Logam untuk Kemasan/ packaging?...

Apa itu Logam?...

• Logam adalah elemen kimia yang mempunyai kilau metalik dan dalam elektrolisis membawa muatan positif yang   dilepaskan pada katoda
• Non logam adalah elemen yang tidak mempunyai kilau metalik dan dalam elektrolisis non metal membawa muatan negatif yang dilepaskan pada anoda.

Karakter fisika

1. Koefisien pemuaian linear : penambahan ukuran pada objek ketika di berikan kenaikan temperatur
2. Konduktivitas elektrik dan panas : kemampuan material untuk mengonduksi atau mentransfer panas atau listrik
3. Kerentanan magnetis : kemampuan dari material untuk menahan medan magnet ketika diberikan magnet
4. Reflektifitas : kemampuan dari material untuk merefleksikan cahaya atau panas
5. Grafitasi spesifik : rasio berat dari dua objek yang sama volumenya, dan salah satunya adalah air
6. Titik leleh : temperetaur ketika sebuah substansi melewati bentuk padat menjadi cair

Karakter mekanis

1. Kekuatan material : sifat ketahanan dari beban luar atau tekanan tanpa merusak struktur
2. Elastisitas : kemampuan dari material untuk kembali menjadi ukuran,bentuk dan dimensi semula setelah berubah bentuk
3. Modulus elastisitas : rasio dari tegangan dan regangan yang dihasilkan
4. Daktilitas : kapasitas dari material untuk ditarik atau dirgangkan saaat beban tegangan dan secara permanen berubah bentuk tanpa pecah atau patah
5. Sifat lunak : sifat logam untuk dirubah bentuk atau ditekan tanpa pecah atau rusak
6. Plastisitas : kemampuan dari logam untuk dirubah bentuknya secara luas tanpa pecah
7. Kekerasan : kekuatan dari material untuk menolak pemasukan/penembusan dan penggunaan oleh material lain
8. Ketahanan korosif : ketahanan dari termakan atau tergunakan oleh atmosfer,kelembaban atau cairan lainnya seperti asam.
9. Ketahanan gesek : ketahanan dari gesekan
10. Masinibilitas : kemudahan dari material ketika masuk kedalam mesin

Komposisi kimia baja

• Besi
• Karbon
• Krom
• Nikel
• Molybdenum

Pengujian material – pengujian mekanis

• Tensile test : menguji kekuatan dan elastisitas dari material
• Impact test : pengujian untuk menentukan kecendrungan dari material untuk menunjukan reaksi dalam cara rapuh
•  Fracture toughness test : indikasi dari jumlah tekanan yang dibutuhkan untuk memperbanyak cacat

Bahan logam untuk kemasan

• Kaleng tin plate
• Kaleng alumunium
•  Alumunium foil

Pemilihan logam untuk kemasan

• .       Sifat korosif logam terhadap produk
• .       Sifat keasaman makanan
• .       Sifat korosif
• .       Kekuatan material terhadap tekanan dalam dan vakum
• .       Ukuran kemasan
• .       Kemudahan untuk dipadukan dengan logam lain

Plat timah (tin plate) adalah lemaran baja yang dilapisi dengan lapisan timah

1.       Ciri fisik

a.       Lembaran atau gulungan baja berkarbon rendah dengan ketebalahn 0.15-0.5mm

b.      Lapisan timah putih dengan 1-1.25% dari berat kaleng

2.       Ciri plat timah terhadap bahan makanan dan karat

a.       Daya tahan terhadap reaksi reaksi dengan bahan pangan yang dikemasnya lebih lambat dari baja

b.      Kaleng dengan lapisan timah tebal digunakan untuk mengalengkan bahan makanan yang mempunyai daya korosif tinggi

Pembuatan tinplate bisa dengan metode elektrolisa atau hot dipping

(+)(-)

1.      (+) : mengkilap,kuat,tahan karat dan dapat disolder

2.   (-) : beraksi dengan makanan yang mengandung sulfur (cara mengatasinya dilapisi dengan krom setebal 1-2 mg/m2)

Tin free steel chromium type (tfs-ct) adalah lembaran baja yang dilapisi kromium secara elektris dan membentuk kromium oksida diseluruh permukaannya

Mempunyai keunggulan harga murah dan daya adhesi terhadap bahan organik baik dan kelemahannya adalah peluang berkaratnya lebih tinggi

Plat dan foil alumunium

(+) alumunium

• .       Lebih ringan dari baja
• .       Mudah dibentuk
• .       Tidak berasa
• .       Tidak berbau
• .       Tidak beracun
• .       Kedap udara dan uap air
• .       Konduktivitas panas yang baik dan dapat didaur ulang

