Pembuatan Ban dari Bahan Baku Karet Remah ( Cru mb Rubber ) Rubber Tugas Makalah Mata kuliah Kimia Industri
Oleh: Shofi Fajriah Ilmi
G44110014
Astrid Harfera Passadana
G44110076
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN
Karet
Karet merupakan polimer alam terpenting dan dipakai secara luas dilihat dari sudut industri. Karet merupakan politerpena yang disintesis secara alami melalui polimerisasi enzimatik isopentilpirofosfat. Karet guayule merupakan kekecualian, yang diperoleh melalui pulping melalui pulping dan parboling tumbuhan parboling tumbuhan sebelum dimurnikan. Residu panen selulosik (bagasse (bagasse)) merupakan sumber alkohol fermentasi yang potensial. Karet termasuk polimer dengan berat molekul sangat tinggi (rata-rata sekitar 1 juta) dan amforsus, meskipun menjadi terkristalisasi secara acak pada suhu rendah.
Macam-Macam Karet
Terdapat dua jenis golongan karet secara umum yaitu karet alam dan karet sintetis, masingmasing golongan mempunyai perbedaan sifat fisik maupun kimianya. Karet alam dihasilkan dari penyadapan getah pohon karet Hevea brasiliensis, brasiliensis, sedangkan karet sintetis merupakan suatu polimer yang dibentuk dari monomer-monomer tertentu.
1.
Karet Alam
Hampir semua karet alam diperoleh sebagai lateks yang terdiri dari sekitar 32-35% karet dan sekitar 5% senyawa lain, termasuk asam lemak, gula, protein, sterol, ester, dan garam. Karet termasuk polimer dengan berat molekul sangat tinggi (rata-rata sekitar 1 juta) dan amorfus, meskipun menjadi terkristalisasi secara acak pada suhu rendah (Stevens, 2001). Secara umum karet alam merupakan bahan yang tepat untuk pembuatan barang-barang yang membutuhkan ketahanan kikis dan ketahanan sobek yang sangat tinggi.
Gambar cis Gambar cis-1,4-poliisoprena -1,4-poliisoprena
Sifat kimia karet alam, yaitu: a.
Bila terbakar di udara akan berubah menjadi karbondioksida dan air.
b.
Mudah teroksidasi oleh udara.
c.
Karet dapat bereaksi dengan ozon, air brom, dan air jika ada bantuan katalis.
Sifat fisik karet alam, yaitu: a.
Bersifat amorf (tidak memiliki bentuk yang tetap),
b.
Suhu penggunaan paling tinggi sekitar 99 C,
c.
Warna setelah terjadinya koagulasi putih hingga berwarna coklat,
d.
Elastisitas bertambah setelah proses vulkanisasi,
e.
Tidak larut dalam air,
f.
Proses vulkanisasi yang menggunakan sulfur berlebihan akan menyebabkan
o
karet
menjadi keras yang dikenal dengan ebonite, g.
Berpengaruh terhadap perubahan suhu, dan
h.
Bila menggunakan sulfur 2-5 % pada saat pemanasan, maka sifat fisiknya akan
bertambah (Abednego dkk., 1989).
Jenis-jenis karet alam antara lain:
a.
Bahan olah karet
Bahan olah karet adalah lateks kebun serta gumpalan lateks kebun yang diperoleh dari pohon karet Hevea brasiliensis. brasiliensis. Bahan olah karet berdasarkan pengolahannya dibagi menjadi empat macam yaitu lateks kebun, sheet angin, slab tipis, dan lump segar. Pemerintah melalui Badan Standardisasi Nasional telah merevisi SNI Bokar menjadi SNI 06-2047-1998 berdasarkan Surat Keputusan No. 102/BSN-I/KH/05/98 tanggal 26 Mei 1998. Penerapan SNI bersifat wajib (mandatory) mandatory) yang diharapkan berdampak lanjut sampai ke tingkat petani untuk menghasilkan bokar bermutu baik.
b.
