Simbol-simbol Berbahaya

           Ketika kita melihat bahan-bahan kimia yang ditempatkan dalam wadah khusus, umumnya kita melihat beberapa lambang yang sebenarnya harus kita ketahui sebagai orang kimia. Hal ini sangat penting karena dengan mengetahui sifat dari zat tersebut, kita dapat mengetahui tindakan yang seharusnya dapat kita lakukan jika terjadi kecelakaan terhadap bahan tersebut atau bagai mana memperlakukan bahan-bahan dengan lambang-lambang tertentu tersebut. 

         Selain itu lambang-lambang ini juga banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari terutama di dalam pabrik (lambang-lambang berbahaya). Oleh sebab itu, mahasiswa dengan background hidup di dunia pabrik harus mengetahui tanda-tanda ini dengan baik.
          Simbol bahaya digunakan untuk pelabelan bahan-bahan berbahaya menurut Peraturan tentang Bahan Berbahaya (Ordinance on Hazardeous Substances)

Peraturan tentang Bahan Berbahaya (Ordinance on Hazardeous Substances) adalah suatu aturan untuk melindungi/menjaga bahan-bahan berbahaya dan terutama terdiri dari bidang keselamatan kerja. Arah Peraturan tentang Bahan Berbahaya (Ordinance on Hazardeous Substances) untuk klasifikasi, pengepakan dan pelabelan bahan kimia adalah valid untuk semua bidang, area dan aplikasi, dan tentu saja, juga untuk lingkungan, perlindungan konsumer dan kesehatan manusia.

Istilah bahan berbahaya adalah nama umum dan menurut hukum bahan kimia (kemikalia) (Chemicals Law) §19/2 didefinisikan sebagai

• Bahan berbahaya atau formulasi menurut hukum kemikalia (Chemicals Law) §3a,

• Bahan, formulasi dan produk dapat membentuk atau melepaskan bahan atau formulasi berbahaya selama produksi atau penggunaan,

• Bahan, formulasi dan produk bersifat mudah meledak

Berikut adalah beberapa definisi yang dapat digunakan untuk memahami tentang masalah hukum :

• Bahan/zat adalah unsur atau senyawa kimia – bagaimana terjadinya di alam atau diproduksi dengan cara sintesis (misalnya asbes, bromin, etanol, timbal, dll)

• Formulasi adalah paduan, campuran atau larutan dari dua bahan atau lebih (misalnya cat, larutan formaldehid dll)

• Produk adalah bahan/zat atau formulasi yang diperoleh atau terbentuk selama proses produksi. Sifat-sifat ini lebik menentukan fungsi produk daripada komposisi kimianya

Bahan berbahaya yang didefinisikan di atas memiliki satu sifat atau lebih yang ditandai dengan simbol-simbol bahaya

Simbol bahaya adalah piktogram dengan tanda hitam pada latar belakang oranye, kategori bahaya untuk bahan dan formulasi ditandai dengan simbol bahaya, yang terbagi dalam

• Resiko kebakaran dan ledakan (sifat fisika-kimia)

• Resiko kesehatan (sifat toksikologi) atau

• Kombinasi dari keduanya.

Berikut ini dijelaskan simbol-simbol bahaya termasuk notasi bahaya dan huruf kode (catatan: huruf kode bukan bagian dari simbol bahaya)

Inflammable substances (bahan mudah terbakar)

Bahan mudah terbakar terdiri dari sub-kelompok bahan peledak, bahan pengoksidasi, bahan amat sangat mudah terbakar (extremely flammable substances), dan bahan sangat mudah terbakar (highly flammable substances). Bahan dapat terbakar (flammable substances) juga termasuk kategori bahan mudah terbakar (inflammable substances) tetapi penggunaan simbol bahaya tidak diperlukan untuk bahan-bahan tersebut.

Explosive (bersifat mudah meledak)

Huruf kode: E

Bahan dan formulasi yang ditandai dengan notasi bahaya „explosive“ dapat meledak dengan pukulan/benturan, gesekan, pemanasan, api dan sumber nyala lain bahkan tanpa oksigen atmosferik. Ledakan akan dipicu oleh suatu reaksi keras dari bahan. Energi tinggi dilepaskan dengan propagasi gelombang udara yang bergerak sangat cepat. Resiko ledakan dapat ditentukan dengan metode yang diberikan dalam Law for Explosive Substances

Di laboratorium, campuran senyawa pengoksidasi kuat dengan bahan mudah terbakar atau bahan pereduksi dapat meledak . Sebagai contoh, asam nitrat dapat menimbulkan ledakan jika bereaksi dengan beberapa solven seperti aseton, dietil eter, etanol, dll. Produksi atau bekerja dengan bahan mudah meledak memerlukan pengetahuan dan pengalaman praktis maupun keselamatan khusus. Apabila bekerja dengan bahan-bahan tersebut kuantitas harus dijaga sekecil/sedikit mungkin baik untuk penanganan maupun persediaan/cadangan.

Frase-R untuk bahan mudah meledak : R1, R2 dan R3

Sebagai contoh untuk bahan yang dijelaskan di atas adalah 2,4,6-trinitro toluena (TNT)

Oxidizing (pengoksidasi)

Huruf kode: O

Bahan-bahan dan formulasi yang ditandai dengan notasi bahaya „oxidizing“ biasanya tidak mudah terbakar. Tetapi bila kontak dengan bahan mudah terbakar atau bahan sangat mudah terbakar mereka dapat meningkatkan resiko kebakaran secara signifikan. Dalam berbagai hal mereka adalah bahan anorganik seperti garam (salt-like) dengan sifat pengoksidasi kuat dan peroksida-peroksida organik.

Frase-R untuk bahan pengoksidasi : R7, R8 dan R9

Contoh bahan tersebut adalah kalium klorat dan kalium permanganat juga asam nitrat pekat.

