INDUSTRI PEMBUATAN GELAS

INDUSTRI GELAS

  

   

            Seni membuat gelas merupakan salah satu pencapaian yang pernah ditorehkan peradaban Islam di era keemasan. Jauh sebelum Islam ada, industri gelas telah dikembangkan peradaban Mesir, Mesopotamia dan Suriah. Namun, pada era kejayaan Islam, industri gelas tumbuh pesat di sejumlah kota Muslim.
Menurut Ahmad Y al-Hassan dan Donald R Hill dalam bukunya bertajuk Islamic Technology: An Illustrated History, pada era kekhalifahan, industri gelas tak hanya tumbuh subur di sentra-sentra produksi peninggalan peradaban lama. Sentra industri gelas juga bermunculan di sejumlah kota Muslim lainnya.

Kaca atau gelas adalah salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan kita sehari-hari. Akan tetapi masyarakat luas banyak yang belum mengerti tentang senyawa unik ini. Kaca atau gelas apabila dipandang dari segi fisika merupakan zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silika tidak “sempat” menyusun diri secara teratur. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap , yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya. Kaca memiliki sifat-sifat yang khas dibanding dengan golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO₂) dan proses pembentukannya.

GELAS
Gelas dan kaca saat ini merupakan bahan yang telah umum dan banyak dipakai untuk keperluan rumah tangga, konstruksi bangunan ataupun alat-alat teknik.
Macam-macam gelas atau kaca dibedakan atas dasar susunan kimianya. Yang paling sering atau banyak digunakan adalah jenis gelas kapur soda yang menghasilkan berbagai produk seperti

Alat makan dan minum
• Kaca untuk bangunan
• Bola Lampu
• Glass Block
• Genteng kaca
• Isolator listrik, dll

Di samping itu terdapat gelas khusus yang dibuat tahan terhadap suhu , tahan pecah , gelas optik,
Produk-Produk Gelas lainya adalah :
1. Gelas Kapur Soda
2. Gelas Air (Waterglass)
3. Gelas Silikat (Vitreous)
4. Gelas Bor (Borosilicate glass)
5. Gelas Timbal (Lead glass)
6. Gelas Opal (gelas Susu)
7. Gelas Translucent (gelas pudar) atau gelas es
8. Gelas Ets
9. Kaca Cermin
10. Kaca Berwarna
11. Kaca Aman (safety Glass)
Di samping itu terdapat gelas khusus yang dibuat tahan terhadap suhu , tahan pecah , gelas optik,

CARA PEMBUATAN GELAS

   

1. Persiapan bahan baku (batching)

Pada tahap ini dilakukan penggilingan, pengayakan bahan baku serta pemisahan dari pengotor-pengotornya. Serbuk bahan baku ditimbang sesuai komposisi, termasuk bahan-bahan aditif lain yang diperlukan seperti zat pewarna atau zat-zat sesuai dengan produk kaca yang dikendaki. Pengadukan campuran bahan baku dalam suatu mixer dilakukan agar campuran menjadi homogen sebelum dicairkan.

PASIR KUARSA

2. Pencairan (melting/fusing)

PROSES MELTING/PENCAIRAN

Bahan baku yang sudah homogen, diayak dahulu sebelum dimasukkan ke dalam tungku (furnace) bersuhu sekitar 1500oC sehingga campuran akan mencair. Selama proses pencairan, masing-masing bahan baku akan saling berinteraksi membentuk reaksi-reaksi kimia berikut :

Reaksi-reaksi penguraian

Na2SO3  → Na2O + CO2  ….. (1)

CaCO3  → CaO + CO2 ….. (2)

Na2SO4 → Na2O + SO2 ….. (3)

MgCO3.CaCO3→ MgO + CaO + 2CO2 ….. (4)

Reaksi antara SiO2 dengan Na2CO3 pada suhu 630 – 780o C

Na2CO3 +aSiO2 →  Na2O.aSiO2 + CO2 ….. (5)

Reaksi antara SiO2 dengan CaCO3 pada suhu 600o C

CaCO3 +bSiO2 → CaO.bSiO2 + CO2 ….. (6)

Reaksi antara CaCO3 dengan Na2CO3 pada suhu di bawah 600o C

CaCO3 + Na2CO3 →  Na2Ca(CO3)2 ….. (7)

Reaksi antara Na2SO4 dengan SiO2 pada suhu 884o C

Na2SO4 + nSiO2 → NaO.nSiO2 + SO2 + 0.5O2 ….. (8)

