Penggilingan bahan baku menyedot ≈25–35 kWh/ton; grinding aid kimia menekan aglomerasi, mendorong throughput, dan memangkas energi spesifik 5–15% di pabrik.
Industri semen lapar energi—sekitar ≈110–130 kWh listrik per ton semen, menurut NBM&CW dan kajian akademik (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Sekitar seperempatnya—≈25–35 kWh/t—terbakar di penggilingan raw (batu kapur/lempung) NBM&CW; ResearchGate. Pada skala ini, penghematan kecil sekalipun mengubah neraca biaya.
Solusi yang kerap dipakai pabrik: chemical grinding aids (GA)—bahan tambahan organik seperti amina dan glikol—yang menurunkan energi permukaan partikel dan menghambat re‑aglomerasi, sehingga lebih banyak “permukaan patahan baru” terbentuk pada energi yang sama (NBM&CW; NBM&CW). Dengan “menetralkan” muatan permukaan partikel yang baru diremuk, GA mencegah powder coating pada media/liner, mengubah tenaga motor menjadi kerja pemecahan batu—bukan sekadar pemanasan/polishing (NBM&CW; Sika).
Baca juga: Low-NOx burner vs SNCR: Duel Kendali Emisi di Kiln Semen
Peta konsumsi energi penggilingan raw
Satu studi melaporkan specific energy consumption/SEC (kWh per ton bahan, disingkat kWh/t) raw mill ≈25,5 kWh/t ResearchGate. Survei lini di Tiongkok menemukan rata‑rata energi raw mill ≈25,2 kWh/t (2014–2019) MDPI. Menekan SEC 0,5 kWh/t saja, pada kapasitas jutaan ton, terasa nyata di tagihan listrik dan jejak karbon.
Dampak throughput dan kWh/t di pabrik
Uji pabrik secara luas menunjukkan lonjakan output “beberapa persen hingga beberapa puluh persen” ketika GA ditambahkan, diikuti penurunan energi per ton. Pada sirkuit ball mill, dosis ≈0,02–0,05% (berat terhadap umpan) lazimnya menurunkan power draw 5–12% dan menaikkan output 3–10% CementL. Di vertical roller mill/VRM (penggiling rol vertikal, intrinsik lebih hemat listrik), penurunan kWh lebih kecil ≈3–8% namun throughput kerap terdongkrak “hingga 5–15%” CementL. Produk Sika mencatat produktivitas cement mill bisa naik “hingga 25%” bila formulasi GA tepat Sika.
Contoh uji VRM pilot: penambahan beberapa kandidat GA menaikkan laju umpan klinker dari 123 menjadi ≈150 kg/jam (~+22%) dan meningkatkan specific surface produk dari 340 menjadi ≈388 m²/kg, sembari menurunkan getaran mill drastis (≈8,6 → 2,6 mm/s) Sika. Pada uji yang sama, indeks “pack‑set” (derajat pemadatan bed) turun dari ≈23 menjadi ≈2—jauh lebih sedikit clogging Sika.
Eksperimen laboratorium menunjukkan potensi besar: dosis 0,06% GA berbasis amina atau glikol menghasilkan fineness 16–72% lebih tinggi per satuan waktu dibanding blanko ResearchGate. Uji bangku juga menemukan penambahan ≈350–460 g GA/ton (≈0,035–0,046%) menurunkan SEC penggilingan semen dari ≈27,9 menjadi ≈24,4 kWh/t (≈10–12% turun) pada kondisi tetap ResearchGate. Menariknya, uji skala kecil cenderung meremehkan efek skala: perbandingan mill 50 L dengan pilot 90 t/jam sirkuit tertutup menunjukkan penurunan SEC oleh GA kira‑kira dua kali lebih besar di skala industri ResearchGate.
Ringkasnya, banyak laporan pabrik mendapati penghematan energi ~5–15% dan kenaikan output serupa pada dosis ≈0,02–0,05% CementL, sementara formulasi khusus mampu mendorong throughput ~20–25% Sika; Sika. Secara praktis, menurunkan SEC raw mill dari ≈25,5 menjadi ≈23 kWh/t menghemat ≈2,5 kWh/t (~10%) sembari menghasilkan 10–20% lebih banyak raw meal per jam. Catatan: menghemat ≈0,5 kWh/t pun signifikan pada skala pabrik.
