PENERAPAN ALAT EKSTRUSI BAHAN BAKU KERAMIK TEMBIKAR DESA PENUJAK LOMBOK TENGAH, NTB
M. Dachyar Effendi UPT-PSTKP - BPPT
1. PENDAHULUAN
Kondisi social, ekonomi dan budaya
Salah satu daerah penghasil keramik yang cukup dikenal di Indonesia bagian timur adalah desa Penujak di wilayah kecamatan Kediri kabupaten Lombok Tengah. Sebagian besar penduduknya mempunyai mata pencaharian sebagai petani, pedagang dan pegawai negeri, dan lebih dari sepertiga dari jumlah penduduknya menekuni bidang kerajinan keramik baik sebagai mata pencaharian utama maupun sambilan 1). Potensi yang paling menonjol dari desa ini adalah kekayaan alamnya berupa tanah lempung yang telah dimanfaatkan sebagai bahan baku keramik oleh sebagian penduduknya disamping potensi ketrampilan yang telah dimiliki turun - temurun sebagai perajin keramik yang andal.
Inovativeness teknologi yang digunakan Dalam proses produksi keramik di desa Penujak, bahan baku yang dipakai adalah lempung lokal jenis aluvial yang dicampur dengan bahan lain seperti pasir, bata merah, atau abu. dengan perbandingan 2:1 untuk tanah lempung dan serbuk bata merah, 2:1 untuk lempung dan abu, serta 9:1 untuk lempung dan pasir. Biasanya untuk mencetak bahan baku siap bentuk mereka menggunakan tangan dengan cara mencapur, memeram, mengulek dan menumbuk1) .Dari sisi kecepatan produksi, cara-cara ini jelas kurang efisien dari segi waktu. Pemakaian ekstruder seperti yang telah biasa digunakan pada industri genteng dan bata diharapkan dapat membantu menyediakan bahan baku keramik tembikar dengan proses yang mudah, cepat dan murah. Penggunaan extruder pada kenyataannya lebih cocok sebagai alat pembentukan karena mengikuti konsep modern tentang kontinuitas proses produksi
Seperti diketahui, mutu dan produktivitas hasil produksi industri keramik dan juga bahan bangunan dari tanah liat ditentukan oleh cara pembentukannya, Cara pembentukan masa aduk lempung ditentukan oleh kadar air lem- pung yang dibentuk, berdasar pada kelembaban massa aduk lempung, dikenal cara pembentukan dengan sistem cetak tangan, extrusi, pres setengah kering, dan pres kering.Dari keempat cara pembentukan tersebut, sistem extrusi paling banyak digunakan pada industri besar. Pada industri kecil pun, penggunaan extruder mulai banyak mengganti sistem cetak tangan.
Sejak mesin extruder berkembang dalam berbagai tipe dan ukuran/kapasitasnya, di Indonesia juga berkembang industri penghasil mesin extruder,meskipun masih pada tipe yang sederhana dan berkapasitas rendah.
Seperti halnya hasil pengamatan pengamatan ekstrusi lermpung pada industri kecil genteng buatan bandung di daerah Kebumen 2) menunjukkan bahwa kepadatan lempung (solid tester) yang dihasilkan masih perlu diperbaiki.
Inovasi teknologi sistem ekstrusi ini didasarkan pada alat ektrusi genteng yang sudah ada kemudian disesuaikan Dengan jenis material yang diolah dan kualitas kepadatan bahan serta hal-hal teknis lainnya seperti kemudahan pengoperasian, kecepatan produksi bahan, kemudahan perawtan dan lain-lain. alat ekstrusi ini dirancang untuk menangani proses pembentukan tanah lempung di desa Penujak berdasarkan campuran bahan yang dipakai. syarat bahan yang siap bentuk untuk barang tembikar menjadi dasar beberapa modifikasi dilakukan di beberapa bagian peralatan seperti rancangan spiral, die, dinding barrel dan putaran spiral, agar menghasilkan kepadatan lempung yang baik untuk tembikar dan pengumpanan lempung yang proporsional.
Secara garis besar metode dan rancangan alat ekstrusi tersebut adalah sebagai berikut :
.