Extremely flammable (amat sangat mudah terbakar)

Huruf kode:F+

Bahan-bahan dan formulasi yang ditandai dengan notasi bahaya „extremely flammable “ merupakan likuid yang memiliki titik nyala sangat rendah (di bawah 0o C) dan titik didih rendah dengan titik didih awal (di bawah +35oC). Bahan amat sangat mudah terbakar berupa gas dengan udara dapat membentuk suatu campuran bersifat mudah meledak di bawah kondisi normal.

Frase-R untuk bahan amat sangat mudah terbakar : R12

Contoh bahan dengan sifat tersebut adalah dietil eter (cairan) dan propane (gas)

Highly flammable (sangat mudah terbakar)

Huruf kode: F

Bahan dan formulasi ditandai dengan notasi bahaya ‘highly flammable’ adalah subyek untuk self-heating dan penyalaan di bawah kondisi atmosferik biasa, atau mereka mempunyai titik nyala rendah (di bawah +21oC). Beberapa bahan sangat mudah terbakar menghasilkan gas yang amat sangat mudah terbakar di bawah pengaruh kelembaban. Bahan-bahan yang dapat menjadi panas di udara pada temperatur kamar tanpa tambahan pasokan energi dan akhirnya terbakar, juga diberi label sebagai ‘highly flammable’

Frase-R untuk bahan sangat mudah terbakar : R11

Contoh bahan dengan sifat tersebut misalnya aseton dan logam natrium, yang sering digunakan di laboratorium sebagai solven dan agen pengering.

Flammable (mudah terbakar)

Huruf kode: tidak ada

Tidak ada simbol bahaya diperlukan untuk melabeli bahan dan formulasi dengan notasi bahaya ‘flammable’. Bahan dan formulasi likuid yang memiliki titik nyala antara +21oC dan +55oC dikategorikan sebagai bahan mudah terbakar (flammable)

Frase-R untuk bahan mudah terbakar : R10

Contoh bahan dengan sifat tersebut misalnya minyak terpentin.

Bahan-bahan berbahaya bagi kesehatan

Pengelompokan bahan dan formulasi menurut sifat toksikologinya terdiri dari akut dan efek jangka panjang, tidak bergantung apakah efek tersebut disebabkan oleh pengulangan, tunggal atau eksposisi jangka panjang. Suatu parameter penting untuk menilai toksisitas akut suatu zat adalah harga LD50 nya yang ditentukan dalam percobaan pada hewan uji. Harga LD50 merefleksikan dosis yang mematikan dalam mg per kg berat badan yang akan menyebabkan kematian 50% dari hewan uji, antara 14 hari setelah one single administration. Akibat desain uji orang dapat membedakan antara pengeluaran (uptake LD50 oral dan digesti melalui sistem gastrointestinal, seta LD50 dermal untuk uptake (pengeluaran) melalui kulit).

Disamping dua hal tersebut ada juga suatu konsentrasi yang mematikan (lethal concentration) LC50 pulmonary (inhalasi) yang merefleksikan konsentrasi suatu polutan di udara (mg/L) yang akan menyebabkan kematian 50% dari hewan uji dalam waktu antara 14 hari setelah 4 jam eksposisi.

Istilah bahan berbahaya untuk kesehatan termasuk sub-grup bahan bersifat sangat beracun (very toxic substances), bahan beracun (toxic substances) dan bahan berbahaya (harmful substances)

Very toxic (sangat beracun)

Huruf kode: T+

Bahan dan formulasi yang ditandai dengan notasi bahaya ‘very toxic’ dapat menyebabkan kerusakan kesehatan akut atau kronis dan bahkan kematian pada konsentrasi sangat rendah jika masuk ke tubuh melalui inhalasi, melalui mulut (ingestion), atau kontak dengan kulit.

Suatu bahan dikategorikan sangat beracun jika memenuhi kriteria berikut:

LD50 oral (tikus) ≤ 25 mg/kg berat badan

LD50 dermal (tikus atau kelinci) ≤ 50 mg/kg berat badan

LC50 pulmonary (tikus) untuk aerosol /debu ≤ 0,25 mg/L

LC50 pulmonary (tikus) untuk gas/uap ≤ 0,50 mg/L

Frase-R untuk bahan sangat beracun : R26, R27 dan R28

Contoh bahan dengan sifat tersebut misalnya kalium sianida, hydrogen sulfida, nitrobenzene dan atripin

Toxic (beracun)

Huruf kode: T

Bahan dan formulasi yang ditandai dengan notasi bahaya ‘toxic’ dapat menyebabkan kerusakan kesehatan akut atau kronis dan bahkan kematian pada konsentrasi sangat rendah jika masuk ke tubuh melalui inhalasi, melalui mulut (ingestion), atau kontak dengan kulit.

Suatu bahan dikategorikan beracun jika memenuhi kriteria berikut:

LD50 oral (tikus) 25 – 200 mg/kg berat badan

LD50 dermal (tikus atau kelinci) 50 – 400 mg/kg berat badan

LC50 pulmonary (tikus) untuk aerosol /debu 0,25 – 1 mg/L

LC50 pulmonary (tikus) untuk gas/uap 0,50 – 2 mg/L

Frase-R untuk bahan beracun : R23, R24 dan R25

Bahan dan formulasi yang memiliki sifat

Karsinogenik (Frase-R :R45 dan R40)

Mutagenik (Frase-R :R47)

Toksik untuk reproduksi (Frase-R :R46 dan R40) atau

Sifat-sifat merusak secara kronis yang lain (Frase-R :R48)

ditandai dengan simbol bahaya ‘toxic substances’ dan kode huruf T.

Bahan karsinogenik dapat menyebabkan kanker atau meningkatkan timbulnya kanker jika masuk ke tubuh melalui inhalasi, melalui mulut dan kontak dengan kulit.

Contoh bahan dengan sifat tersebut misalnya solven-solven seperti metanol (toksik) dan benzene (toksik, karsinogenik).