Karet alam konvensional
Karet olahan yang tergolong karet alam konvensional pada dasarnya hanya terdiri dari golongan karet sheet dan creep. creep. Jenis-jenis karet alam konvensional menurut Green Book yang dikeluarkan oleh International oleh International Rubber Quality and Packing Conference (IRQPC) yaitu Ribbed
Smoked Sheet , White Crepe dan pale dan pale crepe, crepe , estate brown crepe, crepe, compo crepe, crepe, thin brown crepe remills, remills, thick blanket crepe ambers, ambers, flat bark crepe, crepe, pure smoked blanket crepe, crepe, off crepe. crepe.
c.
Lateks pekat
Lateks pekat adalah jenis karet yang berbentuk cairan pekat, tidak berbentuk lembaran atau padatan lainnya. Lateks pekat biasanya banyak digunakan untuk pembuatan bahan-bahan karet yang tipis dan bermutu tinggi.
d.
Karet bongkah Karet bongkah adalah karet remah yang telah dikeringkan dan dikilang menjadi bandela-
bandela dengan ukuran yang telah ditentukan.
e.
Karet spesifik teknik Karet spesifik teknik adalah karet alam yang dibuat khusus sehingga terjamin mutu
teknisnya.
f.
Karet siap olah Karet siap olah adalah bentuk lain dari karet alam yang dihasilkan sebagai barang setengah
jadi sehingga bisa langsung dipakai oleh konsumen, kon sumen, baik untuk un tuk pembuatan ban b an atau barang yang menggunakan bahan baku karet alam lainnya.
g.
Karet Reklim Karet reklim adalah karet yang diolah kembali dari barang-barang karet bekas, terutama
ban-ban mobil bekas dan ban-ban berjalan. Kelemahan karet ini adalah kurang kenyal dan kurang tahan terhadap gesekan sesuai dengan sifatnya sebagai karet bekas pakai (Setiawan & Andoko, 2008).
2.
Karet Sintetis
Karet sintesis yaitu karet yang terbuat dari minyak bumi. Karet buatan tidak sebaik karet alam karena mudah robek namun lebih tahan terhadap bensin. Karet sintetis memiliki sifat yang khas yaitu ada yang tahan terhadap minyak, tahan terhadap suhu tinggi, tahan terhadap pengaruh
cuaca dan ada yang tahan terhadap udara. Berdasarkan tujuan pemanfaatannya, karet sintetis dibagi menjadi dua macam, yaitu:
a.)
Karet sintetis untuk kegunaan umum
Karet sintetis ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Bahkan, banyak fungsi karet alam yang dapat digantikannya. Jenis-jenis karet sintetis untuk kegunaan umum di antaranya sebagai berikut :
-
SBR ( styrena styrena butadiene rubber )
Jenis SBR merupakan jenis karet sintetis yang paling banyak diproduksi dan digunakan. Jenis ini memiliki ketahanan kikis yang baik dan kalor atau panas yang ditimbulkan juga rendah. -
IR (isoprene (isoprene rubber )
Jenis karet ini mirip dengan karet alam karena sama-sama merupakan polimer isoprene. Dapat dikatakan, banyak sifat IR yang mirip sekali dengan karet alam, walaupun tidak secara keseluruhannya. Jenis IR memiliki kelebihan lain dibanding karet alam, yaitu lebih murni dalam bahan dan viskositasnya lebih mantap.
b.)