(-) alumunium

• .       Kekuatan kurang baik
• .       Sulit disolder
• .       Harganya lebih mahal dibanding jenis kemasan lai
• .       Mudah mengalami perkaratan sehingga harus diberi lapisan tambahan

Campuran untuk kemasan alumunium adalah alumunium,tembaga,magnesium,mangan,chromium, seng

Alumunium foil adalah lembaran logam yang sangat tiis dan mempunyai ketebalan <0.15mm. ketebalan alumunium foil menentukan aplikasi dari material ini

• .       0.0375mm tidak dapat dilalui uap ais
• .       0.009mm lapisan untuk susu dan makanan ringan
• .       0.05mm digunakan untuk tutup botol multitrip

Sifat

• .       Hermetis (tahan terhadap uap dan gas)
• .       Fleksibel
• .       Tidak tembus cahaya

Kombinasi alumunium foil untuk kemasan : retort pouch dan composite can

Tinta enamel : tinta yang memberikan tampilan opaque,keras dan mengkilap. Mempunyai dua tipe yaitu oil base dan water base

• Oil base : mempunyai nama lain alkyd-based enamel color. Membutuhkan waktu yang lama untuk menering dan hasilnya adalah tampilan yang kasar atau keras. Mempunyai aroma seperti solvent
• Water base : mempunyai nama lain latex atau akrilik. membutuhkan waktu yang lebih sedikit untuk mengering dibandingkan dengan oil based. Mudah untuk terbilas.

Jenisnya :

1. Epoksi fenolik : tahan asam dan tahan terhadap panas. Dapat mencegah sulfur staining pada daging,ikan,sayur. Digunakan untuk mengalengkan ikan,daging,buah,sayur.
2. Komponen vinil : daya adhesi dan fleksibilitas tinggi, tahan asam dan basa, tidak tahan suhu tinggi pada proses sterilisasi. Digunakan untuk bir,juice buah dan minuman karbonasi
3. Phenolic lacquers: pelapis tahan asam dan komponen sulfida. Digunakan untuk pelapis kemasan pada produk daging,ikan,buah,sup dan sayuran.
4. Butadine lacquers : dapat mencega kehilangan warna dan tahan terhadap panas tnggi. Penggunaan untuk pelapis kemasna bir dan minuman ringan
5. Epoxy amine lacquers : pelapis yang mempunya daya adhesi yang baik ,tahan terhadap panas dan absrasi fleksible dan tidak menimbulkan perubahan rasa pada isi kemasan
6. Alkyd lacquers: pelapis yang digunakan untuk pelapis luar kemasan

Tahap proses pengalengan makanan

1. Pembersihan dan persiapan bahan baku
2. Blansing dengan cara mencelupkan kedalam air mendidih atau menggunakan uap panas untuk menonaktifkan enzim,menghilangkan gelembung udara yang terperangkap dalam bahan sehingga memudahkan proses pengisian dan memudahkan proses sterilisasi
3. Pengisian bahan makanan (untuk sayuran diberikanlarutan garam untuk buah ditambahkan sirup gula. Ditambah setinggi 1cm yang bertujuan untuk membentuk keadaan vakum)
4. Penutupan
5. Sterilisasi

Kerusakan makanan

• .     Hydrogen swell disebabkan oleh meningkatnya keasaman bahan pangan, meningkatnya suhu penyimpanan, ketidak sempurnaan pelapisan bagian dalam kaleng,proses exhausting tidak sempurna,terdapatnya komponen terlaurt dari sulfur dan fosfat
• .        Kerusakan makanan kaleng karena interaksi makanan dengan material kaleng dapat berupa :

a.       Perubahan warna dari bagian dalam kaleng

b.      Perubahan warna makanan yang dikemas

c.       Off-flavour pada makanan yang dikemas

d.      Kekeruhan pada sirup

e.      Perkaratan atau terbentuknya lubang pada logam

f.        Kehilangan zat gizi

Pembuatan kaleng

Tipe kaleng : one piece can, two piece can, three piece can

One piece can

1. .       Proses pembuatannya di ekstrusi
2. .       Tidak menggunakan las
3. .       Sering digunakan untuk semprotan dan cat

1. Proses pembuatan
2. Punching
3. Impact extrusion
4. Trimming
5. Washing and drying
6. Coating
7.  Heat drying
8.  Heat drying
9. Roller printing
10. Drying
11. Swagging
12. Testing
13. Packaging