Harmful (berbahaya)

Huruf kode: Xn

Bahan dan formulasi yang ditandai dengan notasi bahaya ‘harmful’ memiliki resiko merusak kesehatan sedang jika masuk ke tubuh melalui inhalasi, melalui mulut (ingestion), atau kontak dengan kulit.

Suatu bahan dikategorikan berbahaya jika memenuhi kriteria berikut:

LD50 oral (tikus) 200-2000 mg/kg berat badan

LD50 dermal (tikus atau kelinci) 400-2000 mg/kg berat badan

LC50 pulmonary (tikus) untuk aerosol /debu 1 – 5 mg/L

LC50 pulmonary (tikus) untuk gas/uap 2 – 20 mg/L

Frase-R untuk bahan berbahaya : R20, R21 dan R22

Bahan dan formulasi yang memiliki sifat

Karsinogenik (Frase-R :R45 dan R40)

Mutagenik (Frase-R :R47)

Toksik untuk reproduksi (Frase-R :R46 dan R40) atau

Sifat-sifat merusak secara kronis yang lain (Frase-R:R48)

yang tidak diberi notasi toxic, akan ditandai dengan simbol bahaya ‘harmful substances’ dan kode huruf Xn.

Bahan-bahan yang dicurigai memiliki

sifat karsinogenik,

juga akan ditandai dengan simbol bahaya ‘harmful substances’ dan kode huruf Xn,

bahan pemeka (sensitizing substances) (Frase-R :R42 dan R43)

diberi label menurut spektrum efek apakah dengan simbol bahaya untuk ‘harmful substances’ dan kode huruf Xn atau dengan simbol bahaya ‘irritant substances’ dan kode huruf Xi.

Bahan yang dicurigai memiliki sifat karsinogenik dapat menyebabkan kanker dengan probabilitas tinggi melalui inhalasi, melalui mulut (ingestion) atau kontak dengan kulit.

Contoh bahan yang memiliki sifat tersebut misalnya solven 1,2-etane-1,2-diol atau etilen glikol (berbahaya) dan diklorometan (berbahaya, dicurigai karsinogenik).

Bahan-bahan yang merusak jaringan (tissue destroying substances)

‘tissue destroying substances’ meliputi sub-grup bahan korosif (corrosive substances) dan bahan iritan (irritant substances)

Corrosive (korosif)

Huruf kode: C

Bahan dan formulasi dengan notasi ‘corrosive’ adalah merusak jaringan hidup. Jika suatu bahan merusak kesehatan dan kulit hewan uji atau sifat ini dapat diprediksi karena karakteristik kimia bahan uji, seperti asam (pH <2) dan basa (pH>11,5), ditandai sebagai bahan korosif.

Frase-R untuk bahan korosif : R34 dan R35.

Contoh bahan dengan sifat tersebut misalnya asam mineral seperti HCl dan H2SO4 maupun basa seperti larutan NaOH (>2%).

Irritant (menyebabkan iritasi)

Huruf kode : Xi

Bahan dan formulasi dengan notasi ‘irritant’ adalah tidak korosif tetapi dapat menyebabkan inflamasi jika kontak dengan kulit atau selaput lendir.

Frase-R untuk bahan irritant : R36, R37, R38 dan R41

Contoh bahan dengan sifat tersebut misalnya isopropilamina, kalsium klorida dan asam dan basa encer.

Bahan berbahaya bagi lingkungan

Huruf kode: N

Bahan dan formulasi dengan notasi ‘dangerous for environment’ adalah dapat menyebabkan efek tiba-tiba atau dalam sela waktu tertentu pada satu kompartemen lingkungan atau lebih (air, tanah, udara, tanaman, mikroorganisma) dan menyebabkan gangguan ekologi

Frase-R untuk bahan berbahaya bagi lingkungan : R50, R51, R52 dan R53.

Contoh bahan yang memiliki sifat tersebut misalnya tributil timah kloroda, tetraklorometan, dan petroleum hidrokarbon seperti pentana dan petroleum bensin.

EVALUASI DAN KLASIFIKASI LIMBAH KIMIA

Pendahuluan

Evaluasi limbah sangat penting untuk tujuan daur ulang atau pembuangan dengan cara yang sesuai. Penghasil dan penyedia bahan berbahaya tersebut bertanggung jawab untuk klasifikasi dan penilaian yang benar.

Klasifikasi limbah menurut peraturan untuk bahan-bahan berbahaya (the Ordinance for Dangerous Goods)

Dasar untuk penilaian limbah menurut peraturan tentang bahan berbahaya adalah sifat-sifat bahaya seperti:

Sifat mudah terbakar (flammability/combustibility)

Sifat pengoksidasi

Toksisitas

Korosifitas

Pembentukan gas mudah terbakar jika kontak dengan air

Kontaminasi dengan bahan penyebab infeksi dan patogenik

Radiasi radioaktif

Sifat polusi air

Melepaskan debu berbahaya

Diferensiasi lanjut di antara golongan bahan berbahaya dapat dibuat melalui daftar bahan. Daftar ini tidak hanya mengandung bahan yang terdefinisi dengan baik (misalnya gasoline, titik didih 60-100oC) tetapi juga meringkas kategori, seperti produk petroleun, tidak dijelaskan lebih lanjut. Klasifikasi dan penilaian limbah berbahaya dibuat menurut sifat fisiko-kimianya (padat/cair, titik didih, titik nyala, data toksisitas).

Penetapan limbah pada salah satu daftar kategori bahaya adalah sulit, jika mereka merupakan campuran padatan atau cairan (larutan). Peraturan bahan berbahaya memberikan petunjuk bagaimana mengklasifikasi limbah. Tetapi untuk ini perlu mengetahui konstituen dan sifat bahaya limbah. Oleh karena itu klasifikasi limbah berbahaya biasanya merupakan tugas kimiawan. Amatir hanya dapat mengerjakan jika ada kategori tertentu karena biasanya kasusnya untuk limbah umum atau jika bahan dapat ditentukan dengan metode uji sederhana.

