipisahkan.

2.6.4 Extrusion.

Extrusion adalah proses kontinu yang mana bubuk keramik dipanaskan didalam sebuah tong yang panjang. Terdapat baling-baling yang memutar dan mendorong material panas tersebut kedalam cetakan. Karena prosesnya yang kontinu, setelah terbentuk dan didinginkan, keramik dipotong pada panjang tertentu. Proses ini digunakan untuk membuat pipa keramik, ubin, dan bata modern (Sumahamijaya, 2009).

2.6.5 Densifikasi

Proses densifikasi menggunakan panas yang tinggi untuk menjadikan sebuah keramik menjadi produk yang keras dan padat. Setelah dibentuk, keramik dipanaskan pada tungku (furnace) dengan temperatur

antara 10000C sampai 17000C. Pada proses pemanasan, partikel-partikel bubuk menyatu dan memadat. Proses pemadatan ini menyebabkan objek keramik menyusut hingga 20 persen dari ukuran aslinya. Tujuan dari proses pemanasan ini adalah untuk memaksimalkan kekerasan keramik dengan mendapatkan struktur internal yang tersusun rapih dan sangat padat.

2.7 Pressure casting

Pressure casting adalah proses yang akan digunakan untuk memperoleh keramik barium titanat (BaTiO3). Pemilihan ini didasarkan pada prosedur proses pembuatan keramik barium titanat (BaTiO3), yaitu bubuk BaCO3 dan TiO2 yang keluar dari mixer lalu dituangkan pada cetakan dan diberi tekanan. Tekanan ini akan membuat bubuk keramik menjadi padat/lapisan solid keramik dan akan berbentuk seperti cetakannya.

Keunggulan dari proses ini : - Mudah dalam penggunaanya - Efisiensi terhadap bahan baku

2.8 Proses Pembuatan Keramik Barium Titanat (BaTiO3)

Bahan baku dalam pembuatan keramik BaTiO3 adalah terdiri dari campuran bubuk barium karbonat (BaCO3) dan bubuk titanium oksida (TiO2) dengan perbandingan komposisi 2,5 : 1, kedua bahan baku ini dimasukkan kedalam mixer

melalui screw conveyor. Tujuan melewatkan bahan melalui screw conveyor adalah agar menghomogenkan dan memudahkan proses pencampuran didalam mixer. Pencampuran di mixer berfungsi untuk, yaitu :

 Mencampurkan kedua bahan baku agar menyatu menjadi campuran yang seragam/homogen.

 Memperoleh material bahan baku dan komposisi yang homogen.  Meningkatkan densitas keramik.

 Memudahkan proses selanjutnya.

Kemudian kedua bahan baku akan masuuk ke dalam mixer dan akan dicampur secara merata, sehingga diperoleh bubuk keramik yang telah homogen.

Bubuk keramik yang keluar dari mixer dialirkan ke bagian pemadatan untuk dibentuk dan dipadatkan. Pemadatan dilakukan dengan cara penekanan.

Penekanan merupakan suatu proses dimana bahan baku bubuk dimasukkan dalam suatu wadah/cetakan dengan bentuk tertentu lalu ditekan dengan

menggunakan alat pneumatic press. Penekanan dilakukan dengan daya tekan 3000 kg/cm2. Penekanan ini dilakukan dengan daya tekan yang tinggi agar keramik yang terbentuk tidak rapuh (tidah mudah pecah) dan ketika dikalsinasi permukaan lempengan keramik tidak melengkung.

Keramik mentah yang keluar dari pneumatic press kemudian dibawa menggunakan belt conveyor ke gudang penyimpanan sementara.

Setelah tahap pencetakan, keramik mentah akan mengalami proses densifikasi, yaitu proses pembakaran /kalsinasi dengan suhu tinggi sehingga keramik menjadi utuh . Tujuan proses ini adalah suapaya keramik yang diperoleh padat dan strukturnya internalnya yang tersusun rapi, pada proses ini partikel- partikel serbuk bereaksi sehingga membentuk senyawa barium titanat (BaTiO3), dimana reaksi pembentukan yang terjadi, yaitu :

BaCO3(s) + TiO2 (s) BaTiO3 (s) + CO2 (g)

Keramik BaTiO3 ini akan terbentuk secara sempurna melalui 3 tingkatan temperatur kalsinasi, yaitu :

1. Pada temperatur 900oC, dilakukan selama 3 jam.

Pada tahap ini partikel – partikel keramik akan saling kontak setelah proses pemadatan. Disini serbuk dalam keadaan bebas dan disini mulai terjadi reaksi pembentukan keramik yang disertai dengan pelepasan gas CO2 sebagai produk sampingnya.

2. Pada saat temperatur 1100oC, dilakukan selama 3 jam.

Merupakan tahap pembentukan ikatan, terjadi proses pemadatan keramik dan permukaan kontak kedua partikel semakin lebar. Perubahan ukuran butiran maupun pori belum terjadi. Disini mulai terjadi persenyawaan antara atom barium dan atom titan, dengan timbulnya pemuaian atoom – atom ini.