Proses pembuatan Two piece can

1. Uncoiler : melepas gulungan untuk masuk ke cupping press
2. Cupping press : membentuk cup dari gulungan 
3. Redraw press : pembentukan tubuh kaleng dan dasar kaleng
4. Heat setting oven : menghilangkan distorsi dari lapisan pe menggunakan panas
5. Trimmer : memotong bagian atas untuk mendapatkan tinggi yg dibutuhkan
6.  Printer : mencetak desain pada luaran kaleng
7. Curing oven : meluruskan kaleng dan mengeringkan tinta
8. Necker flanger : menyempetikan bukaan untuk membentuk bahu
9. Interior and exterior inspection machine : memeriksa kecacatan pada bagian dalam dan luar kaleng
10. 10.   Palletizer : menempatkan kaleng yang sudah jadi keatas palet

Proses pembuatan three piece can

1. Material mentah
2. Dipotong menjadi lembaran
3. Lacquer
4. Heating
5.  Slitting
6.  Rolling
7. Welding
8. Spray and curing
9. Flanging,seaming,side wall beading
10. Testing
11. Packaging 

Hukum Pascal

Hukum Pascal

Hukum Pascal (baca: [paskal]) menyatakan bahwa Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar^[1].

Perbedaan tekanan karena perbedaan kenaikan zat cair diformulakan sebagai berikut:

dimana, dalam sistem SI,

·         ΔP adalah tekanan hidrostatik (dalam satuan pascal atau "Pa"), atau perbedaan tekanan pada 2 titik dalam sekat yang berisi zat cair, karena perbedaan berat antara keduanya;

·         ρ adalah massa jenis zat cair (dalam kilogram per meter kubik);

·         g adalah percepatan karena gravitasi (umumnya menggunakan percepatan ketinggian dari permukaan laut akibat gravitasi bumi, dalam satuan meter per detik pangkat 2);

·         Δh adalah ketinggian zat cair di atas titik pengukuran (dalam satuan meter), atau perbedaan ketinggian antara 2 titik pada kolom yang berisi zat cair.

Archimedes

 

Archimedes dari Syracusa (Yunani: Ἀρχιμήδης)
Lukisan Archimedes oleh Fetti (1620)
Lahir	287 SM Syracusa, Pulau Sisilia, Italia Magna Graecia
Meninggal	212 SM Syracusa
Tempat tinggal	Syracusa
Bidang	Matematika, fisika, Teknik,Astronomi, Penemu
Dikenal karena	Prinsip Archimedes

Bola dan tabung dimasukkan dalam bak air Archimedes untuk membuktikan bahwa volume dan luas permukaanbola adalah 2/3 dari tabung

Archimedes dari Syracusa (sekitar 287 SM - 212 SM). Ia adalah ahli matematika dan penemu dari Yunani yang terkenal.^[1] Ia belajar di kota Alexandria, Mesir. Pada waktu itu yang menjadi raja di Sirakusa adalah Hieron II, sahabat Archimedes. Archimedes sendiri adalah seorang matematikawan, astronom, filsuf, fisikawan, dan insinyur berbangsa Yunani. Ia dibunuh oleh seorang prajurit Romawi pada penjarahan kota Syracusa, meskipun ada perintah dari jendral Romawi, Marcellus bahwa ia tak boleh dilukai. Sebagian sejarahwan matematika memandang Archimedes sebagai salah satu matematikawan terbesar sejarah, mungkin bersama-sama Newton dan Gauss.

Hukum Archimedes

Pada suatu hari Archimedes dimintai Raja Hieron II untuk menyelidiki apakah mahkota emasnya dicampuri perak atau tidak. Archimedes memikirkan masalah ini dengan sungguh-sungguh. Hingga ia merasa sangat letih dan menceburkan dirinya dalam bak mandi umum penuh dengan air. Lalu, ia memperhatikan ada air yang tumpah ke lantai dan seketika itu pula ia menemukan jawabannya. Ia bangkit berdiri, dan berlari sepanjang jalan ke rumah dengan telanjang bulat. Setiba di rumah ia berteriak pada istrinya, "Eureka! Eureka!" yang artinya "sudah kutemukan! sudah kutemukan!" Lalu ia membuat hukum Archimedes.

Dengan itu ia membuktikan bahwa mahkota raja dicampuri dengan perak. Tukang yang membuatnya dihukum mati.

Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Pada masalah sehari-hari (dan hanya untuk fluida), viskositas adalah "Ketebalan" atau "pergesekan internal". Oleh karena itu, air yang "tipis", memiliki viskositas lebih rendah, sedangkan madu yang "tebal", memiliki viskositas yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut..^[1]

Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. Sebagai contoh, viskositas yang tinggi darimagma akan menciptakan statovolcano yang tinggi dan curam, karena tidak dapat mengalir terlalu jauh sebelum mendingin, sedangkan viskositas yang lebih rendah dari lava akan menciptakan volcano yang rendah dan lebar. Seluruh fluida (kecuali superfluida) memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide ideal.