Karet sintetis untuk kegunaan khusus
Jenis karet sintetis ini tidak terlalu banyak digunakan dibanding karet sintetis yang pertama. Jenis ini digunakan untuk keperluan khusus karena memiliki sifat khusus yang tidak dipunyai karet sintetis jenis pertama. Sifat yang menjadi kelebihannya ini adalah tahan terhadap minyak, oksidasi, panas atau suhu tinggi, serta kedap terhadap gas. Beberapa jenis karet sintetis untuk kegunaan khusus yang banyak dibutuhkan di antaranya sebagai berikut :
-
IIR (isobutene (isobutene isoprene rubber )
IIR sering disebut butyl rubber dan hanya mempunyai sedikit ikatan rangkap sehingga membuatnya tahan terhadap pengaruh oksigen dan ozon. IIR juga dikenal karena kedap gas. IIR yang divulkanisir dengan damar fenolik menjadikan bahan tahan terhadap suhu tinggi serta proses pelapukan/penuaan.
-
NBR (nytrile (nytrile butadiene rubber )
NBR adalah karet sintetis untuk kegunaan khusus yang paling banyak dibutuhkan. Sifatnya yang sangat baik adalah tahan terhadap minyak. Sekalipun di dalam minyak, karet ini tidak mengembang. Sifat ini disebabkan oleh adanya kandungan akrilonitril di dalamnya.
Perbedaan Karet Alam dan Karet Sintetis
Karet alam sekarang ini jumlah produksi dan konsumsinya berada jauh di bawah karet sintetis atau karet buatan pabrik, tetapi pada dasarnya keunggulan yang dimiliki karet alam masih sulit ditandingi oleh karet sintetis. Adapun kelebihan-kelebihan yang dimiliki karet alam dibandingkan dengan karet sintetis adalah : 1.
Memiliki daya elastis atau daya lenting yang semp urna
2.
Memiliki plastisitas yang baik sehingga pengolahanya mudah,
3.
Mempunyai daya aus yang tinggi,
4.
Tidak mudah panas, dan
5.
Memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan. Walaupun demikian, karet sintetis memiliki kelebihan seperti tahan terhadap berbagai zat
kimia dan harganya cenderung bisa dipertahankan supaya tetap stabil.
Cru mb Rubber Rubber
Crumb rubber adalah rubber adalah karet kering yang proses pengolahannya melalui tahap peremahan. Bahan baku berasal dari lateks l ateks yang diolah menjadi koagulum (bongkahan lateks) dan d an dari lump (lateks yang telah membeku). Bahan baku yang paling dominan adalah lump karena pengolahan crumb rubber bertujuan untuk mengangkat derajat bahan baku mutu rendah menjadi produk yang lebih bermutu. Karet remah (crumb rubber) adalah karet alam yang dibuat secara khusus sehingga terjamin mutu teknisnya. Penetapan mutu pada karet remah (crumb rubber) didasarkan pada penilaian sifat-sifat teknis dimana warna atau penilaian visual yang menjadi dasar penentuan golongan mutu pada jenis karet sheet, crepe maupun lateks pekat crumb rubber . Karet remah tergolong dalam karet spesifikasi teknis karena penilaian mutunya didasarkan pada sifat teknis dari parameter dan besaran nilai yang dipersyaratkan dalam penetapan mutu karet remah.
1.
Cup Lump ( Lump Lump Mangkok)
Cup Lump atau populer juga dengan sebutan " Lump Mangkok" adalah bekuan lateks yang menggumpal secara alami didalam mangkok pengumpul lateks. 2.
Slab
Slab adalah bekuan lateks yang digumpalkan dengan sengaja dengan cara menambah zat koagulan/penggumpal. Koagulan yang biasa digunakan (dan disarankan) adalah asam semut.
METODE PENGOLAHAN
Tahap pengolahan Crumb Rubber : Rubber : Bak Blending I
Bak blending Bak blending II ini merupakan proses pengolahan pertama yang bertujuan untuk mempermudah pencampuran antara Slab dan Cup Lump. Lump. Bak blending Bak blending diisi diisi air yang fungsinya mencuci bahan baku. Pencucian ini bertujuan untuk mengurangi kontaminasi dan menjamin efektifitas bahan baku.