Untuk limbah transportasi jalan ada petunjuk khusus seperti peraturan bahan berbahaya untuk transportasi jalan atau jalan kereta api (dangerous goods ordinance for road and railroad transportation), yang memerlukan evaluasi dan klasifikasi bahan berbahaya. Jadi, limbah berbahaya harus ditentukan untuk kelas bahaya sesuai dengan sifat bahayanya.

Tabel 1. contoh limbah dalam klas bahan berbahaya yang berbeda

Klas	Notasi	Contoh
1	Explosive substances and materials containing explosive	Kembang api, amunisi
2	Gases	Propane, butane, asetilen
3.	Flammable liquid substances	Alcohol, aseton
4.1	Flammable solid substances	Limbah nitroselulosa, limbah karet
4.2	Self-igniting substances	Limbah seluloid ,limbah katun yang mengandung minyak
4.3	Substances forming flammable gases	Limbah kalsium karbida, logam alkali
5.1	Oxidizing substances	Formulasi mengandung ammonium nitrat
5.2	Organic peroxides	Asam peroksiasetat
6.1	Toxic substances	Kontainer kosong bekas pestisida yang tidak bersih, kemikalia tertentu
6.2	Infectious materials	Limbah rumah sakit (material bekas operasi, syringe, jarum suntik)
7	Radioactive materials	Limbah radioaktif dengan spesifik aktivitas rendah (mis tritium dari riset biologi)
8	Corrosive substances	Asam nitrat, asam sulfat
9	Various hazardous substances and materials	Asbes, berbagai bahan polutan air

Klasifikasi limbah menurut organisasi kerjasama dan pengembangan ekonomi, OECD (Organization for Economic Cooperation and Development)

Di dalam OECD ada istilah yang disebut ‘traffic light lists’ yang harus diikuti selagi   transboundary  transportasi limbah. Untuk limbah yang dapat di daur ulang ada kontrol yang berorientasi pada sifat bahaya limbah dan yang didaftar dalam 3 warna (daftar hijau, kuning dan merah)

Daftar hijau

Limbah yang dikategori ke dalam daftar hijau menurut persetujuan OECD tidak akan dikontrol. Kategori  ini terdiri dari material seperti potongan logam, baja, logam non-besi, plastic, kertas, kaca, tekstil  dan kayu. Bahan berbahaya seperti limbah kimia tidak termasuk dalam kategori ini.

Daftar kuning

Limbah ini perlu suatu kontrol terbatas dan perlu persetujuan dari negara penerima. Limbah dalam kelompok ini antara lain abu, kotoran/endapan, debu logam non-besi, arsen, merkuri, limbah minyak, dan limbah lain yang mengandung kurang dari 50 mg/kg polychlorinated biphenyl (PCB), polychlorinated terphenyl (PCT) dan polybrominated biphenyl (PBB).

Daftar merah    

Limbah dalam kategori ini harus dikelola sebagaimana limbah untuk tujuan pembuangan. Transportasi hanya diijinkan jika negara penyedia maupun negara penerima telah menyetujui dan dinyatakan dalam pernyataan tertulis. Limbah ini terutama terdiri dari limbah yang mengandung lebih dari 50 mg/kg PCB/PCT, dan yang mengandung polyhalogenated dibenzo-p-dixon, furan, sianida, dan asbes. 

Klasifikasi limbah menurut TRGS 201 (Juli 2002)

Dalam TGRS 201 (Technical Directive for Hazardous Substances) diberikan pedoman untuk klasifikasi dan pelabelan limbah untuk tujuan pembuangan. Pedoman itu juga berlaku untuk limbah-limbah yang digunakan untuk memperoleh energi termal, tetapi tidak berlaku bagi limbah untuk mendaur ulang material. Klasifikasi diorientasikan pada resiko yang mungkin muncul.  Resiko paling tinggi yang mungkin terjadi menentukan klasifikasi.

Tabel 2. Kemungkinan resiko yang muncul dari limbah.

Resiko fisiko-kimia		Resiko Kesehatan		Resiko Lingkungan
Huruf kode untuk simbol bahaya	Keterangan bahaya	Huruf kode untuk simbol bahaya	Keterangan bahaya	Huruf kode untuk simbol bahaya	Keterangan bahaya
E	Eksplosif /mudah meledak (Explosive)	T+	Sangat beracun (Very toxic)	N	Bahaya untuk lingkungan
O	Pengoksidasi (Oxidizing )	T	Beracun (Toxic)		R52-53: bahaya bagi organisme akuatik, dapat menyebabkan efek merugikan dalam jangka panjang  di dlm lingkungan perairan
F+	Amat sangat mudah terbakar (Extremely flammable)	C	Korosif (Corrosive)		R53: dapat menyebabkan efek merugikan dalam jangka panjang di dlm lingkungan perairan
F	Sangat mudah terbakar (Highly flammable)	Xn	Berbahaya (Harmful)		R59: berbahaya untuk lapisan ozon
	Mudah terbakar R10: flammable	Xi	Iritan (Irritant)

Sesuai aturan, tidak lebih dari satu keterangan bahaya diseleksi tiap kelompok

Tidak termasuk konstituen dalam limbah yang mengalami reaksi berbahaya antara satu dengan yang lain 

Setelah membaca artikel ini, tolong tinggalkan komentar ya......

Pengeringan

Fermentasi Buah

Banyak orang yang suka minum wine dan beberapa tidak minum bukan karena tidk suka namun karena larangan agama. Meskipun hanya sebuah minuman namun pembuatan wine tidak semudah pembuatan fast food. Perlu banyak alat dan persyaratan agar pembuatan wine berhasil dengan baik.

