Di pabrik semen, panas dari penggilingan bisa mengubah kimia semen. Solusinya: water injection ultra‑murni dan grinding aids untuk memangkas panas dari sumbernya.
Hampir semua energi listrik di ball mill atau VRM (vertical roller mill, penggilingan dengan meja dan rol vertikal) berubah menjadi panas. Jika tak dikendalikan, suhu tinggi dapat mendehidrasi gipsum dan mengubah kimia semen—menjatuhkan kualitas produk akhir [christianpfeiffer.com] [ftr.com.tr]. Karena itu, industri memasang sistem water injection (semprotan air untuk pendinginan evaporatif) yang menurunkan suhu produk saat melintas di dalam mill [christianpfeiffer.com].
Pemasok peralatan menyebut water injection sebagai “cara termudah dan paling efektif” untuk mengendalikan temperatur outlet, dengan nozzle yang ditempatkan di inlet, outlet, atau intermediate diaphragm [christianpfeiffer.com] [magotteaux.com]. Targetnya ketat: outlet sekitar ≈90–120 °C agar gipsum tetap stabil; di atas ~125 °C gipsum mulai terdehidrasi dan karakter semen berubah, sedangkan di bawah ~90 °C produk terlalu basah dan lengket [ftr.com.tr].
Daur Ulang Air Limbah Tekstil Menuju Zero Liquid Discharge (ZLD
Parameter suhu dan titik kendali
Secara kuantitatif, debit injeksi relatif kecil—sekitar 1–3% dari massa umpan segar. Pedoman proses (untuk multi‑chamber mill) menyarankan batas total ~3% dari umpan, misalnya ~1% di chamber pertama dan 2% di chamber kedua, untuk menghindari over‑saturation [scribd.com]. Sistem seperti MillCool dirancang menjaga suhu outlet pada set‑point otomatis [magotteaux.com].
Dalam satu desain studi kasus, laju semprot yang dibutuhkan dihitung sekitar 2.100 L/jam untuk menahan suhu mill di bawah 115 °C [pdfcoffee.com]. Pendinginan evaporatif juga menyusutkan volume gas panas yang keluar dari mill, sehingga menurunkan beban pada ID fan (induced draft fan) dan dust collector di hilir [worldcement.com].
Air injeksi: hanya yang ultra‑murni
Praktik pabrik menuntut hanya air deionized/demineralized (air yang sudah dihilangkan ion terlarutnya) untuk injeksi, agar tidak menambah garam/ion yang mengganggu performa semen. Prinsipnya sederhana: kontaminan di air semprot akan masuk ke matriks semen; bahkan jejak klorida atau sulfat pada air pencampur dapat memicu fase merugikan (mis. ettringite/kompleks klorida) atau mempercepat korosi baja. Standar air adukan beton ASTM C1602 (standar kualitas air pencampur beton) membatasi klorida, sulfat, alkali, dan total padatan terlarut/TDS [m.wje.com], dan rujukan lain menyebut klorida pada air pencampur tidak boleh melebihi ~0,3–1,0% dari massa semen pada beton bertulang biasa (jauh lebih rendah pada beton prategang) [globalspec.com]. Secara analogi, air semprot diproses hingga konduktivitas sangat rendah dan ion logam berat praktis nol.
Di Indonesia, pabrik semen lazim memakai reverse osmosis/RO atau demineralisasi untuk menghasilkan air proses dengan TDS <500 mg/L (dan biasanya jauh lebih rendah dari 100 mg/L) untuk kebutuhan kritis [ro.scribd.com]. Contohnya, pabrik Holcim di Cilacap memfiltrasi air sungai dan air laut lewat RO; air segar hasilnya (yield sekitar 40%) memiliki TDS <500 ppm dan dipakai untuk pendinginan proses hingga kebutuhan air minum [ro.scribd.com]. Implementasi RO air payau dapat dirujuk pada solusi brackish-water RO.
Untuk sumber air laut industri/pembangkit, pemilihan sea‑water RO relevan dengan praktik penyediaan air ultra‑bersih. Jika jalurnya demineralisasi, sistem demineralizer (penukar ion kation/anion) menjadi langkah inti untuk menyiapkan air injeksi sesuai mutu proses. Intinya, hanya air berkemurnian tinggi yang layak disemprotkan ke mill—bahkan jejak impuritas (klorida, sulfat, logam berat, dsb.) dapat menurunkan kekuatan semen secara terukur; studi menunjukkan air pencampur asin dapat menurunkan kuat tekan beton 10–30% bergantung kadar garamnya [pdfyar.com], sehingga air injeksi harus memenuhi—bahkan melampaui—standar kualitas air minum.
