Pemisahan material merupakan masalah yang melekat pada sebagian besar teknologi penyimpanan. Seiring meningkatnya permintaan akan produk berkualitas tinggi, masalah isolasi stok menjadi lebih serius.
Seperti yang kita ketahui, konveyor tumpukan radial teleskopik adalah solusi paling efisien untuk pemisahan tumpukan. Konveyor ini dapat membuat inventaris berlapis-lapis, setiap lapisan terdiri dari sejumlah bahan. Untuk membuat inventaris dengan cara ini, konveyor harus berjalan hampir terus-menerus. Sementara pergerakan konveyor teleskopik harus dikontrol secara manual, otomatisasi sejauh ini merupakan metode kontrol yang paling efisien.
Konveyor yang dapat ditarik otomatis dapat diprogram untuk membuat inventaris khusus dalam berbagai ukuran, bentuk, dan konfigurasi. Fleksibilitas yang hampir tak terbatas ini dapat meningkatkan efisiensi operasional secara keseluruhan dan menghasilkan produk dengan kualitas lebih tinggi.
Kontraktor menghabiskan jutaan dolar setiap tahun untuk memproduksi produk agregat untuk berbagai macam aplikasi. Aplikasi yang paling populer meliputi bahan dasar, aspal, dan beton.
Proses pembuatan produk untuk aplikasi ini rumit dan mahal. Spesifikasi dan toleransi yang lebih ketat berarti bahwa pentingnya kualitas produk menjadi semakin penting.
Akhirnya, material dikeluarkan dari tumpukan stok dan diangkut ke lokasi di mana ia akan dimasukkan ke dalam tanah dasar, aspal atau beton.
Peralatan yang dibutuhkan untuk pengupasan, peledakan, penghancuran, dan penyaringan sangat mahal. Namun, peralatan canggih dapat secara konsisten memproduksi agregat sesuai spesifikasi. Persediaan mungkin tampak seperti bagian sepele dari manufaktur terpadu, tetapi jika dilakukan dengan tidak benar, hal itu dapat mengakibatkan produk yang sepenuhnya sesuai dengan spesifikasi tidak memenuhi spesifikasi. Ini berarti bahwa menggunakan metode penyimpanan yang salah dapat mengakibatkan hilangnya sebagian biaya untuk menciptakan produk yang berkualitas.
Meskipun menempatkan produk dalam inventaris dapat membahayakan kualitasnya, inventaris merupakan bagian penting dari keseluruhan proses produksi. Ini adalah metode penyimpanan yang memastikan ketersediaan material. Laju produksi sering kali berbeda dari laju produk yang dibutuhkan untuk aplikasi tertentu, dan inventaris membantu menutupi selisih tersebut.
Persediaan juga memberi kontraktor ruang penyimpanan yang cukup untuk merespons permintaan pasar yang berfluktuasi secara efektif. Karena manfaat yang diberikan oleh penyimpanan, penyimpanan akan selalu menjadi bagian penting dari keseluruhan proses produksi. Oleh karena itu, produsen harus terus meningkatkan teknologi penyimpanan mereka untuk mengurangi risiko yang terkait dengan penyimpanan.
Topik utama artikel ini adalah isolasi. Segregasi didefinisikan sebagai "pemisahan material menurut ukuran partikel". Berbagai aplikasi agregat memerlukan mutu material yang sangat spesifik dan seragam. Segregasi menyebabkan perbedaan yang berlebihan dalam jenis produk.
Pemisahan dapat terjadi hampir di mana saja dalam proses pembuatan agregat setelah produk dihancurkan, disaring, dan dicampur dengan gradasi yang tepat.
Tempat pertama terjadinya pemilahan adalah di inventaris (lihat Gambar 1). Setelah material ditempatkan di inventaris, material tersebut pada akhirnya akan didaur ulang dan dikirim ke lokasi tempat material tersebut akan digunakan.
Tempat kedua terjadinya pemisahan adalah selama pemrosesan dan pengangkutan. Setelah sampai di lokasi pabrik aspal atau beton, agregat ditempatkan dalam hopper dan/atau tempat penyimpanan tempat produk diambil dan digunakan.