Prebreaker
Dengan Bucket Dengan Bucket Conveyor , bahan baku dipindahkan dari Bak Blending I Blending I ke mesin Prebreaker mesin Prebreaker . Di Prebreaker bahan Prebreaker bahan baku tadi akan diremahkan menjadi ukuran-ukuran yang lebih kecil. Apabila ukuran sebelumnya seukuran "bantal tidur" maka setelah lewat dari Prebreaker dari Prebreaker ukurannya ukurannya akan menjadi seukuran "jempol kaki". Sesuai dengan sebutannya yaitu Pabrik Crumb Rubber maka proses yang dominan terjadi di pabrik adalah proses peremahan. Peremahan bertujuan untuk memperluas bidang permukaan sehingga pencucian menjadi lebih efektif. Pada saat proses peremahan ini juga akan terjadi " tekanan" terhadap bahan baku yang akan memaksa kontaminasi memisahkan diri dari bahan baku.
Bak Blending II
Remahan-remahan yang keluar dari Prebreaker selanjutnya masuk ke dalam Bak Blending II. Bak Blending II juga berfungsi sebagai pencampur. Seluruh remahan-remahan akan diaduk sehingga diharapkan bahan baku menjadi homogen. Air yang ada dalam bak blending yang menjadi media pencampur.
Hammer mill
Bucket Conveyor kemudian akan memindahkan remahan di Bak Blending II ke mesin Hammer Mill. Hammer Mill juga berfungsi untuk meremahkan bahan baku yang ada di Bak Blending II. Remahan yang sebelumnya berukuran sebesar "jempol kaki" akan diperkecil lagi ukurannya
menjadi 0,5 - 1 cm. Hammer Mill juga memiliki tujuan yang sama dengan Prebreaker yaitu memperluas bidang permukaan bahan baku.
Semakin luas permukaan bahan baku maka bidang kontak air dengan bahan baku juga akan semakin besar sehingga proses pecucian menjadi lebih optimal. Di Hammer Mill bahan baku diremahkan dengan mekanisme "pemukulan". Pemukulan ini juga akan memaksa kontaminasi memisahkan diri dari bahan baku.
Bak Blending III
Bak blending III selanjutnya menerima hasil remahan yang keluar dari mesin Hammer Mill. Fungsinya hampir sama dengan fungsi Bak Blending yang sebelumnya yaitu sebagai pencampur dan pencuci untuk mengurangi kontaminasi yang masih ada.
Penggilingan Remahan
Tujuan utama penggilingan remahan adalah untuk mendapatkan keseragaman bahan baku dengan proses mikro dan menjadikannya dalam bentuk lembaran. Proses ini sering juga disebut proses Mikro Blending.
Maturasi (Pemeraman)
Blangket yang dihasilkan oleh mesin Crepper selanjutnya dibawa ke Gudang Maturasi untuk proses "Pemeraman". Proses Maturasi berlangsung selamat 6 - 8 hari.
Schreding (Peremahan)
Tujuan peremahan ini adalah untuk mendapatkan luasan permukaan yang cukup bagi bahan baku untuk kontak dengan udara panas di mesin Dryer.
Drying (Pengeringan)
Remahan-remahan yang dihasilkan oleh Schreder selanjutnya akan masuk ke bak panjang berisi air bersih (berfungsi sebagian pencuci dan media transport) didepan Schreder. Pengeringan bertujuan untuk mendapatkan produk SIR 10 yang bebas dari kadar air. Kadar air yang lebih tinggi akan menurunkan ketahanan produk terhadap pembusukan. Kandungan air memungkinkan
produk ditumbuhi oleh o leh jamur. Menghilangkan kandungan air akan meningkatkan keawetan dari produk dan menjadi syarat agar dapat diolah pada proses selanjutnya. Produk SIR 10 sendiri adalah produk yang setengah jadi dan akan diproses lebih lanjut menjadi produk bahan jadi seperti ban mobil, belt conveyor, dock fender dan lain sebagainya.