3. Pada temperatur mencapai 1350oC, dilakukan selama 3 jam

Merupakan tahap antara pembentukan batas butiran. Pada tahap ini terjadi densifikasi dan eliminasi pori sepanjang batas butir, terjadi pemebesaran ukuran butiran samapai kanal-kanal pori tertutup serta terjadi penyusutan butiran,

sehingga terbentuk fasa baru.

Variasi waktu kalsinasi dilakukan agar kenaikan temperatur dilakukan secara bertahap sehingga reaksi menjadi lebih sempurna dan keramik yang dihasilkan akan berkualitas baik (Yunasfi, 2001).

BAB III

NERACA MASSA

3.1 Conveyor

Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Conveyor

Komponen

Laju Alir Masuk (Kg/hari) Laju Alir Keluar (Kg/hari)

1 2 3

BaCO3 1795,23 - 1795,23

TiO2 - 726,56 726,56

Total

1795,23 726,56

2521,79 2521,79

3.2 Mixer

Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Mixer

Komponen

Laju Alir Masuk (Kg/hari) Laju Alir Keluar (Kg/hari)

3 4

BaCO3 1795,23 1795,23

TiO2 726,56 726,56

Total 2521,79 2521,79

3.3 Pneumatic Press

Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Pneumatic Press

Komponen

Laju Alir Masuk (Kg/hari) Laju Alir Keluar (Kg/hari)

4 5

BaCO3 1795,23 1795,23

TiO2 726,56 726,56

Total 2521,79 2521,79

3.4 Electric Furnace

Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Furnace

Komponen

Laju Alir Masuk (Kg/hari)

Laju Alir Keluar (Kg/hari)

6 7 8

BaCO3 1795,23 0,180 -

TiO2 726,56 0,072 -

BaTiO3 - 2121,212 -

CO2 - - 400,30

Total 2521,79 2121.464 400,30

BAB IV

NERACA PANAS

Basis perhitungan : 1 hari Satuan operasi : kj/hari

Temperatur basis : 280C (301,15 K)

4.1 Electric Furnace

Tabel 4.1 Neraca Panas Electric Furnace

Alur Masuk (kJ/hari) Alur Keluar (kJ/hari)

Umpan - -

Produk - 1.826.123,495

r∆Hr - 174.260,99

Pemanas Electric 2.000.384,49 -

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

Peralatan – peralatan yang digunakan dalam pabrik pembuatan Keramik Barium Titanat adalah sebagai berikut :

5.1 Gudang penyimpanan TiO2 (G-101)

Fungsi : Tempat menyimpan TiO2 sebelum diproses selama 30 hari

Bentuk : Bangunan berbentuk balok dengan atap berbentuk limas

Bahan konstruksi : Bangunan beton Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm

Suhu : 30 OC

Jumlah gudang : 1 unit

Volume yang dibutuhkan : 7,6286 m3

Panjang : 2,5 m

Lebar : 2 m

Tinggi : 4 m

5.2 Gudang Penyimpanan BaCO3 (G-102)

Fungsi : Tempat menyimpan BaCO3 sebelum diproses selama 30 hari

Bentuk : Bangunan berbentuk balok dengan atap berbentuk limas

Bahan konstruksi : Bangunan beton Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm

Suhu : 30 OC

Jumlah gudang : 1 unit

Volume yang dibutuhkan : 17,59 m3

Panjang : 4 m

Lebar : 2,5 m

5.3 Bucket Elevator (BE-103)

Fungsi : Mengangkut TiO2 dari gudang penyimpanan ke silo

Jenis : Continuous – Bucket Elevator

Bahan konstruksi : Malleable - iron

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC Tinggi Elevator : 25 ft

Ukuran Bucket : (6 x 4 x 41 4) in Jarak antar Bucket : 12 in

Daya standart : ½ Hp

5.4 Bucket Elevator (BE-104)

Fungsi : Mengangkut BaCO3 dari gudang penyimpanan ke silo

Jenis : Continuous – Bucket Elevator

Bahan konstruksi : Malleable – iron

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC Tinggi Elevator : 25 ft

Ukuran Bucket : (6 x 4 x 41 4) in Jarak antar Bucket : 12 in

Daya standart : ½ Hp

5.5 Silo (S-110 )

Fungsi : Menampung TiO2 dari Betl conveyor feeder

Jenis : Mass – Flow Silo

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC

Tinggi Silo : 2,6 m

Diameter silo : 0,865 m Tinggi valley : 0,52 m

Diameter valley : 0,10 m Ukuran Bin opening (valley)B: 0,10 m

θ

: 22O

5.6 Silo (S-111 )

Fungsi : Menampung BaCO3 dari Betl conveyor feeder

Jenis : Mass – Flow Silo

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC

Tinggi Silo : 3,43 m

Diameter silo : 1,143 m Tinggi valley : 0,686 m Diameter valley : 0,229 m Ukuran Bin opening (valley)B: 0,15 m