Mekanisme permukaan dan stabilisasi bed
GA bekerja terutama lewat efek permukaan: molekulnya mengadsorpsi pada permukaan mineral baru dan mendispersi partikel halus, sehingga gaya adhesi antar‑partikel/partikel‑dinding menurun. Di VRM, gesekan antar‑partikel yang berkurang membuat grinding bed lebih permeabel dan terfluidisasi; GA “menstabilisasi” bed dan memfasilitasi de‑aerasi, memungkinkan throughput lebih tinggi pada ΔP (pressure drop) dan getaran lebih rendah Sika. Sinyal manfaat muncul cepat: Sika mencatat 10–20 menit setelah dosing di VRM, gejala ΔP dan kebisingan berlebih cepat hilang Sika.
Di ball mill (waktu tinggal panjang), GA terutama mencegah pelapisan fines di bola, menjaga laju giling saat fineness naik NBM&CW. Beberapa GA juga memberi efek samping positif pada mutu semen: meningkatnya luas permukaan hidrasi dapat memperbaiki kekuatan awal dan mempercepat setting—meski tujuan utama tetap laju giling, dan dampak mutu wajib diverifikasi uji standar NBM&CW.
Pemilihan aditif berbasis bahan baku
Setiap pabrik unik—komposisi raw mix (kekerasan batu kapur, kadar lempung, kelembapan) dan konfigurasi peralatan berbeda—sehingga tidak ada satu GA yang optimal universal Sika Indonesia. Praktiknya dimulai di lab: saring beberapa kimia GA unggulan (amina larut air, glycol ethers, polyglycol esters, sulfonates, dll.) pada mill kecil menggunakan umpan aktual, lalu nilai pengaruhnya pada throughput dan fineness untuk energi/waktu tertentu NBM&CW. Kandidat terbaik kemudian diuji di pilot/side‑stream pabrik.
Rentang dosis efektif dan metode injeksi
Dosis efektif GA sangat rendah: sumber menyebut 0,01–0,15% (berat/umpan) ResearchGate; CementL. Uji yang sukses umumnya berada di kisaran 0,02–0,05% (≈200–500 g/ton) CementL; ResearchGate. Ada catatan vendor yang menunjukkan efektivitas hingga dosis 0,5% NBM&CW; NBM&CW, tetapi melampaui ≈0,1% umumnya memunculkan diminishing returns atau isu mutu—karena itu titik awal yang disarankan berada di sisi bawah rentang.
GA umumnya diinjeksikan dalam bentuk cair dengan disemprotkan/diteteskan ke bahan baku sebelum masuk mill (misalnya di belt umpan atau bucket elevator) CemMate. Suhu umpan perlu dijaga tidak terlalu tinggi (panduan menyarankan <80 °C) agar komponen organik tidak menguap CemMate. Pengukuran dosis menuntut pompa yang presisi—contohnya dosing pump dengan akurasi chemical dosing—dengan kalibrasi debit memakai rumus: Qv = (M × q × 1000) / (ρ × 60), di mana Qv adalah laju pompa (mL/menit), M laju umpan mill (t/jam), q dosis target (%), dan ρ densitas aditif (g/cm³) CemMate. Pabrik besar sering menggunakan loss‑in‑weight feeder untuk dosing kontinu (error kontrol <0,1%) CementL; operasi kecil dapat memakai pompa batch bertimer. Kestabilan dosis adalah kunci.
Alasan Semen Tidak Boleh Lembap: Pengenalan Strategi Silo Kedap Udara dan Tekan Kering
Penalaan operasi dan metrik pemantauan
Awal uji GA: tahan variabel operasi lain. Jalankan mill ke fineness atau ΔP target dan tunggu steady‑state (di VRM efek terlihat dalam ~15 menit) Sika. Observasi tipikal: ΔP dan getaran turun, feed rate naik. Selanjutnya, atur kecepatan separator dan ventilasi perlahan agar mutu produk konsisten baseline; catat power draw dan throughput baru, lalu tingkatkan dosis bertahap (+0,01–0,02%) hingga manfaat mentok atau muncul isu fines/pack‑set.