Pemisahan juga terjadi saat mengisi dan mengosongkan silo dan silo. Pemisahan juga dapat terjadi selama penerapan campuran akhir ke jalan atau permukaan lain setelah agregat dicampur ke dalam campuran aspal atau beton.
Agregat homogen sangat penting untuk produksi aspal atau beton berkualitas tinggi. Fluktuasi gradasi agregat yang dapat dipisahkan membuat mustahil untuk memperoleh aspal atau beton yang dapat diterima.
Partikel yang lebih kecil dengan berat tertentu memiliki luas permukaan total yang lebih besar daripada partikel yang lebih besar dengan berat yang sama. Hal ini menimbulkan masalah saat menggabungkan agregat menjadi campuran aspal atau beton. Jika persentase partikel halus dalam agregat terlalu tinggi, akan terjadi kekurangan mortar atau bitumen dan campuran akan terlalu kental. Jika persentase partikel kasar dalam agregat terlalu tinggi, akan terjadi kelebihan mortar atau bitumen, dan konsistensi campuran akan terlalu encer. Jalan yang dibangun dari agregat yang dipisahkan memiliki integritas struktural yang buruk dan pada akhirnya akan memiliki harapan hidup yang lebih rendah daripada jalan yang dibangun dari produk yang dipisahkan dengan benar.
Banyak faktor yang menyebabkan pemisahan stok. Karena sebagian besar inventaris dibuat menggunakan ban berjalan, penting untuk memahami dampak inheren ban berjalan terhadap penyortiran material.
Saat sabuk memindahkan material di atas sabuk konveyor, sabuk sedikit memantul saat bergulir di atas katrol penggerak. Hal ini disebabkan oleh sedikit kelonggaran di sabuk di antara setiap katrol penggerak. Pergerakan ini menyebabkan partikel yang lebih kecil mengendap di bagian bawah penampang material. Tumpang tindih butiran kasar membuat butiran tersebut tetap berada di atas.
Begitu material mencapai roda pembuangan sabuk konveyor, material tersebut sudah terpisah sebagian dari material yang lebih besar di bagian atas dan material yang lebih kecil di bagian bawah. Ketika material mulai bergerak sepanjang lengkungan roda pembuangan, partikel bagian atas (luar) bergerak dengan kecepatan lebih tinggi daripada partikel bagian bawah (dalam). Perbedaan kecepatan ini kemudian menyebabkan partikel yang lebih besar menjauh dari konveyor sebelum jatuh ke tumpukan, sedangkan partikel yang lebih kecil jatuh di samping konveyor.
Selain itu, partikel-partikel kecil cenderung menempel pada sabuk konveyor dan tidak dibuang hingga sabuk konveyor terus berputar pada roda pembuangan. Hal ini mengakibatkan partikel-partikel halus bergerak kembali ke bagian depan tumpukan.
Saat material jatuh ke tumpukan, partikel yang lebih besar memiliki momentum maju yang lebih besar daripada partikel yang lebih kecil. Hal ini menyebabkan material kasar terus bergerak turun lebih mudah daripada material halus. Material apa pun, besar atau kecil, yang mengalir ke sisi tumpukan disebut tumpahan.
Tumpahan merupakan salah satu penyebab utama pemisahan stok dan harus dihindari sebisa mungkin. Saat tumpahan mulai menggelinding menuruni lereng timbunan, partikel yang lebih besar cenderung menggelinding menuruni seluruh lereng, sementara material yang lebih halus cenderung mengendap di sisi timbunan. Akibatnya, saat tumpahan bergerak menuruni sisi tumpukan, semakin sedikit partikel halus yang tersisa di material yang mengepul.
Saat material mencapai tepi bawah atau ujung tumpukan, material tersebut sebagian besar terdiri dari partikel yang lebih besar. Tumpahan menyebabkan pemisahan yang signifikan, yang terlihat di bagian stok. Ujung luar tumpukan terdiri dari material yang lebih kasar, sedangkan tumpukan bagian dalam dan atas terdiri dari material yang lebih halus.