θ

: 22O

5.7 Screw conveyor (SC-112 )

Fungsi : Mengangkut TiO2 menuju Mixer Bahan Konstruksi : carbon steel

Jumlah : 1 buah

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC Panjang Screw conveyor : 20 m = 65,616 ft Laju Screw conveyor : 0,0454 m3/jam Daya standart yang digunakan: ½ Hp

5.8 Screw conveyor (SC-113 )

Fungsi : Mengangkut BaCO3 menuju Mixer Bahan Konstruksi : carbon steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm

Suhu : 30 OC Panjang Screw conveyor : 20 m = 65,616 ft Laju Screw conveyor : 0,1047 m3/jam Daya standart yang digunakan: ½ Hp

5.9 Mixer (M-114)

Fungsi : Tempat Pencampuran bahan baku yang berasal dari gudang agar homogen

Jenis : Ribbon Mixer

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Carbon Steel

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC Faktor kelonggaran : 20 %

Waktu tinggal : 4 jam

Laju alir massa : 2521,79 kg/hari Densitas campuran : 4.119,26 kg/m3

Allowable working stress (S) : 13.750 psia

Joint efficiency (E) : 0,85

Corossion allowance (C) : 0,02 in/tahun Umur alat (n) : 10 tahun Effisiensi motor penggerak : 80 % Daya standart yang digunakan: 1 Hp

5.10 Screw conveyor (SC-210 )

Fungsi : mengangkut adonan BaCO3 dan TiO2

menuju Pneumatic press

Bahan Konstruksi : carbon steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC Panjang Screw conveyor : 20 m = 65,616 ft

Laju Screw conveyor : 0,1530 m3/jam Daya standart yang digunakan: ½ Hp

5.11 Pneumatic press (P-211 )

Fungsi : Tempat mencetak adonan menjadi blok keramik Bahan Konstruksi : Plat baja

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC Tekanan operasi : 3000 kg/cm2

Waktu pengepresan : 30 detik

5.12 Belt conveyor (BC-212)

Fungsi : mengangkut blok keramik kegudang penyimpanan sementara

Jenis : Horizontal belt conveyor

Bahan Konstruksi : carbon steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC

Laju alir : 2521,79 kg/hari = 105,075 kg/jam Faktor kelonggaran : 20 %

Kapasitas Belt conveyor : 126,09 kg/jam = 0,126 ton/jam Panjang Belt conveyor : 20 ft

Tebal Belt conveyor : 24 in Daya standart yang digunakan: ½ Hp

5.13 Gudang Penyimpanan Sementara Blok Keramik (G-213) Fungsi : Tempat menyimpan blok selama 30 hari Bentuk : Bangunan persegi dengan atap berbentuk limas

Bahan : Beton

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC

Kebutuhan : 7 hari

Faktor kelonggaran : 20 % Volume yang dibutuhkan : 25,71 m3

Panjang : 5 m

Lebar : 3 m

Tinggi : 4 m

5.14 Belt conveyor (BC-310)

Fungsi : mengangkut ke furnace

Jenis : Horizontal belt conveyor

Bahan Konstruksi : carbon steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC

Laju alir : 2521,79 kg/hari = 105,075 kg/jam Faktor kelonggaran : 20 %

Kapasitas Belt conveyor : 126,06 kg/jam = 0,126 ton/jam Panjang Belt conveyor : 20 ft

Tebal Belt conveyor : 24 in Daya standart yang digunakan: ½ Hp

5.15 Furnace (Q - 311)

Fungsi : Tempat peleburan BaCO3 dan TiO2 sehingga terjadi pembentukan keramik BaTiO3

Jenis : Electric furnace

Bahan Konstruksi :Refractory brick dengan dinding dalam magnesite (86,8 % MgO, 6,3% Fe2O3, 3% CaO, 2,6% SiO2),dinding tengah kaolin insulating firebrick, dinding luar carbon steel plate SA-Grade B, dengan elektroda grafit.