Bahan yang utama diperlukan adalah buah (jika buahnya anggur disebut wine saja, jika buah lain misal pisang maka disebut wine pisang dan sebagainya tergantung nama buah). Selain buah diperlukan juga peralatan (fermentor) dan mikroorganisme yaitu khamir, dan nutrisi tanbahan. Pada dasarnya hamir semua buah dapat dibuat wine terutama yang mengandung gula. Bila gula pada buah tadi kurang maka sering ditambahkan gula. Dapat pula dari bahan yang kaya pati misalnya beras ketan, maka pati ada beras ini harus dipecah terlebih dahulu misal menggunakan ragi tape dijadikan tape atau dihidrolisis dengan asam maupun enzim. Contoh produk yang berasal dari beras ketan melalui fermentasi ada adalah brem bali, sedang yang melalui hidrolisis adalah bio-etanol.

Buah yang baik untuk digunakan dalam pembuatan wine apabila mengandung asam-asam seperti asam tartart, malat dan sitrat. Asam tartart adalah antioksidan dan menghasilkan rasa asam. Asam malat juga dikenal sebagai asam buah terutama pada apel. Asam sitrat adalah pengawet alami dan juga memberi rasa asam.

Khamir adalah mikrooorganisme yang melakukan fementasi juice buah menjadi wine. Khamir yang umum digunakan dalam fermentasi adalah Saccharomyces sp. Khamir ini akan mengubah gula menjadi alkohol dan CO2. Dalam perombakan ini diperlukan pula nutrien yang mendukung pertumbuhan khamir, jika tidak tersedia pada bahan baku. Bahan yang umum dtambahkan adalah amonium fosfat sebagai sumber nitrogen.

Jika proses fermentasi telah selesai, maka dilakukan proses penjernihan. Dalam proses penjernihan umumnya ditambahan tanin. Tanin akan membantu pembentukan flavor. Proses penambahan tanin ini disbut aging karena setelah ditambahkan wine dibiarkan beberapa lama (dapat sampai berbulan-bulan). Tanin umumnya ditambahkan pada pembuatan red wine. Red wine dibuat dari anggur hitam dan kulitnya tidak dipisahkan dalam proses pembuatanya. Tanin terdapat pada kulit buah, tangkai dan biji.

1. Peralatan.

Alat utama yang dibutuhkan adalah fermentor. Fermentor dapat berukuran besar atau kecil tergantung kebutuhan. Umumnya fermentor dengan mulut kecil atau dapat ditutup dan ada saluran tempat keluarnya CO2. Saluran ini diperlukan karena fermentasi berlangsung secara anaerob dan jika tidak ada saluran pengeluaran gas, maka gas akan terperangkap di dalam fermentor dan dapat meningkatkan tekanan sehingga mematikan khamir di dalamnya atau jika wadah tidak kuat maka isi akan tumpah karena penutup terbuka ada wadah yang pecah. Fermentor harus mudah dibersihkan dan terhindarkan dari kontaminasi.

Hidrometer diperlukan jika kita benar-benar akan membuat wine terutama untuk perdagangan (tapi ingat, saat ini ijin baru untuk membuat minuman beralkohol di Indonesia sudah tidak ada lagi. Jadi ini hanyalah pengetahuan belaka atau untuk penelitian). Hidrometer digunakan untuk mengukur berat jenis, potensial gula dan alkohol).

2. Macam Wine

Ada tiga tipe utama wine:

1. Table wine

2. Sparking wine

3. Fortified wine

Yang manakan yang kita sukai atau anda ingin buat?

1. Table Wine.

Table wine adalah wine dengan kandungan alkohol rendah (kurang dari 14%). Table wine biasanya disajikan bersama-sama makanan. Diberi naman table wine karena umumnya dijumpai pada acara dinner.

1. Sparking wine

2. Fortified wine

Fortified wine adalah wine yang ditambah dengan bahan lain. Contohnya adalah Brandy, umumnya produk ini untuk memasak atau bumbu sebaga flavor ekstra. Fortified wone mengandung alkohol 17 – 21%.

1. Proses Fermentasi

Fermentasi wine adalah proses dimana juice anggur bersama-sama dengan bahan yang lain yang diubah secara reaksi biokimia oleh khamir dan menghasilkan wine. Bahan untuk proses fermentasi adalah gula ditambah khamir yang akan menghasilkan alkohol dan CO2. CO2 akan dilepaskan dari campuran wine menuju udara dan alkohol akan tetap tinggal di fermentor. Jika semua gula buah sudah diubah menjadi alkohol atau alkohol telan mencapai sekitar 15% biasanya fermentasi telah selesai atau dihentikan. Selama fermentasi sering ditambahkan nitrogen dan mikro nutrien guna mencegah produksi gas H2S. Jika gas ini muncul akan menyebabkan bau yang tidak enak.

Selama fermentasi, cairan yang dihasilkan disebut “must”. Guna mencegah tumbuhnya bakteri pada must maka dilakukan pengadukan. Must mulai bergelembung pada jam ke 8 – 20. Tahap awal proses fermentasi ini pada red wine adalah 5 – 10 hari, white wine 10 – 15 hari. Setelah tahap awal ini dilanjutkan tahap kedua.

Dalam tahap kedua fermentasi, wine dipindahkan ke fermentor yang tidak boleh adanya oksigen asuk. Pada tahap ini akan dihasilkan alkohol dalam kadar yang lebih tinggi. Tergantung dari bahan yang digunakan, wine dapat berasa lebih manis atau alkohol dan ini akan mempengaruhi pada harga di pasar.

Fermentasi wine dengan khamir teramobilisasi

Penggunaan sistem sel amobil dengan fermentasi wine secara kontinyu kini menjadi pembahasan yang menarik. Sistem ini tidak hanya meningkatkan produktivitas tetapi juga memperbaiki biaya bioproses. Banyak tipe bioreaktor yang digunakan dalam proses kontinyu, salah satunya adalah packed-bed bioreactors yang populer karena biaya operasinya rendah dan mudah pengoperasiannya.