Reaksi utama

aSiO2 + bNa2O + cCaO + dMgO aSiO2.bNa2O.cCaO.dMgO ….. (9)

3. Leburan kaca

Tungku sebagai tempat mencairkan campuran bahan baku kaca, terbagi menjadi

3 jenis, yaitu :

Ø  Pot furnace, biasanya dipakai untuk menghasilkan kaca-kaca khusus (special glass) seperti kaca seni, kaca optik dengan skala produksi yang kecil sekitar 2 ton atau lebih rendah. Pot terbuat dari bata silica-alumina (lempung) khusus atau platina.

Ø  Tank furnace, digunakan pada industri gelas skala besar dan terbuat dari bata refraktori (bata tahan panas). Furnace ini mampu menampung sekitar

1350 ton cairan gelas yang membentuk kolam di jantung furnace.

Ø  Regenerative furnace.

Pembentukan (forming/shaping)

Bahan kaca yang berbentuk cair lalu dialirkan ke dalam alat-alat yang berfungsi untuk membentuk kaca padat sesuai yang diinginkan. Ada beberapa jenis proses pembentukkan kaca, di antaranya adalah :

a. Proses Fourcault., Bahan cair dialirkan secara vertikal ke atas melalui sebuah bagian yang dinamakan "debiteuse". Bagian ini terapung di permukaan kaca cair dengan celah sesuai dengan ketebalan kaca yang diinginkan. Di atas debiteuse terdapat bagian sirkulasi air pendingin yang akan mendinginkan kaca hingga 650 – 670oC. Pada suhu tersebut kaca berubah menjadi pelat padat dan akan bergerak dengan didukung oleh roda pemutar (roller) yang menarik kaca tersebut ke atas. Gambar di bawah ini melukiskan skema prosesFour cault.

b. ProsesColburn (Libbey-Owens),Jika prosesFourcault , gerakan kaca berlangsung secara vertikal, maka pada prosesColburn kaca akan bergerak secara vertical kemudian diikuti gerakan horizontal setelah melewati roda-roda penjepit yang membentuk leburan gelas menjadi lembaran-lembaran.

c. ProsesPilkington (float process), Bahan cair dialirkan ke dalam sebuah kolam berisi cairan timah (Sn) panas. Kecepatan aliran bahan cair ini merupakan pengatur tebal tipisnya kaca lembaran yang akan diproses. Kaca akan mengapung di atas cairan timah karena perbedaan densitas di antara keduanya. Kaca ini tetap berupa cairan dengan pasokan panas yang berasal dari pembakar di bagian atas kolam. Pengendalian temperatur di dalam kolam dilakukan agar kaca tetap rata di kedua sisinya serta pararel. Bahan yang biaanya digunakan untuk keperluan ini adalah gas nitrogen murni. Selanjutnya, aliran kaca melewati daerah pendinginan (masih di dalam kolam) dan keluar dalam bentuk kaca lembaran bersuhu ±600oC.

Proses a – c di atas dikenal dengan proses mekanik.

Ø  d. Proses tiup (blow), Proses ini digunakan untuk membuat botol kaca, gelas

kemasan, atau aneka bentuk kaca seni lainnya.

4. Annealing

Fungsi tahapan ini adalah untuk mencegah timbulnya tegangan-tegangan antar molekul pada kaca yang tidak merata sehingga dapat menimbulkan kepecahan. Proses annealing kaca terdiri dari 2 aktivitas, yaitu :

(1) menahan kaca dengan waktu yang cukup di atas temperatur kritik tertentu untuk menurunkan regangan internal, dan

(2) mendinginkan kaca sampai temperatur ruang secara perlahan-lahan untuk menahan regangan sampai titik maksimumnya. Proses ini berlangsung di dalam "annealing lehr". Untuk jenis kaca lembaran, annealing lehr ini dilewati oleh kaca-kaca yang bergerak di atas roda berjalan.

5. Finishing dan pengendalian kualitas (Quality Control)

Beberapa proses penyelesaian akhir pada industri gelas adalahcleaning and polishing, cutting, enameling, dan grading. 

DAFTAR PUSTAKA

 

http://aya-snura.blogspot.co.id/2012/06/bahan-konstruksi-kimia.html 

ANONIM.2010.https://duamilimeter.wordpress.com/2010/09/25/penemu-teknologi-pembuatan-gelas/