Jumlah : 2 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 1350 OC Panas yang dibutuhkan : 49.062,53 kW

Daya yang dibutuhkan : 68.534,225 hp 5.16 Blower (JB-314)

Fungsi : Mengalirkan gas CO2 dari Furnace kelingkungan

Jenis : Blower sentrifugal

Bahan Konstruksi : commercial steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC Efisiensi Blower : 75 %

Laju alir : 16,68 kg/jam

Daya standart yang digunakan: ½ Hp

5.17 Belt conveyor (BC-212)

Fungsi : mengangkut blok keramik kegudang penyimpanan produk

Jenis : Horizontal belt conveyor

Bahan Konstruksi : carbon steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC

Laju alir : 2121,21 kg/hari = 88,384 kg/jam Faktor kelonggaran : 20 %

Kapasitas Belt conveyor : 106,07 kg/jam = 0,106 ton/jam Panjang Belt conveyor : 50 ft

Tebal Belt conveyor : 24 in Daya standart yang digunakan: ½ Hp

5.18 Gudang Penyimpanan Keramik BaTiO3 (G-313)

Fungsi : Tempat menyimpan keramik BaTiO3 selama 30 hari V-7

Bentuk : Bangunan persegi dengan atap berbentuk limas

Bahan : Beton

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC

Kebutuhan : 30 hari

Faktor kelonggaran : 20 % Volume yang dibutuhkan : 30,973 m3

Panjang : 5 m

Lebar : 3,5 m

Tinggi : 4 m

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATN KERJA

6.1 Instrumentasi

Pengoperasian suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan yang ditetapkan dalam perancangannya. Persyaratan tersebut meliputi keselamatan, spesifikasi produk, peraturan mengenai lingkungan hidup, kendala operasional, dan faktor ekonomi. Pemenuhan persyaratan tersebut berhadapan dengan keadaan lingkungan yang berubah – ubah, yang dapat mempengaruhi jalannya proses atau yang disebut disturbance (gangguan). Adanya gangguan tersebut menuntut pemantauan secara terus – menerus maupun pengendalian terhadap jalannya operasi suatu pabrik kimia untuk menjamin tercapainya tujuan operasional pabrik. Pengendalian atau pemantauan tersebut dilaksanakan melalui penggunaan peralatan dan engineer (sebagai operator terhadap peralatan tersebut) sehingga kedua unsur ini membentuk satu sistem kendali terhadap pabrik.

Instrumentasi adalah alat – alat yang digunakan untuk pengukuran dan pengendalian dalam suatu sistem yang lebih besar dan lebih kompleks. Untuk memenuhi persyaratan tersebut diperlukan pengawasan (monitoring) yang terus menerus terhadap operasi pabrik kimia dan intervensi dari luar (external intervention) untuk mencapai tujuan operasi. Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolnya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat – alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat – alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat dengan peralatn proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis) (poerwanto, 2008).

Agar proses selalu stabil dibutuhkan instalasi alat – alat pengendalian. Alat – alat pengendalian dipasang dengan tujuan (Hutagalung, 2008) :

Keamanan dalam operasi suatu pabrik kimia merupakan kebutuhan primer untuk orang – orang yang bekerja di pabrik dan untuk kelangsungan perusahaan. Untuk menjaga terjaminnya keamanan, berbagai kondisi operasi pabrik seperti tekanan operasi, temparatur, kosentrasi bahan kimia, dan lain sebagainya harus dijaga tetap pada batas – batas tertentu yang diizinkan. 2. Memenuhi spesifikasi produk yang diinginkan

Pabrik harus menghasilkan produk dengan jumlah tertentu (sesuai kapasitas desain ) dan dengan kualitas tertentu sesuai spesifikasi. Untuk itu dibutuhkan suatu sistem pengendali untuk menjaga tangkat produksi dan kualitas produk yang diinginkan.

3. Menjaga agar operasi pabrik tetap ekonomis

Operasi pabrik bertujuan menghasilkan produk dari bahan baku yang memberi keuntugan yang maksium, sehingga pabrik harus dijalankan pada kondisi yang menyebabkan biaya operasi menjadi minimum dan laba yang diperoleh menjadi maksimum.

4. Memenuhi persyaratan lingkungan

Operasi pabrik harus memenuhi berbagai peraturan lingkungan yang memberikan syarat – syarat tertentu bagi berbagai buangan pabrik kimia. variabel – variabel proses yang biasanya di kontrol / diukur oleh instrumen adalah:

1. Variabel utama, seperti temperature, tekanan, laju alir dan level cairan.

2. Variable tambahan, seperti panas spesifik, PH, komposisi kimia, kandungan kelembapan dan variabel lainya (Considine, 1985).

Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari: 1. Elemen perasa / sensing (Primary Element)

Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.

2. Elemen pengukur ( measuring element)

Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan

ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol

3. Elemen pengontrol (Controling element)

Elemen pengontrol yang menerima sinyalnya kemudian akan segera mengatur perubahan – perubahan proses tersebut sama dengan milai set point (nilai yang dinginkan) dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi.

4. Elemen pengontrol akhir ( final control element)

elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki (Considine, 1985).

Pengendalian peralatan instrumetasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controler. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan – perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. untuk mengubah variabel – variabel ke nilai yang diinginakan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (recorder).

Faktor – faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen – instrumen adalah : 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran.

2. Level instrumentasi.

3. Ketelitian yang dibutuhkan. 4. Bahan konstruksi.

5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses.

Hal – hal yang diharapkan dari pemakaian alat – alat instrumentasi adalah : 1. Kualitas produk dapat diperoleh sesuai dengan yang diinginkan. 2. Pengoperasian sistem peralatan lebih mudah.