Selama fermentasi minuman beralkohol, senyawa-senyawa volatil juga dihasilkan dengan berbagai konsentrasi. Senyawa-senyawa ini mempunyai peran penting dalam sifat-sifat flavor dan sensoris.

Penumbuhan Khamir

Saccharomyces cerevisiae ditumbuhkan pada Yeast extract dan malt extract (YM) broth dalam shaker inkubator dengan suhu 300C selama 18 jam pada 100 rpm. Sel kemudian dipanen dan dicuci dengan sentrifugasi untuk amobilisasi.

Amobilisasi Sel

Sel khamir diamobilisasi dengan kalsium alginat 3 mm (sodium alginat 2% dan CaCl2 0,1 M)manik-manik alginat khamir ini kemudian ditumbuhkan dalam medium produksi etanol selama 24 jam.

Senyawa volatil pada fermentasi wine mangga

Aroma wine adalah hasil dari kombinasi kompleks banyak komponen terutama senyawa-senyawa volatil yang menjadi penciri wine. Pada wine mangga setidaknya ada 18 senyawa volatil dengan berbagai konsentrasi. Ada 8 senyawa yang potensial sebagai aroma yaitu: asetaldehida, dietil suksinat, atil asetat, etil butirat, isoamil alkohol, l-heksanol, etil dekanoat dan asam kaproat.

Hasil fermentasi dibiarkan beberapa bulan (aging) agar diperoleh hasil yang jernih dan aroma yang kuat, lalu disaring dan dibotolkan.

Sistem Tenaga Uap

    Pada mesin uap dan turbin uap, air sebagai benda kerja mengalami deretan perubahan keadaan. Untuk merubah air menjadi uap digunakan suatu alat dinamakan boiler. Boiler menerima panas dari sumber panas atau dapur, panas tersebut digunakan untuk memanaskan air didalam boiler agar dieroleh uap. Kadang-kadang uap yang keluar dari boiler dipanaskan lagi dengan superheater agar diperoleh uap dengan temperatur yang lebih tinggi. Panas untuk superheater  diambil dari dapur dan superheater dihubungkan langsung dengan boiler.

Gambar 2.1. Skema Diagram Aliran Uap Dan Cairan Pada Mesin/Turbin Uap.

Uap yang keluar dari superheater  kemudian mengalir ke mesin uap atau turbin uap dan tenaga uap dirubah menjadi kerja poros mesin atau turbin. Pada waktu yang bersamaan, uap mengalami penurunan temperatur dan tekanan sebagian uap mengalami condensasi.

Kemudian campuran uap pada condensor semua uap diembunkan menjadi cairan. Panas dari condensor (panas pengembunan) dibuang. Cairan yang keluar dari condensor kemudian dipompakan kembali ke boiler.

1.      Siklus Rankine

Siklus rankine adalah siklus thermodinamika yang mengkonversi kalor/panas menjadi bentuk kerja. Siklus Rankine kadang-kadang disebut sebagai praktis siklus Carnot. Ketika sebuah turbin efisien digunakan, diagram T-S mulai mirip dengan siklus Carnot. Perbedaan utama adalah bahwa penambahan panas (dalam boiler) dan penolakan (di kondensor) yang isobarik dalam siklus Rankine dan isotermal dalam siklus Carnot teoritis.

Gambar 2.2. Skema Diagram Siklus Rankine.

Pompa digunakan untuk menekan cairan bekerja diterima dari kondensor sebagai cair bukan sebagai gas. Semua energi dalam memompa cairan bekerja melalui siklus lengkap hilang. Seperti semua energi penguapan dari fluida kerja, dalam boiler. Energi ini yang hilang ke dalam siklus yang pertama, kondensasi tidak terjadi dalam turbin, semua energi penguapan ditolak dari siklus melalui kondensor. Tapi memompa cairan bekerja melalui siklus sebagai cairan memerlukan fraksi yang sangat kecil.

Efisiensi siklus Rankine biasanya dibatasi oleh fluida kerja. Tanpa tekanan mencapai kritis super tingkat untuk fluida kerja, kisaran temperatur siklus dapat beroperasi lebih dari cukup kecil: suhu masuk turbin biasanya 565 ° C dan suhu kondensor adalah sekitar 30 ° C.

                                                                                        

                        Gambar  2.3. Diagram T-S Dari Siklus Rankine.

Ada empat proses dalam siklus Rankine pada diagram T-S:

·         Proses 1-2: Fluida kerja dipompa dari rendah ke tekanan tinggi, seperti fluida adalah cairan pada tahap ini pompa membutuhkan energi input sedikit.

·         Proses 2-3: Cairan tekanan tinggi memasuki boiler dimana dipanaskan pada tekanan konstan oleh sumber panas eksternal untuk menjadi uap jenuh kering. Energi input yang dibutuhkan dapat dengan mudah dihitung dengan menggunakan diagram mollier atau hs grafik atau diagram entalpi-entropi

·         Proses 3-4: Uap jenuh kering berekspansi melalui turbin, pembangkit listrik. Hal ini menurunkan suhu dan tekanan uap, dan kondensasi beberapa mungkin terjadi. Output dalam proses ini dapat dengan mudah dihitung dengan menggunakan grafik-entropi Entalpi

·         Proses 4-1: Uap basah kemudian memasuki kondensor dimana terkondensasi pada tekanan konstan untuk menjadi cair jenuh .

W_{pump =}  m (h₂-h₁)          Q_in = m (h₃-h₂)

W_{turbin =} m (h₃-h₄)          Q_out = m (h₃-h₂)

2.      Siklus Uap Kering

Sistem konversi fluida uap kering, merupakan sistem konversi yang paling sederhana dan paling murah. Uap kering langsung dialirkan menuju turbin kemudian setelah dimanfaatkan, uap dapat dibuang ke atmosfir (atmospheric exhaust turbine) atau dialirkan ke kondensor (condensing turbine).  