Gambar 2. Penampakan visual tanah lempung desa Penujak
Perancangan mesin ini didasarkan sepenuhnya pada sifat-sifat zat padat yang akan ditangani dan ketersediaan bahan-bahan yang diperlukan untuk merakitnya. Seperti diketahui bahan baku keramik sama halnya dengan sifat dasar lempung, digolongkan sebagai bahan padat yang kohesif karena sifatnya yang tidak mudah mengalir, maka diperlukan roller agar terjadi aliran masuk ke dalam conveyor.
Untuk zat padat yang lengket seperti halnya bahan baku keramik, aliran masuk ke dalam proses akan mengalir lebih sulit pada mulanya. Juga yang perlu diperhatikan adalah kemungkinan terjadinya sumbatan pada dasar hopper, apalagi zat padat yang lengket atau serbuk-serbuk kering melekat dengan erat ke permukaan vertikal dan mempunyai kekuatan geser yang cukup besar. Untuk mengatasi hal ini dirancang hopper dengan mulut masuk / inlet bergaris tengah 58 mm dan bukaan bergaris tengah 27 mm. Hopper dibuat dengan dasar agak miring dan digunakan untuk menumpuk sementara sebelum zat padat diumpankan kedalam proses
Gambar 3. Disain Hopper. Dibawah hopper diletakkan ban agar mesin dapat dipindahkan
Uraian selanjutnya menurut fungsi, disain dan bagian – bagian alat adalah sbb :
1. Untuk mengumpulkan sekaligus memadatkan bahan yang keluar dari hopper, dipergunakan screw conveyor yang cocok untuk bahan yang dapat mengalir sendiri karena gaya berat.
Feeder jenis ini dapat dipakai untuk bahan granular seperti halnya bahan baku keramik jenis gerabah yang butirannya tidak terlalu halus disamping adanya kuarsa/pasir yang memudahkan bahan untuk menggelincir. Screw berdiameter 16 cm. Sebagai penutup screw conveyor, dibuat silinder dengan jari-jari terluar (do) 10 cm dan jari-jari dalam (di). 8,4 cm. Dengan demikian terdapat ruang antara screw conveyor dan silinder penutupnya sebesar 4 mm yang dibuat dengan tujuan agar tidak terjadi gesekan antara screw dengan dinding silindernya. Untuk memudahkan bongkar-pasang dibuat lubang baut berjari-jari 12 mm sebanyak 12 buah
Gambar 4. Disain Screw dan Roller 2. Inlet untuk pemasukan bahan yang
berbentuk cone yang disebut hopper dengan garis terpanjang 58 cm dan garis terpendek 27 cm. Tinggi cone 30 cm(Gambar 3). Inlet dilengkapi dengan 2 buah roller yang dipasang segaris berhadapan dengan jarak antar sumbu 161 mm yang menyisakan ruang pemasukan bahan sebesar 1 mm. Pemasangan roller dimaksudkan untuk memaksa bahan masuk ke dalam screw conveyor, sehingga tidak terjadi penumpukan bahan dalam cone. Untuk menggerakkan roller digunakan gear dengan gear I berdiameter 185 mm, dan gear II dengan diameter 145 mm.
Gambar 5. Disain Gear untuk menggerakkan roller
3. Alat pengolah bahan system ekstrusi (extruder) ini dilengkapi dengan 2 pasang ban sehingga bisa dipindah- pindahkan.
4. Agar alat dapat bekerja maksimal, over heat yang ditimbulkan selama mesin bekerja didinginkan dengan air yang disimpan dalam water tank.
Dengan demikian diharapkan alat ini dapat bekerja terus-menerus tanpa terjadi gangguan mesin
Gambar 6.Rancangan Mesin ekstrusi tampak Atas
Pengaturan operasi mesin.
2. Metodologi Kegiatan 3. Lokasi dan Waktu Kegiatan 4. Hasil dan Pembahasan
Masalah pertama yang dijumpai dalam pengoperasian mesin ekstrusi hasil rancangan adalah :
- Rusuk-rusuk lempung yang keluar melalui die bergerigi (sisi-sisi kolomnya kasar) atau terjadi laminasi (belah- belah) setelah lempung kering atau ditakar.
- Lempung tidak dapat mengalir atau tidak ada hasil extrusi. Kecepatan kolom
lempung keluar die lambat, tetapi mutu kolom lempungnya baik.