Studi dari bahan yang mengalir disebut Rheologi, yang termasuk viskositas dan konsep yang berkaitan.

Asal Kata

Kata "viskositas" berasal dari bahasa Latin "viscum alba", berarti mistletoe putih. Lem kental yang bernama "birdlime" dibuat dari buah mistletoe dan digunakan untuk ranting lemon untuk menangkap burung.^[2]

Bahan dan kebiasaannya

Laminar shear of fluid between two plates. Friction between the fluid and the moving boundaries causes the fluid to shear. The force required for this action is a measure of the fluid's viscosity. This type of flow is known as a Couette flow.

Laminar shear, the non-constant gradient, is a result of the geometry the fluid is flowing through (e.g. a pipe).

Secara Umum, pada setiap aliran, lapisan-lapisan berpindah pada kecepatan yang berbeda-beda dan viskositas fluida meningkat dari tekanan geser antara lapisan yang secara pasti melawan setiap gaya yang diberikan. Hubungan antara tekanan geser dan gradiasi kecepatan dapat diperoleh dengan mempertimbangkan dua lempeng secara dekat dipisahkan dengan jarak y, dan dipisahkan oleh unsur homogen. Asumsikan bahwa lempeng sangat besar dengan luas penampang A, dan efek samping dapat diabaikan, dan lempeng yang lebih rendah tetap, anggap gaya F dapat diterapkan pada lempeng atas. Jika gaya ini menyebabkan unsur antara lempeng mengalami aliran geser dengan gradien kecepatan u/y, unsur disebut fluida.

Teori Newton

Ketika sebuah tekanan shear diterapkan kepada sebuah benda padat, badan itu akan berubah bentuk sampai mengakibatkan gaya yang berlawanan untuk mengimbangkan, sebuah ekuilibrium. Namun, ketika sebuah tekanan shear diterapkan kepada sebuah fluid, seperti angin bertiup di atas permukaan samudra, fluid mengalir, dan berlanjut mengalir ketika tekanan diterapkan. Ketika tekanan dihilangkan, umumnya, aliran berkurang karena perubahan internal energi.

 

Tekanan Gauge

Sifat fluida ini beda tekanan pada fluida sebanding dengan kedalaman dapat kita gunakan untuk mengukur tekanan yang tidak kita ketahui. Mari kita tinjau alat pengukur tekanan yang sederhana yaitu manometer tabung terbuka.  Salah satu ujung tabung yang terbuka dihubungkan dengan ruangan yang hendak kita cari tekanannya, sehingga tekanannya adalah tekanan ruangan. Misalkan tekanannya kita sebut P.  Ujung yang lain dibiarkan terbuka, sehingga tekanan di ujung ini adalah tekanan  udara luar yaitu P_o atau tekanan atmosfer.

 Karena adanya tekanan P maka cairan dalam manometer akan berbeda ketinggiannya sebesar h lihat Gambar (7.4).

Pengertian Tekanan Gauge

Perbedaan tekanan antara P dan P_o disebut sebagai tekanan Gauge. Tekanan P disebut tekanan mutlak. Kita bias mengatakan bahwa tekanan mutlak adalah tekanan Gauge + tekanan atmosfer.

Pengertian Tekanan Gauge

Besarnya tekanan Gauge adalah rgh. Kerapatan cairan adalah  dalam manometer dan h selisih ketinggian cairan dalam manometer. Tekanan Gauge merupakan tekanan yang ditunjukkan oleh alat ukur. Dalam hal ini alat  ukurnya adalah manometer terbuka.

Pengertian Tekanan Gauge

Pada manometer pipa terbuka:

Pengertian Tekanan Gauge

Bagaimana jika kita menggunakan barometer tertutup? Barometer adalah alat untuk mengukur tekanan udara luar. Mari kita lihat gambar barometer pipa U untuk mengukur tekanan atmosfer di samping ini.

Pada pipa U barometer tekanan di tabung tertutup adalah nol, sedang tekanan pada ujung pipa terbuka adalah tekanan atmosfer. Besarnya tekanan atmosfer dengan demikian adalah:

Pengertian Tekanan Gauge

Tekanan Hidrostatis

Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan bergantung pada kedalaman cairan di dalam sebuah ruang dan gravitasi juga menentukan tekanan air tersebut.

Hubungan ini dirumuskan sebagai berikut: "P = ρgh" dimana ρ adalah masa jenis cairan, g (10 m/s²) adalah gravitasi, dan h adalah kedalaman cairan. h dihitung dari permukaan air menuju ke kedalaman benda.

tekanan mutlak

 

tekanan keseluruhan pada titik dalam cairan; tekanan yang sama dengan jumlah tekanan sukat dan tekanan atmosfer setempat