Packing (Pengepakan)
Setelah Box yang berisi remahan keluar dari mesin Dryer, maka selanjutnya box dryer akan didinginkan isinya sampai 40 derajat Celcius.
Proses Pembuatan Ban :
1. Mixing / Banbury Dalam pembuatan produk ban unggulan, baik untuk kendaraan mobil maupun motor, Tire Manufacturing menggunakan beberapa material sebagai bahan baku utama dan beberapa bahan kimia sebagai bahan pelengkap produksi. Material yang digunakan antara lain Natural lain Natural dan dan Synthetic Rubber , Carbon Black, Silica, Zinc Oxide, Sulfur, Oli, dan beberapa material kimia lain. Pada tahap awal, proses yang dilakukan adalah pencampuran Natural pencampuran Natural &Synthetic Rubber dengan Ingredient dengan Ingredient yang yang sebelumnya sudah ditimbang sesuai dengan berat yang ditentukan pada spesikasi produk yang ingin dibentuk. Kemudian diberikan tambahan Carbon dan Oli pada saat material tersebut masuk kedalam mesin Banburry. Dalam mesin tersebut terdapat alat yang berfungsi untuk menggiling campuran menjadi lapisan yang disebut compound . Sebelum compound tersebut disusun pada rak, terlebih dahulu melewati proses pendinginan dan diberi cairan adhesive agar compound agar compound tersebut tersebut tidak lengket setelah tersusun.
2. Extruding Adonan hasil mixing tadi dibuat menjadi tread dan sidewall. sidewall. Prosesnya adalah injeksi injeksi dan extruding hingga terbentuk profil. Hasil akhir dari tahapan ini adalah side wall , tread dan filler . Side wall merupakan salah satu bagian ban yang berfungsi sebagai pelindung terhadap benturan dari arah samping atau serempetan, bahan untuk menambah fleksibilitas ban, lapisan karet pembungkus carcass dari shoulder area ke rim cushion dan bead area, area, berfungsi untuk fashion jika dihias dengan white ribbon atau white letter , penahan tekukan untuk beban berat, daya tahan lama dan tahan retakan dan juga berfungsi untuk kekerasan dan keempukan radial.
3. Calender Proses aplikasi lain adalah untuk pembuatan material ply material ply & steel belt, JLB & cap ply. ply. Aplikasi tersebut dibentuk oleh mesin Calender dengan bahan dasar benang (polyester dan nylon) juga steel juga steel cord. Polyester maupun Polyester maupun nylon yang akan diproses, sebelumnya harus melalui proses pelebaran terlebih dahulu agar material tersebut terbuka untuk kemudian di masukan ke dalam oven dengan suhu 160°C agar pada saat diberikan compound dan bahan-bahan seperti polyester, nylon, dan steel cord dapat merekat dengan sempurna.
4. Bead Sementara proses proses calender berjalan, di bagian lain ada pembuatan bead wire yaitu melapisi kawat baja dengan karet. Proses ini berjalan otomatis dan begitu keluar dari mesin, bead wire sudah berbentuk lingkaran lingkaran sesuai dengan ukuran rim. rim.
5. Cutting
Proses cutting ini merupakan merupakan proses lanjutan dari mesin mesin Callender, hasill akhir dari proses ini biasa disebut d isebut dengan Ply dan d an Cap Ply. Ply merupakan lembaran material yang terdiri dari Polyester, Nylon, dan compound yang telah diproses sebelumnya dalam bentuk gulungan panjang di mesin Calender yang kemudian di potong – potong untuk merubah arah atau sudut benang dari 0° menjadi 90°. Ply berfungsi sebagai carcass atau kerangka untuk menahan, membentuk sistem suspensi dan beban ban.Sedangkan Cap Ply merupakan lembaran material yang terdiri dari nylon dan compound yang compound yang dipotong – potong menjadi beberapa bagian di mesin TTO. Cap Ply berfungsi sebagai bahan untuk mempertahankan bundar ban waktu berjalan, meredam suara bising dari steel belt, membuat nyaman, dan untuk memperkecil rolling resistance. resistance.