- Massa lempung yang terbuang atau terlempar melewati bagian samping roller berkisar antra 20-30% dari jumlah massa lempung yang diumpan ke dalam roller. Perbaikan pertama yang dilakukan dalam mengatasi hal ini adalah memberi penutup roller yang dapat dibuka jika sewaktu-waktu diperlukan pembersihan roller.
Masalah pertama dan kedua lebih banyak disebabkan oleh kesalahan disain pada bagian-bagian ekstruder. Penyesuaian dan perbaikan disain kemudian dilakukan dengan pertimbangan bahwa ketidaksesuaian antara faktor-faktor massa lempung yang dialirkan ke dalam ektsruder, keserasian kerja bagian- bagian ekstruder dan ketepatan operasi, secara sendiri-sendiri atau bersama-sama dapat menimbulkan berbagai masalah.
Terhambatnya produksi kolom lempung dan mutu kolom lempung yang keluar melalui die (rusuk-rusuk lempung bergerigi) adalah contoh masalah-masalah yan timbul.
Dalam sistem operasi extruder, faktor kecepatan putaran spiral dalam barrel mempengaruhi kecepatan kolom lempung hasil extrusi. Selain itu cara pengumpanan lempung pun dapat memberi pengaruh yang sama. Percobaan operasi extruder untuk mencari kondisi operasi optimal putaran spiral extruder telah dilakukan untuk lempung yang akan digunakan, agar dicapai kapasitas produksi maksimal.
Kesalahan perancangan juga didapat pada letak bak pendingin yang terlalu dekat Dengan tuas pemutar mesin, sehingga ruang gerak menjadi terbatas. Akibatnya proses menghidupkan mesin menjadi kurang nyaman dan sedikit tergangu. Namun setelah mesin berhasil dihidupkan, umumnya mesin dapat bekeja sempurna dan menghasilkan bahan olahan sesuai yang diharapkan.
Masalah lain lebih banyak timbul pada hal- hal yang bersifat non teknis. Seperti diketahui, proses pengolahan massa raga keramik gerabah desa penunjak masih mengandalkan cara-cara tradisional, sehingga mengolah bahan mentah tembikar Dengan mesin merupakan suatu hal yang relative baru, walaupun prinsipnya sama Dengan proses olah bahan Jadi perlu pembiasaan mengenai cara pakai dan perawatan mesin. Masalah lain adalah mengenai hak pakai alat ini yang dihibahkan kepada kelompok perajin
setempat, dimana anggotanya tersebar dalam radius yang cukup jauh. Peletakkan alat ini menjadi kendala karena harus dipertimbangkan lokasi alat yang strategis yang dapat dijangkau oleh seluruh anggota.
Alat ini memang dirancang portable,namun pada kenyataannya perajin tidak dapat menyediakan alat penarik yang memadai untuk memindahkan alat ekstrusi ini ke tempat yang memerlukan. Akibatnya, beberapa perajin yang lokasinya jauh dari alat ekstrusi ini lebih memilih melanjutkan proses olah bahan tembikarnya secara tradisional daripada menghampiri dan memanfaatkan bantuan alat ekstrusi ini karena faktor jarak dan waktu. Akibatnya efektifitas mesin ini tidak optimal karena tidak dioperasikan pada kapasitas penuh
5. Kesimpulan dan Saran
Gambar 7. Hasil akhir mesin ekstrusi setelah perbaikan disain
4.KESIMPULAN
• Yang perlu diperhatikan dalam perancangan alat ekstrusi bahan tembikar ini adalah bagian-bagian extruder, seperti spiral extruder, kepala extruder, dan mulut extruder yang harus mempunyai keserasian kerja untuk memudahkan lempung dialirkan, dipadatkan, dan dibentuk.
Keserasian bagian-bagian tersebut pertama kali ditentukan dari rancang bangun dan perekayasaannya
• Putaran spiral optimal pada mesin ini didapat pada putaran sebesar 37 rpm dan blok yang dihasilkan sebanyak
1.209 blok/jam. Performa ini pada kenyatannnya cukup untuk memenuhi kenginan perajin akan jumlah pasokan yang memadai dan waktu yang relative singkat.