  Gambar 2.4. Skema Diagram Siklus         Gambar 2.5. Diagram T-S Konversi Uap Uap Kering.                                                                           Kering      

Pada sistem konversi uap kering, kerja yang dihasilkan turbin ditentukan dengan menggunakan persamaan. Pada Gambar 2.4 dan Gambar 2.5 titik 1 fasa fluida panas bumi berupa uap sedangkan pada titik 2 fluida berupa dua fasa. Proses yang dijalani fluida dari titik 1 ke titik 2 dianggap proses isentropik sehingga entropi pada titik 1 sama dengan entropi pada titik 2, sehingga:

S₁₌S₂

S₁₌S₁₂+X ₂  +  S_fg2

Untuk harga tekanan atau temperatur yang ditentukan, harga-harga entropi dan entalpi bisa didapat dari tabel uap. Sehingga dari persamaan 2 didapat harga x (fraksi uap) untuk kondisi tekanan atau temperatur pada outlet turbin. Dengan memanfaatkan harga fraksi uap tersebut, didapat entalpi pada outlet turbin :
                                               

h₂ = h_f2 + X₂ h_fg

B.  Jenis-jenis uap

            Proses pembentukan uap terbagi atas dua jenis, yaitu :

1.      Uap air yaitu uap yang terbentuk diatas permukaan air sebagai akibat dari penurunan tekanan di atas permukaan air sampai tekanan penguapan yang sesuai dengan temperatur permukaan air tersebut pada titik didih dan pada tekanan di bawah tekanan atmosfir bumi. Penurunan tekanan ini diantaranya disebabkan karena adanya tekanan uap jenuh yang sesuai dengan temperatur permukaan air maka akan terjadi penguapan.

2.      Uap panas yaitu uap yang terbentuk akibat mendidihnya air , aliran mendidih bila tekanan dan temperatur berada pada kondisi didih. Misalnya bila air tekanan 1 bar maka air tersebut akan mendidih pada suhu didih (±99,63⁰ C).

Uap yang terbentuk pada tekanan dan temperatur didih disebut uap jenuh saturasi (saturated steam).

Apabila uap jenuh dipanaskan pada tekanan tetap, maka uap akan mendapat pemanasan lanjut (temperatur naik). Uap yang demikian disebut uap panas lanjut (uap adi panas) atau superheated steam.

Menurut keadaannya uap ada tiga jenis, yaitu :

·      Uap jenuh

Uap jenuh merupakan uap yang tidak mengandung bagian-bagian air yang lepas dimana pada tekanan tertentu berlaku suhu tertentu.

·      Uap kering

Uap kering merupakan uap yang didapat dengan pemanas lanjut dari uap jenuh dimana pada tekanan terbentuk dan dapat diperoleh beberapa jenis uap kering dengan suhu yang berlainan.  

·      Uap basah

Uap basah merupakan uap jenuh yang bercampur dengan bagian-bagian air yang halus yang temperaturnya sama.

C.    Pengertian Turbin Uap

Turbin adalah salah satu mesin penggerak utama yang mengubah energi potensial dari suatu fluida menjadi energi kinetis yang selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin. Sehingga turbin sering disebut dengan pesawat penggerak mula atau  prime mover.(Shlyakhin,P: Turbin uap. Hal 3).

Istilah turbin berasal dari bahasa latin yaitu ”turbo” yang berarti putar. Karena energi yang digunakan untuk memutar poros turbin adalah energi potensial fluida maka turbin sendiri termasuk ke dalam golongan mesin-mesin fluida.

Mesin–mesin fluida adalah mesin yang berfungsi mengubah energi mekanis pada poros menjadi energi potensial fluida atau sebaliknya, yaitu mengubah energi potensial fluida menjadi energi mekanis pada poros.

Secara umum mesin fluida dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yaitu:

1.   Mesin kerja, adalah mesin fluida yang berfungsi mengubah energi mekanis pada poros menjadi energi potensial fluida, misalnya : pompa, kompresor, blower, dan lain-lain.

2.   Mesin tenaga, adalah mesin fluida yang berfungsi mengubah energi potensial fluida menjadi energi mekanis pada poros, misalnya : kincir angin, turbin air, turbin gas, dan turbin uap.

D.    Prinsip Kerja Turbin Uap

Turbin uap terdiri dari sebuah cakram yang dikelilingi oleh daun-daun cakram yang disebut sudu-sudu. Sudu-sudu ini berputar karena tiupan dari uap bertekanan yang berasal dari ketel uap, yang telah dipanasi terdahulu dengan menggunakan bahan bakar padat, cair dan gas seperti yang digunakan di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk.

Uap tersebut kemudian dibagi dengan menggunakan control valve yang akan dipakai untuk memutar turbin yang dikopelkan langsung dengan pompa dan juga sama halnya dikopel dengan sebuah generator singkron untuk menghasilkan energi listrik.

Setelah melewati turbin uap, uap yang bertekanan dan bertemperatur tinggi tadi muncul menjadi uap bertekanan rendah. Panas yang sudah diserap oleh kondensor menyebabkan uap berubah menjadi air yang kemudian dipompakan kembali menuju boiler. Sisa panas dibuang oleh kondensor mencapai setengah jumlah panas semula yang masuk. Hal ini mengakibatkan efisisensi thermodhinamika  suatu turbin uap bernilai lebih kecil dari 50%. Turbin uap yang modern mempunyai temperatur boiler sekitar 500⁰C sampai 600⁰C dan temperatur kondensor 20⁰C sampai 30⁰C. ( Shlyakhin,P: Turbin uap. Hal 12).

E. Klasifikasi Turbin Uap

Untuk memudahkan identifikasi terhadap turbin uap, maka turbin uap diklasifikasikan sebagai berikut :

1.   Menurut jumlah tingkat tekanan

a.  Turbin satu tingkat yang memiliki kapasitas tenaga kecil, biasanya digunakan untuk menggerakkan kompresor, pompa, dan mesin-mesin lainnya yang kapasitas tenaganya kecil.

b. Turbin bertingkat banyak (neka tingkat), yaitu turbin yang dibuat untuk kapasitas tenaga dari kecil kepada yang besar dan biasanya terdiri dari susunan beberapa nosel dan beberapa cakram yang ditempatkan berurutan dan berputar pada satu poros yang sama.