5.
Building
Kemudian sampailah pada tahap perakitan semua komponen-komponen aplikasi yang telah dibuat pada proses semi manufaktur. Semua komponen seperti rakitan bead, lembaran ply yang telah di potong dengan sudut 90°, steel 90°, steel belts, belts, innerliner , tread dan tread dan side side wall semua wall semua di rakit menjadi satu kesatuan utuh sebagai bagian dari ban setengah jadi atau biasa disebut dengan Green Tire (GT). Proses perakitan (Tire (Tire Building ) terdiri dari 2 tahap, tahap pertama sering
disebut dengan istilah 1st stage yang kemudian menghasil produk berupa carcass, kemudian carcass diproses kembali di tahap kedua atau 2nd stage dengan menambahkan steel menambahkan steel belt , cap ply dan tread menjadi tread menjadi GT. Tahap ini dilakukan dengan menggunakan mesin yang dioperasikan oleh satu operator di masing – masing tahap.
7.
Curing
Proses selanjutnya adalah tahap akhir dari proses pembentukan ban. GT yang dihasilkan dari proses perakitan kemudian di kirim ke area Curing untuk dimasak. Proses Curing sendiri terdiri dari beberapa tahap. Pertama GT datang dari bagian Perakitan, sebelum masuk ke proses curing , GT harus diperiksa terlebih dahulu untuk menghindari adanya cacat pada GT. Setelah GT selesai diperiksa diambil 4 ban setiap 1 rak GT untuk dilakukan proses painting proses painting Chem Chem Trend yaitu pengolesan cairan tire-lubricant pada tire-lubricant pada bagian dalam GT yang bertujuan agar GT tidak menempel di bagian karet bladder pada saat proses curing berlangsung. berlangsung. Kemudian GT dikirim ke masing-masing operator untuk di proses di mesin press curing . Proses curing sendiri curing sendiri merupakan pemasakan atau vulkanisasi v ulkanisasi yaitu penyatuan polimer (rubber (rubber ) dengan carbon black dan black dan sulphur sulphur dengan dibantu oleh persenyawaan bahan kimia untuk mendapatkan beberapa karakteristik compound yang compound yang diperlukan dari bagian-bagian ban. Proses curing (pemasakan) curing (pemasakan) ini membutuhkan suhu panas dan sejumlah tekanan steam tekanan steam yang sangat tinggi, GT akan ditempatkan pada cetakan (mold ) dengan temperatur sesuai dengan yang diinginkan untuk produksi. Setelah cetakan tertutup, GT akan melebur ke dalam cetakan tread dan side dan side wall . Cetakan tersebut tidak dapat dibuka sampai proses curing selesai curing selesai secara keseluruhan. Setelah proses pemasakan selesai, mold akan terbuka secara otomatis. Ban yang sudah jadi akan jatuh dan masuk ke dalam conveyor untuk kemudian sampai di bagian Pemeriksaan ( Finishing Finishing ). ).
8.
Finishing / quality control
Setelah selesai, ban diperiksa secara visual apakah ada cacat atau tidak. Proses ini tentu saja tidak menggunakan mesin, jadi ketelitian pekerja sangat dibutuhkan. Selain visual, kontrol juga
dilakukan
dengan
pemeriksaan
balance
dan
menggunakan
sinar
X.
Ban tidak mungkin bisa 100% balance seperti pelek, namun ada batasannya. batasannya. Jika melebihi batas, berarti ada kesalahan pada proses produksi. Selain itu, kami juga memiliki laboratorium untuk memeriksa sampel ban yang diambil secara acak demi menjaga kualitas.
9. Wrapping/Packaging
Proses Wrapping / Packaging Merupakan proses terakhir. Setelah dinyatakan OK, setiap ban dibungkus seluruh permukaannya dengan lilitan plastik secara mekanis,