• Tingkat keplastisan massa lempung merupakan salah satu faktor penentu berhasilnya proses pengalirannya dalam silinder/barrel extruder. Jika lempung dicampur dengan bahan yang berpotensi mengurangi keplastisan massa campuran, seperti yang dilakukan perajin desa Penujak yang mencampur lempung Dengan pasir, maka disarnkan bahan tersebut perlu melalui proses penyaringan sehingga faksi kasar (<100 mesh) dapat dihilangkan dari campuran
• Perlu pengkajian yang menyeluruh terhadap disain alat sehingga tidak timbul kerugian biaya dan waktu pada saat penerapannya. kesalahan perancangan yang cukup mengganggu pada mesin ini terletak pada disain bak pendingin yang terlalu lebar dan dekat Dengan tuas pemutar mesin, sehingga factor kenyamanan dan keamanan pada saat penyalaan mesin menjadi terganggu. Kesalahan perancangan ini terletak kesalahan ukur jarak tuas ke bak yang tidak memperhitungkan lebar badan orang dan tekukan tangan pada saat mengengkol.
• Perlu kesiapan dari perajin desa Penujak sendiri untuk menyediakan sarana tambahan berupa mesin atau alat tarik agar alat ekstrusi ini dapat dipindah-pindahkan, sehingga masalah jarak pengguna Dengan mesin yang terlalu jauh bias diatasi.Sebab sampai saat ini mesin belum dapat dioperasikan secara penuh dan dampak yang diharapkan secara signifikan belum tampak, karena keengganan pengguna untuk menghampiri lokasi mesin dan menggunakannya. Keengganan pengguna dapat dimaklumi karena lokasi yang jauh dan waktu yang terbuang. Disamping itu, jalan desa yang kurang nyaman untuk pemindahan mesin serta tekstur tanah yang mendaki ikut mendorong keengganan pengguna untuk
meminjam dan memindahkan mesin ini ke lokasi produksinya.
• Pemilihan jenis serta disain alat ini didasarkan pada survey kebutuhan dan permintaan yang dilakukan sebelum kegiatan dilaksanakan, sehingga penerimaan masyarakat sangat baik terhadap program kegiatan secara umum dan keberadaan alat ini secara khusus. Ini dipandang sebagai salah satu factor keberhasilan kegiatan dimana hasil- hasil kegiatan telah dapat memenuhi harapan masyarakat. Antusiasme peserta pelatihan keramik serta pengoperasian mesin yang terus menerus pada awalnya menjadi cermin hal tersebut. Pola penggalian data mengenai ekspektasi masyarakat terhadap program yang hendak diterapkan disarankan menjadi metode baku terhadap program- program serupa di masa datang.
.
DAFTAR PUSTAKA
1. UPT-PSTKP Bali, “Peningkatan Teknologi Dan Pemberdayaan Industri Kecil Keramik Desa Penujak - Lombok”, Laporan IPTEKDA t.a.
2002, hal 3 – 8, 2002
2. Suripto, “Permasalahan dalam Operasi Extruder”, Informasi Teknologi Keramik dan Gelas, hal 34- 35, 1984
3. F.J. Goodson, “Clay Preparation and Shaping”, Building Developments Association, Nottingham, 1962
4. Aninomous, “Factors Affecting Performance of Auger for Clay Extrution and their remedial measures”, Interceram No.3, hal . 198 – 203, 1982
5. Aninomous, “Lamination in Clay Extrussion Causes and Correction”, Brick & Clay, Record January, haI. 32- 35, 1981
6. Koopman A., “The Influence of Extrution Die on the flow of Clay in the Die “, Internal Paper no. 4, Bandung, 1982
RIWAYAT PENULIS
M. Dachyar Effendi, lahir di Jakarta pada tanggal 9 Januari 1971. Menamatkan Pendidikan S1 di Universitas Pembangunan Nasional "Veteran" Yogyakarta dalam bidang Teknik Kimia. Mengikuti training Characterization of Ceramic Traditional Raw material di Faenza, Italia pada bulan September s/d November 2002. Saat ini bekerja sebagai peneliti dan staf program UPT Pengembangan Seni dan Teknologi Keramik dan Porselin Bali