3. Sistem kerja lebih efesien.

4. Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat.

Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah (Considine, 1985) : 1. Untuk variabel temperatur

 Temperatur Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk menunjukkan temperatur dari suatu alat.

 Temperatur Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengontrol temperatur suatu alat. dengan menggunakan temperature controler, para engineer dapat melakukan pengendalian terhadap peralatan sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan. Temperatur controler kadang – kadang juga dapat mencatat temperatur dari suatu perlatan secara berkala (Temperatur Reorder)  Temperatur Indicator Control Alarm (TICA) adalah instrumen yang

digunakan untuk tiga fungsi instrumen temperatur sekaligus yaitu menunjukkan, mengontrol temperatur, dan membunyikan alarm jika terjadi perubahan temperatur dari suatu peralatan.

2. Untuk vaiabel tinggi permukaan suatu bahan

 Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk menunjukkan ketinggian bahan dalam suatu alat.

 Level Controller (LC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengontrol ketinggian suatu bahan dalam suatu alat. Dengan menggunakan level controller, Para engineer juga dapat melakukan pengendalian ketinggian suatu bahan dalam peralatan tersebut.

3. Untuk variabel tekanan

 Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk menunjukkan tekanan operasi suatu alat.

 Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi suatu alat. Para engineer juga dapat melakukan perubahan tekanan dari peralatan operasi. Pressure controller

dapat juga dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara berkala (Pressure Recorder).

 Pressure Indicator Control Alarm (PICA) adalah instrumen yang digunakan untuk tiga fungsi instrumen tekanan sekaligus yaitu

menunjukkan tekanan, menyembunyikan alarm jika terjadi perubahan tekanan dan mengentrol tekanan dari suatu perlatan.

4. Untuk variabel aliran

 Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk menunjukkan laju aliran atau suatu alat.

 Flow Conroller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau bahan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

Tabel 6.1 Daftar Instrumetasi pada Pra Rancangan Pabrik Prmbuatan Keramik Barium Titanat

No Nama alat Jenis instrumen

Kegunaan

1 Bucket elevator FC Mengontrol laju alir bahan pada bucket conveyor

2 Silo FC Mengontrol bahan yang keluar dari silo

3 Screw Conveyor FC Mengontrol laju alir bahan pada screw conveyor

4 Ribbo Mixer LC Mengontrol tinggi bahan dalam mixer

5 Pneumatic Press PC Mengontrol tekanan pada Pneumatic press

6 Belt Conveyor FC Mengontrol laju alir bahan pada belt conveyor

7 Furnace TC Mengontrol suhu dalam furnace

8 Blower FC Mengontrol laju alir gas pada blower

Berikut ini adalah merupakan gambar alat beserta instrumentasinya yang digunakan pada rancangan pabrik pembuatan keramik barium titanat ini, yaitu :

FC

Bahan Keluar Bahan

Masuk

PC

Bahan Masuk

Bahan Keluar

LC Bahan

Masuk

Bahan Keluar

Silo Pneumatic Press Ribbon Mixer

Bahan Masuk

FC _{Bahan Keluar} Bahan

Masuk FC _KeluarBahan

Screw Conveyor Belt Conveyor

TC

Bahan Masuk

Bahan Keluar Udara

FC

Bahan Keluar

Bahan Masuk

Furnace Bucket Conveyor

Gambar 6.1 Instrumentasi pada alat

6.2 Keselamatan Kerja Pabrik

Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi. Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamata kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha untuk menjamin keselamatan kerja. Usaha – usaha yang dapat dilakukan antara lain adalah :

1. Meingkatkan spesialisasi ketrampilan karyawan dalam menggunakan peralatan secara benar sesuai tugas dan wewenangnya serta mengetahui cara

– cara mengatasi kecelakaan kerja.

2. Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan. Pelatihan yang dimaksud dapat meliputi :

 Pelatihan untuk menciptakan kualitas Sumber Daya Manusia (SDM) yang tinggi dan bertanggung jawab, misalnya melalui pelatihan kepemimpinan dan pelatihan pembinaan kepribadian.

 Studi banding (workshop) antar bidang kerja, sehingga karyawan diharapkan memiliki rasa kepedulian terhadap sesama karyawan

3. Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin.

Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang – Undang Keselamatan Kerja pada tanggal 12 Januari 1970. semakin tinggi tngkat keselamata kerja dari suatu pabrik maka makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan.

Hal – hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamtan kerja adalah sebagai berikut :

1. Penanganan dan pengangkutan bahan menggunakan manusia harus seminimal mungkin.

2. Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukran udara yang baik. 3. Jarak antara mesin – mesin dan peralatan lain cukup luas.

4. Setiap ruang gerak harus aman, bersih dan tidak licin.

5. Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran. 6. Tanda – tanda pengamanan harus dipasang pada setiap tempat yang

berbahaya.

7. Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran.

6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Keramik Barium Titanat Dalam rancangan pabrik pembuatan Keramik Barium Titanat, usaha – usaha pencegahan terhadap bahaya – bahaya yang mungkin terjadi dilakukan sebagai berikut :

6.3.1 Pencegahan terhadap Kebakaran dan Peralatan

Untuk melakukan pencegahan terhadap kebakaran, hal – hal yang diperhatikan diantaranya :

1. Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran maka sistem alarm dipasang pada tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium, ruang proses, dan perkantoran.

2. Sistem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, dibedakan warnanya dan letaknya tidak mengganggu garakan karyawan.

3. Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station setiap saat dalam keadaam siaga.

4. penyediaan racun api yang selalu siap dengan pompa hydran untuk jarak tertentu.

5. Bahan – bahan yang mudah terbakar dan meledak harus disimpan dalam tempat yang aman dan dikontrol secara teratur.

Peralatan pencegahan kebakaran:

1. Memasang Sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting, seperti

power station, laboratorium, dan ruang proses.

2. Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap saga di fiere station.

3. Fire Hydran ditempatkan di daerah storage, proses dan perkantoran. Ada 3 jenis hydran, yaitu hydran gedung, hydran halaman dan hydran kota, sesuai namanya hydran gedung ditempatkan dalam gedung, untuk hydran halaman di tempatkan di halaman, sedangkan hydran kota biasanya ditempatakan pada beberapa titik yang memungkinkan Unit Pemadam Kebakaran suatu kota mengambil cadangan air.

4. Fire extinguishers /APAR/ Racun api disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan api yang relatif kecil. Peralatn ini merupakan peralatan reaksi cepat yang multi guna karena dapat dipakai untuk jenis kebakaran, peralatan ini mempunyai bernagai ukuran beratny, sehingga bisa ditempatkan sesuai dengan besar – kecilny resiko kebakaran yang mungkin timbul ari daerah tersebut, misalnya tempat penimbunan bahan bakar tersa tidak rasional kalau disitu kita temapatkan racun api denganukuran 1,2 Kg dengan jumlah satu

5. tabung. Bahan yang ada dalam tabung pemadam api tersebut ada yang dari bahan kimia kering, busa (foam) dan CO2.

6. Detektor Asap (Smoke Detector), Peralatan yang memungkinkan secara otomatis akan memberitahukan kepada setiap orang apabila ada asap pada suatu daerah maka alat ini akan berbunyi, khusus untuk pemakaian dalam gedung.

7. Sprinkler, Peralatan yang dipergunakan khusus dalam gedung, yang akan memancarkan air secara otomatis apabila terjadi pemanasan pada suatu suhu tertentu pada daerah dimana ada sprinkler tersebut (Safe, 2000).

Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja No.Per/02/Men/1983 tentang instalansi alarm kebakaran otomatis, yaitu :

1. Detektor kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara dini adanya suatu kebakaran awal, alat ini terbagi atas :

a. Smoke detector adalah detector yang bekerja berdasarkan terjadinya akumulasi asap dalam jumlah tertentu.

b. Gas detector adalah detector yang bekerja berdasarkan kenaikan kosentrasi gas yang timbul akibat kebakaran ataupun gas – gas lain yang mudah terbakar.

c. Alarm kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang memberikan isyarat adanya suatu kebakaran. Alarm ini berupa :

 Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat berupa bunyi khusus (audible alarm).

 Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap oleh pandangan mata secara jelas (visible alarm).

2. Panel Indikator Kebakaran

Panel indikator kebakaran adalah suatu komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang berfungsi mengendalikan kerja sistem dan terletak diruang operator.

6.3.2 Menggunakan Alat Pelindung Diri (ADP)

Alat pelindung diri (ADP) adalah kelengkapan yang wajib digunakan saat bekerja sesuai kebutuhan untuk menjaga keselamatan pekerja itu sendiri dan orang

disekelilingnya. Kewajiban itu sudah disepakati oleh pemerintah melalui Departemen Tenaga Kerja Republik Indonesia. Adapun bentuk dari alat tersebut adalah :

1. Safety Helmet

Berfungsi sebagai pelindung kepada dari benda yang bisa mengenai kepala secara langsung.

2. Tali Keselamatan (safety belt)

Brfungsi sebagai alat pengaman ketika menggunakan alat tranportasi ataupun peralatan lain yang serupa (mobil, pesawat, alat berat, dan lain - lain).

3. Sepatu Karet (sepatu boot)

berfungsi sebagai pengaman saat bekerja ditempat yang becek ataupun berlumpur. Kebanyakan dilapisi dengan metal untuk melindungi kaki dari benda tajam dan berat, benda panas, cairan kimia, dsb.