Parameter yang perlu dipantau: throughput (t/jam) pada daya mill tetap (atau fineness tetap); SEC (kWh/t)—idealnya turun untuk output yang sama, atau output naik pada kWh tetap; fineness (sieve/Blaine) tetap sesuai spesifikasi—catatan, GA sering menaikkan Blaine sehingga bisa “menyamarkan” penghematan energi jika target fineness ikut dinaikkan; parameter internal mill: ΔP VRM, arus mill dan motor, getaran, indeks pack‑set. GA yang berhasil biasanya meningkatkan ΔP pada fase awal (sirkulasi fines internal lebih tinggi) tetapi setelah kontrol stabil, operasi bisa dipertahankan pada ΔP lebih rendah dengan fineness sama Sika. Getaran idealnya turun (sebagaimana data Sika) Sika. Uji mutu semen (waktu ikat, kekuatan tekan) wajib: sebagian GA meningkatkan kekuatan awal sedikit, namun verifikasi tetap perlu NBM&CW.
Aspek keselamatan dan kepatuhan
GA harus aman ditangani dan sesuai regulasi lokal. Di Indonesia, bahan kimia tertentu tergolong B3 bila mudah terbakar atau toksik; selalu rujuk Safety Data Sheet dan gunakan pompa/ventilasi yang sesuai saat dosing. Banyak GA modern mudah terurai hayati dan volatilitasnya rendah, tetapi adduct amina lama bisa volatil—hindari penyemprotan dekat permukaan panas. Tidak ada larangan spesifik terhadap GA semen, namun operasi wajib berada dalam izin emisi/efluen yang berlaku.
Contoh hasil dan ringkasan implementasi
Studi kasus: injeksi ≈0,035% campuran glikol–amina menaikkan output raw mill ≈8–10% sekaligus menurunkan kWh/t ≈6% CementL. Di lokasi lain, 400 g/t GA memberi ≈12% throughput lebih tinggi dan ≈9% pengurangan energi CementL. Uji Sika di VRM kecil menunjukkan dosis 0,5% menaikkan throughput 20–25% dengan penurunan getaran ~70% Sika. Dalam semua kasus, dosis optimum berada jauh di bawah 0,1%—umumnya beberapa ratus gram per ton.
Langkah implementasi untuk manajer produksi: mulai dari uji lab/pilot pada raw mix aktual pada energi atau fineness konstan untuk mengidentifikasi formulasi dengan kurva grind‑rate vs dosis paling curam ResearchGate; lanjutkan uji pabrik di kisaran 0,02–0,05% dengan kalibrasi pompa sesuai rumus dosing CemMate; amati perubahan throughput, arus motor, ΔP, Blaine; optimalkan dosis bertahap hingga manfaat plateau (melampaui 0,1–0,2% jarang membantu) ResearchGate. Targetkan kasus penghematan yang jelas—misalnya mempertahankan aliran dan fineness awal dengan kWh/t turun 5–10%—serta pantau kekuatan tekan/waktu ikat untuk menjaga standar mutu.
Daur Ulang Air Limbah Tekstil Menuju Zero Liquid Discharge (ZLD
Hitung manfaat ekonomi: biaya aditif vs listrik yang dihemat (serta kenaikan produksi klinker). Banyak pabrik melaporkan payback dalam hitungan minggu/bulan. Dokumentasikan merek GA, dosis, titik injeksi, dan hasil ukur untuk optimasi yang repeatable.
Pengalaman industri konsisten: formulasi yang tepat pada dosis yang tepat dapat menaikkan output mill ≈10–25% dan memangkas pemakaian energi ≈5–15%† Sika; CementL. Tren ini kian relevan bagi produsen semen Indonesia dan global yang memburu operasi rendah karbon dan lebih efisien.
Sumber: rangkuman literatur dan data industri NBM&CW; pmc.ncbi.nlm.nih.gov; MDPI; Sika; CementL dan laporan uji pilot Sika. Semua angka di atas merujuk langsung ke sumber tersebut.