2.    Menurut arah aliran uap

a.  Turbin aksial, yang uapnya mengalir dengan arah yang sejajar terhadap poros turbin.

b. Turbin radial, yang arah aliran uapnya tegak lurus terhadap poros turbin.

3.    Menurut jumlah silinder

a.       turbin silinder tunggal

b.    turbin silinder ganda

c.    turbin tiga silinder

d.   turbin empat silinder

4.    Menurut kondisi uap yang digunakan

a.    Turbin tekanan lawan, yaitu bila tekanan uap bekas sama dengan tekanan uap yang dibutuhkan untuk keperluan proses kegiatan pabrik. Turbin ini tidak mengalami kondensasi uap bekas.

b.    Turbin kondensasi langsung, yaitu turbin yang mengondensasikan uap bekasnya langsung ke dalam kondensor, guna mendapatkan air kondensat untuk pengisi air umpan ketel.

c.     Turbin ekstraksi dengan tekanan lawan, dimana uap bekas digunakan untuk keperluan proses.

d.    Turbin ekstraksi dengan kondensasi, dimana sebagian uapnya dipakai untuk proses dan sebagian lagi untuk penyediaan kondensat air pengisi ketel uap.

e.    Turbin kondensasi dengan ekstraksi ganda, uap bekas dari turbin dipakai untuk kebutuhan beberapa tingkat ekstraksi da sisanya dijadikan kondensasi dalam kondensor untuk kebutuhan air pengisi ketel uap.

f.     Turbin non kondensasi dengan aliran langsung dan tanpa ada ekstraksi serta kondensasi, uap bekas dibuang ke udara luar dengan tekanan lawan sama atau melebihi dari 1 atm.

g.    Turbin non kondensasi dengan ekstraksi, uap bekas tidak dikondensasikan, hanya digunakan untuk proses.

5.    Menurut kondisi uap yang masuk ke dalam turbin

a.    Turbin tekanan rendah dimana tekanan uapnya 2 kg/cm²

b.    Turbin tekanan menengah, tekanan uap sampai dengan 40 kg/cm²

c.    Turbin tekanan tinggi, tekanan uap sampai dengan 170 kg/cm²

d.   Tubin tekanan sangat tinggi, tekanan uap di atas 170 kg/cm²

e.    Turbin adikritis, turbin uap yang beroperasi dengan tekanan uap di atas 225 kg/cm².

6.    Menurut prinsip aksi uap

a. Turbin impuls, yang energi potensial uapnya diubah menjadi energi kinetik di dalam nosel atau laluan yang dilewati oleh sudu-sudu gerak,lalu energi kinetik ini diubah menjadi energi mekanik pada poros turbin.

b. Turbin reaksi aksial, yang ekspansi uap diantara laluan sudu, baik sudu pengarah maupun sudu gerak tiap-tiap tingkat langsung pada derajat yang sama.

7.    Menurut sistem pemanas ulang uap

a.    Turbin uap dengan pemanas ulang tunggal

b.     Turbin uap dengan pemanas ulang ganda

8.    Menurut lingkungan pengoperasiannya

a.    Turbin darat, biasa terdapat pada industri atau PLTU untuk    menggerakkan generator

b.    Turbin yang dioperasikan di kapal. 

F.     Bagian – bagian turbin uap

            Turbin uap ini pada umumnya mempunyai bagian-bagian utama yang sama dan dilengkapi dengan alat-alat pembantu serta alat-alat pelindung.

a.       Rotor

Rotor adalah salah satu bagian dari turbin uap yang dilengkapi dengan poros, cakram, sudu-sudu. Dimana rotor ini berfungsi untuk mengubah tenaga potensial menjadi  potensial menjadi tenaga mekanik, poros juga berfungsi sebagai tempat pemasangan roda dan meneruskan putaran cakram.

b.      Casing (rumah turbin)

Casing merupakan bagian turbin uap yang diperlengkapi dengan nosel, saluran buang (out let), katup (valve). Casing berfungsi sebagai tempat pemasangan rotor maupun drain valve yaitu katup untuk memperbesar pembuangan bila diperlukan.

c.       Nosel

Nosel adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mengubah energi potensial uap menjadi energi mekanis dengan jalan mengekspansikan uap dari bertekanan tinggi menjadi bertekanan lebih rendah dan nosel ini juga berfungsi untuk mengarahkan atau mengalirkan uap yang masuk ke dalam turbin.

d.      Sudu (blade)

Sudu turbin disebut juga sudu jalan atau sudu gerak yang dipasang melingkar mengelilingi cakram yang akan memutar cakram pada poros akibat dari tekanan uap dari nosel.

e.       Poros (shaft)

Poros turbin berfungsi untuk memindahkan daya turbin ke beban melalui kopling.

f.       Bantalan (bearing)

Bantalan atau bearing berfungsi untuk menahan atau menumpu poros dari pengaruh gaya aksial atau gaya radial. Bantalan ini harus dilumasi dengan minyak pelumas yang dialirkan melalui ruang yang berbentuk gelang (annular)

g.      Perapat (seal)

Perapat berfungsi untuk mencegah kebocoran uap, perapatan ini terpasang mengelilingi poros. Perapat yang digunakan adalah :

o  Labyrinth packing

o  Gland packing

h.      Kopling

Kopling berfungsi untuk menghubungkan serta meneruskan daya antara poros turbin dengan poros beban. Selain bagian-bagian utama tersebut, turbin uap juga dilengkapi alat bantu dan pengaman seperti : governor,emergency stop valve, over speed trip, over load trip dan lain-lain.