4. Sepatu Pelindung(safety shoes)

Seperti sepatu biasa, tapi dari bahan kulit dilapisi metal dengan sol dari karet tebal dan kuat. Berfungsi untuk mencegah kecelakaan fatal yang menimpa kaki karena tertimpa benda tajam atau berat, benda panas, dan cairan kimia. 5. Sarung Tangan.

Berfungsi sebagai alat pelindug tangan pada ssat bekerja ditempat atau situasi yang dapat mengakibatkan cedera tangan. Bahan dan bentuk sarung tangan disesuaikan dengan fungsi masing – masing pekerjaan.

6. Tali Pengaman (Safety Harness)

Berfungsi sebagai pengaman saat bekerja diketinggian, diwajibkan menggunkan alat ini diketinggian lebih dari 1,8 meter.

7. Penutup Telinga (Ear Plug/Ear Muff)

Berfungsi sebagai pelindung telinga pada saat bekerja disaat yang bising. 8. Kaca Mata Pengaman (Safety Glasses)

Berfungsi sebagai pelindung mata ketika bekerja (misalnya mengelas). 9. Masker (Respirator)

Berfungsi sebagai penyaring udara yang dihirup saat bekerja ditempat dengan kualitas udara buruk (misalnya berdebu, beracun, dsb).

10. Pelindung Wajah (Face Shield)

berfungsi sebagai pelidung wajah dari percikan benda asing saat bekerja (misalnya pekerjaan menggerinda)

11. Jas Hujan (Rain Coat)

Berfungsi melindungi dari percikan air saat bekerja (misalnya bekerja pada waktu hujan atau sedang mencuci alat).

6.3.3 Keselamatan Kerja terhadap Listrik

Upaya penigkatan keselamatan kerja terhadap listrik adalah sebagai berikut : 1. Setiap intalasi dan alat – alat listrik harus diamankan dengan pemakaian

sekring atau pemutus arus listrik otomatis lainya.

2. Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan.

3. penempatan dan pemasangan motor – motor listrik tidak boleh mengganggu lalu lintas pekerja.

4. memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi.

5. Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan.

6. setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat penagkal petir yang dibumikan

7. kabel – kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat – alat yang bekerja pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.

6.3.4 Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan

Uapaya peningkatan kesehatan karyawan dalam lapangan kerja adalah : 1. Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada

dalam lokasi pabrik.

2. dalam menangani bahan – bahan kimia yang berbahaya, karyawan diharuskan memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut.

3. Bahan – bahan kimia yang selama pembuatan, pengolahan, pengkutan, penyimpangan dan penggunaanya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran, korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat. 4. Poliklinik yang memadai disediakan dilokasi pabrik, poliklinik diwajibkan

disediakan sebagai tempat pengobatan akibat kecelakaan dilokasi pabrik VI-11

5. seperti terhirup gas beracun, luka tebakar, patah tulang, dan lain sebagainya (Ishak, 2004).

6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis

Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekani adalah :

1. Alat – alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah kemungkinan terguling atau terjatuh.

2. Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan.

3. jalur perpipaan sebiknya berada diatas permukaan tanah atau diletakkan di atap lanatai pertama kalau didalam gedung tau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.

4. Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran.

5. Pada alat – alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.

untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai – nilai displin bagi karyawan yaitu :

1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman – pedoman yang diberikan

2. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.

3. Perlu keterampilan mengatasi kecelakaan, menggunakan peralatan yang ada.

4. Setiap kecelakaan/kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan.

5. Karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.

6. Kontrol secara priodik terhadap alat instalasi pbrik oleh petugas

maintenance

Total Biaya Tetap (Fixed Cost) = O + P + Q + R + S + T + U + V + W + X = Rp 40.846.558.315

3.2 Biaya Variabel

3.2.1 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun

Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah Rp 541.310.152

Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun =

3 12

x Rp 541.310.152 = Rp 2.165.240.608

3.2.2 Biaya Variabel Tambahan

1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan

Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku

Biaya variabel Perawatan dan Penanganan Lingkungan: = 0,1  Rp 2.165.240.608

= Rp 216.524.061

2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi

Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku

Biaya Pemasaran dan Distribusi = 0,1  Rp 2.165.240.608 = Rp 216.524.061

Total biaya variabel tambahan = Rp 433.048.122

3.2.3 Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 5  dari biaya variabel tambahan = 0,05  Rp 433.048.122 = Rp 21.652.406

Total biaya variabel = Rp 2.619.941.136

Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 40.846.558.315 + Rp 2.619.941.136 = Rp 43.466.499.451

4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan 4.1 Laba Sebelum Pajak

Laba atas penjualan = total penjualan – total biaya produksi = Rp 113.005.604.250 – Rp 43.466.499.451

= Rp 69.539.104.799

Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5 % dari keuntungan perusahaan = 0,005 x Rp 69.539.104.799

= Rp 347.695.524,00

Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UURI No. 17/00 Pasal 6 ayat 1 sehingga :

Laba sebelum pajak (bruto) = Rp 69.539.104.799 − Rp 347.695.524,00 = Rp 69.191.409.275,26

4.2 Pajak Penghasilan

Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan Ketiga atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah (Rusjdi, 2004) :

 Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 5.

 Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 250.000.000,- dikenakan pajak sebesar 15.

 Penghasilan Rp 250.000.000,- sampai dengan Rp 500.000.000,- dikenakan pajak sebesar 25.

 Penghasilan di atas Rp 500.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah :

- 5 Rp 50.000.000,- = Rp 2.500.000 - 15 (Rp 250.000.000,- - Rp 50.000.000,-) = Rp 30.000.000 - 25% x (Rp 500.000.000,- - Rp 250.000.000,-) = Rp 62.500.000 - 30 (Rp 69.191.409.275,26 – Rp 500.000.000)= Rp 20.607.422.783

Total PPh = Rp 20.702.422.783 LE-23

4.3 Laba setelah pajak

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp 69.191.409.275,26 – Rp 20.702.422.783 = Rp 48.488.986.493

5. Analisa Aspek Ekonomi 5.1 Profit Margin (PM)

PM =

penjualan total

pajak sebelum Laba

 100 

PM =

4.250 113.005.60 Rp .799 69.539.104 Rp _

100  = 61,53 

5.2 Break Even Point (BEP)

BEP = Variabel Biaya Penjualan Total Tetap Biaya

  100 

BEP = 136 2.619.941. Rp 4.250 113.005.60 Rp .315 40.846.558 Rp

  100

= 37,00 

Kapasitas produksi pada titik BEP = 37,00  700.ton/tahun = 259,02 ton

Nilai penjualan pada titik BEP = 30,19  Rp 113.005.604.250 = Rp 41.816.028.220

5.3 Return on Investment (ROI)

ROI =

Investasi Modal Total pajak setelah Laba

 100 

ROI =

7.874 147.196.73 Rp .493 48.488.986 Rp

 100  = 32,94 

5.4 Pay Out Time (POT)

POT = ROI

1 _

1 tahun POT =

3294 , 0

1

 1 tahun = 3,04 tahun

5.5 Return on Network (RON)

RON =

sendiri Modal

pajak setelah Laba

 100 

RON =

.724 88.318.042 Rp

.493 48.488.986 Rp

 100  = 54,90 

5.6 Internal Rate of Return (IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut :

- Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10  tiap tahun - Masa pembangunan disebut tahun ke nol

- Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10 - Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan (depresiasi). Dari Tabel LE.11 diperoleh nilai IRR =46,26 

Tabel E.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) Thn Laba sebelum

pajak Pajak

Laba Sesudah

pajak Depresiasi Net Cash Flow

P/F pada i

= 46%

PV pada i =46%

P/F pada i

= 47%

PV pada i =47 %

0 - - - - -147.196.737.874 1

-147.196.737.874 1

-147.196.737.874 1 69.191.409.275

20.702.422.783 48.488.986.493

10.051.037.932

58.540.024.424 0,6849 40.095.907.140 0,6803 39.823.145.867 2

76.110.550.203

22.778.165.061 53.332.385.142

10.051.037.932

63.383.423.074 0,4691 29.735.139.367 0,4628 29.331.955.701 3

83.721.605.223

25.061.481.567 58.660.123.656

10.051.037.932

68.711.161.588 0,3213 22.078.457.236 0,3148 21.630.934.701 4

92.093.765.745

27.573.129.724 64.520.636.022

10.051.037.932

74.571.673.954 0,2201 16.412.036.302 0,2142 15.969.986.649 5

101.303.142.320

30.335.942.696 70.967.199.624

10.051.037.932

81.018.237.556 0,1507 12.212.891.885 0,1457 11.803.100.845 6

111.433.456.552

33.375.036.966 78.058.419.586

10.051.037.932

88.109.457.518 0,1032 9.097.150.773 0,0991 8.732.096.346 7

122.576.802.207

36.718.040.662 85.858.761.545

10.051.037.932

95.909.799.477 0,0707 6.782.549.820 0,0674 6.466.088.431 8

134.834.482.428

40.395.344.728 94.439.137.699

10.051.037.932

104.490.175.631 0,0484 5.061.189.669 0,0459 4.792.220.374 9

148.317.930.671

44.440.379.201 103.877.551.469

10.051.037.932

113.928.589.401 0,0332 3.779.697.280 0,0312 3.554.485.177 10

163.149.723.738

48.889.917.121 114.259.806.616

10.051.037.932

124.310.844.548 0,0227 2.824.752.874 0,0212 2.638.369.814

-20.000.000.000 40.000.000.000 60.000.000.000 80.000.000.000 100.000.000.000 120.000.000.000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

B

ia

y

a

(

R

p)

Kapasitas Produksi (%)

Biaya Tetap biaya variabel total biaya produksi hasil penjualan

Harga BEP 37,00%