Furnace Laboratorium : Sistem dan Cara Perawatannya
Furnace atau tanur adalah instrumen pemanas dengan suhu tinggi yang diaplikasikan untuk beragam kebutuhan, baik untuk kebutuhan uji laboratorium maupun untuk proses manufaktur. Umumnya Alat Furnace memiliki range suhu yang dapat mencapai 1000oC atau lebih, yang mana range ini disesuaikan dengan kebutuhan yang dituju. Secara garis besar, alat furnace digunakan untuk membakar, mengabukan, melelehkan suatu material. Dalam kasus tertentu, alat furnace juga diperuntukkan untuk proses kalsinasi (calcination), proses annealing, proses curing, reaksi pirolisis dan lainnya. Artikel ini akan fokus untuk membahas berbagai tipe furnace laboratorium yang disertai prinsip kerja dan cara maintenancenya.
Furnace laboratorium adalah tanur yang diperuntukkan untuk kebutuhan laboratorium. Dahulu, furnace terbuat dari tungku api dan dioperasikan secara manual. Namun seiring berjalannya waktu dan improvisasi yang terus dilakukan, instrumen furnace laboratorium kini menggunakan listrik sebagai sumber arus listriknya sehingga sering juga dikenal sebagai tanur listrik. Bahkan telah tersedia Alat furnace yang telah dibekali dengan kontrol suhu pada controller dengan display digital baik menggunakan tombol maupun dengan layar sentuh (touch screen). Alat ini bekerja dengan prinsip pengubahan energi listrik menjadi energi panas yang ditransfer ke sampel yang berada dalam chamber terisolasi melalui sirkulasi udara panas.
Sistem pada Alat Furnace
Dalam hal ini, ketika alat furnace telah dinyalakan dan diatur temperatur targetnya, maka sistem akan mengaktifkan elemen pemanas yang berada di sisi samping chamber. Panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas ini kemudian mengalir dalam chamber dan tersirkulasi secara natural dalam chamber. Dalam chamber, terdapat sensor termokopel (thermocouple) yang berfungsi untuk monitoring suhu dalam chamber. Sensor ini terkoneksi langsung dengan PID controller yang memungkinkan controller untuk melakukan adjustment terhadap intensitas elemen pemanas. Adanya lapisan isolasi dalam chamber dan batu api pada pintu furnace mendukung terakumulasinya panas dalam chamber dengan optimum dan dikontrol oleh sistem.
Thermocouple dalam chamber analisis membantu memantau stabilitas suhu aktual dalam chamber dan terhubung langsung dengan Controller. Jika suhu chamber melewati batas toleransi, maka controller akan memberikan sinyal sehingga intensitas elemen pemanas akan disesuaikan untuk mencapai suhu yang ditargetkan. Sebagai hasilnya, suhu panas yang dihasilkan stabil dan teralirkan dalam sampel dengan optimal sehingga hasil pemanasan dan/atau pengabuan optimal. Di sisi lain, Alat Furnace biasanya juga dilengkapi dengan timer untuk menahan suhu target dalam kurun waktu tertentu. Biasanya Alat furnace telah dibekali dengan alarm yang dapat mendukung keselamatan user yang menggunakan Alat. Dengan begitu, pengujian yang dilakukan akan berlangsung dengan optimal dan efisien. Berbagai bagian - bagian furnace yang telah dijelaskan ini ditunjukkan pada Gambar 1.
Tipe - tipe Furnace Laboratorium
1.Muffle Furnace
Gambar 4. Tampilan Salah Satu Tipe Alat Tube Furnace
Cara Perawatan Furnace Laboratorium
Perawatan yang dibutuhkan untuk setiap jenis furnace laboratorium pastinya berbeda- beda. Hal ini bergantung pada jenis furnace-nya. Namun secara garis besar, untuk menjaga agar instrumen furnace tetap dalam kinerja optimalnya, user dapat melakukan langkah - langkah berikut :
-
Sebelum instalasi dilakukan, biarkan Alat Furnace berada pada tempat instalasi selama kurang lebih semalam agar alat menyesuaikan suhu dan kelembaban ambien ruangan;
-
Instalasi exhaust system sangat direkomendasikan sebagai jalur pembuang panas yang dirilis oleh furnace.
-
Lakukan pre-heating terhadap Alat Furnace sebelum Alat furnace diaplikasikan pada sampel. Suhu dan durasi preheating dapat disesuaikan dengan yang tercantum pada instruksi manual alat.
-
Meletakkan, mengoperasikan, dan menyimpan Alat Furnace di ruangan dengan keadaan ambien sebagai berikut :
-
Ketinggian tempat tidak melebihi 2000 m dari permukaan laut
-
Area penempatan alat bukan area yang termasuk dalam kategori Ex
-
Alat ditempatkan pada suhu ruang dengan kadar kelembaban disesuaikan dengan yang tercantum pada buku manual alat
-
Hindari penggunaan peralatan yang dapat menggores ataupun meruntuhkan batu api pada furnace.
-
Akan jauh lebih baik jika sampel yang hendak dimasukkan ke dalam furnace sudah dalam keadaan kering. Penggunaan oven beberapa kali direkomendasikan untuk mengeringkan sampel sebelum proses pengabuan. Hal ini ditujukan untuk mencegah terjadinya penurunan efisiensi termal pada furnace yang dapat memicu proses pembakaran tidak sempurna pada chamber furnace.
-
Lakukan verifikasi dan kalibrasi, bahkan uji performa untuk memastikan bahwa Alat furnace masih dalam kategori baik.
-
Umumnya pembersihan Alat furnace dapat dilakukan dengan menggunakan lap kering.
-
Khusus untuk tipe furnace bertabung, lakukan pengecekkan terhadap fisik tabung secara berkala. Keropos pada tabung akan membuat aliran gas dan panas di sepanjang selubung tabung menjadi tidak stabil dan dapat mengakibatkan proses sampel tidak berlangsung optimal.
Cara - cara tersebut adalah langkah - langkah yang dapat ditempuh agar furnace laboratorium yang dimiliki dapat beroperasi dalam jangka waktu yang cukup lama. Meskipun begitu, langkah - langkah tersebut harus tetap disesuaikan dengan instruksi yang tertulis dalam buku manual. Dengan demikian, peran analis atau operator yang bersangkutan sangat krusial untuk memilih tipe furnace yang sesuai dengan tujuan aplikasi, mengetahui prinsip kerja alat tersebut hingga melakukan perawatan pada Alat furnace terkait agar operasional laboratorium dapat tetap berjalan sesuai dengan standar.
Referensi :