Pasokan pun direncanakan aman. Indocement menegaskan pabrik barunya (Pati, Jawa) justru menambah cadangan air lokal: lebih dari 600.000 m³/tahun lewat reservoir dan penampungan banjir (total kapasitas ~2,1 juta m³), memastikan kebutuhan air berkualitas tinggi untuk injeksi dan proses terpenuhi tanpa menguras air masyarakat [kalbar.antaranews.com].
MBBR vs CAS untuk Limbah Tekstil: Efisiensi COD, Warna, dan Biaya Operasional
Grinding aids dan pengurangan panas proses
Grinding aids/GA (bahan tambahan kimia yang disemprotkan ke umpan klinker) menurunkan temperatur secara tidak langsung dengan meningkatkan efisiensi penggilingan. Molekul organik polar—seperti amines dan glycols—teradsorpsi di permukaan partikel segar untuk menetralkan muatan elektrostatik dan mencegah aglomerasi [nbmcw.com]. Dampaknya: mill dapat berjalan pada circulating load dan throughput lebih tinggi dengan daya sama, sehingga tiap ton menghabiskan waktu tinggal (residence time) lebih singkat—panas total yang terbangun pun lebih kecil.
Secara praktik, GA bisa mendongkrak output dua digit; satu sumber industri melaporkan kenaikan produksi “hingga 25%” dengan GA yang tepat [khm.sika.com]. Pada VRM, formulasi GA khusus menunjukkan uji kasus di mana pabrik berjalan dengan kapasitas lebih tinggi, vibrasi lebih rendah, dan penurunan pressure drop classifier/ΔP_mill (penurunan tekanan di lintasan mill) [globalcement.com] [globalcement.com]. Pada uji itu, semen berkehalusan ~4.100 cm²/g Blaine menunjukkan penurunan kebutuhan water injection dan vibrasi yang “remarkable” setelah GA baru didosis [globalcement.com].
Uji lab dan pabrik menguatkan efek dosis kecil. Satu laporan mencatat penambahan hanya 0,5% GA (berdasar bobot klinker) menghasilkan peningkatan efisiensi yang “remarkable” pada pilot mill [nbmcw.com]. Dalam uji lain (Dietrich 2018), sirkuit VRM termodifikasi dengan GA menunjukkan penurunan konsumsi energi spesifik dan ΔP_mill [globalcement.com]. Tabel 3 pada studi itu merangkum efeknya: dibandingkan uji tanpa aditif, penggunaan GA memberi produksi lebih tinggi, kebutuhan air tambahan yang lebih rendah, dan daya mill yang lebih kecil [globalcement.com]. Sika juga mencatat GA meningkatkan fluiditas serbuk dan efisiensi separator—memotong beban sirkulasi dan friksi internal [khm.sika.com].
Implikasinya jelas: investasi pada GA berkinerja tinggi bisa menurunkan ketergantungan pada water injection—bahkan dapat mengeliminasi semprotan pada sebagian sirkuit [khm.sika.com] [globalcement.com]. Dalam konteks Indonesia, hal ini berarti mutu produk lebih baik sekaligus penghematan pada pemrosesan air; misalnya, semen Indonesia tipikal mensyaratkan klorida <800 mg/L pada semen akhir demi durabilitas, sehingga meminimalkan asupan klorida lewat injeksi membantu kepatuhan tanpa desikan berbiaya tinggi [globalspec.com].
Alasan Semen Tidak Boleh Lembap: Pengenalan Strategi Silo Kedap Udara dan Tekan Kering
Rangkuman hasil kunci dan dasar bisnis
Water injection memungkinkan kontrol presisi suhu outlet mill (mis. 90–120 °C) dan menjaga integritas klinker/gipsum, tetapi hanya efektif bila airnya ultra‑murni. Sebaliknya, grinding aids meningkatkan output 10–25%, menurunkan energi dan waktu tinggal—yang pada gilirannya menahan temperatur dan mengurangi kebutuhan semprotan [khm.sika.com] [globalcement.com]. Literatur teknis dan studi kasus pemasok/producer—mulai dari detail sistem injeksi [christianpfeiffer.com] hingga uji VRM dengan GA [globalcement.com]—menopang kasus bisnis gabungan: semprotan air berkualitas tinggi seminimal mungkin + GA terarah untuk memaksimalkan throughput sekaligus meminimalkan risiko termal dan biaya operasi.