Bentuk partikel juga berkontribusi terhadap efek samping. Partikel yang halus atau bulat lebih mungkin menggelinding menuruni lereng tumpukan daripada partikel halus, yang biasanya berbentuk persegi. Melebihi batas juga dapat menyebabkan kerusakan pada material. Ketika partikel menggelinding menuruni satu sisi tumpukan, partikel tersebut saling bergesekan. Keausan ini akan menyebabkan beberapa partikel terurai menjadi ukuran yang lebih kecil.
Angin merupakan alasan lain untuk isolasi. Setelah material meninggalkan sabuk konveyor dan mulai jatuh ke dalam tumpukan, angin memengaruhi lintasan pergerakan partikel dengan ukuran yang berbeda. Angin memiliki pengaruh yang besar pada material yang halus. Hal ini dikarenakan rasio luas permukaan terhadap massa partikel yang lebih kecil lebih besar daripada rasio partikel yang lebih besar.
Kemungkinan terjadinya perpecahan dalam inventaris dapat bervariasi tergantung pada jenis material di gudang. Faktor terpenting dalam kaitannya dengan pemisahan adalah tingkat perubahan ukuran partikel dalam material. Material dengan variasi ukuran partikel yang lebih besar akan memiliki tingkat pemisahan yang lebih tinggi selama penyimpanan. Aturan umum yang berlaku adalah jika rasio ukuran partikel terbesar terhadap ukuran partikel terkecil melebihi 2:1, mungkin ada masalah dengan pemisahan kemasan. Di sisi lain, jika rasio ukuran partikel kurang dari 2:1, pemisahan volume minimal.
Misalnya, material dasar yang mengandung partikel hingga 200 mesh dapat terkelupas selama penyimpanan. Namun, saat menyimpan barang seperti batu yang dicuci, insulasi akan menjadi hal yang sepele. Karena sebagian besar pasir basah, pasir sering kali dapat disimpan tanpa masalah pemisahan. Kelembapan menyebabkan partikel saling menempel, sehingga mencegah pemisahan.
Saat produk disimpan, isolasi terkadang tidak dapat dicegah. Tepi luar tumpukan yang sudah jadi sebagian besar terdiri dari material kasar, sedangkan bagian dalam tumpukan mengandung konsentrasi material halus yang lebih tinggi. Saat mengambil material dari ujung tumpukan tersebut, perlu mengambil sekop dari tempat yang berbeda untuk mencampur material. Jika Anda mengambil material hanya dari bagian depan atau belakang tumpukan, Anda akan mendapatkan semua material kasar atau semua material halus.
Ada juga peluang untuk isolasi tambahan saat memuat truk. Penting agar metode yang digunakan tidak menyebabkan luapan muatan. Muat bagian depan truk terlebih dahulu, lalu bagian belakang, dan terakhir bagian tengah. Ini akan meminimalkan dampak kelebihan muatan di dalam truk.
Pendekatan penanganan pascainventaris berguna, tetapi tujuannya adalah untuk mencegah atau meminimalkan karantina selama pembuatan inventaris. Cara yang bermanfaat untuk mencegah isolasi meliputi:
Bila ditumpuk di truk, tumpukan harus disusun rapi di tumpukan terpisah untuk meminimalkan tumpahan. Material harus ditumpuk bersama-sama menggunakan loader, mengangkat hingga ketinggian penuh bucket dan membuangnya, yang akan mencampur material. Jika loader harus memindahkan dan memecah material, jangan mencoba membuat tumpukan besar.
Membangun inventaris secara berlapis dapat meminimalkan pemisahan. Jenis gudang ini dapat dibangun dengan buldoser. Jika material dikirim ke tempat penimbunan, buldoser harus mendorong material ke lapisan miring. Jika tumpukan dibangun dengan sabuk konveyor, buldoser harus mendorong material ke lapisan horizontal. Dalam hal apa pun, harus diperhatikan agar tidak mendorong material melewati tepi tumpukan. Hal ini dapat menyebabkan luapan, yang merupakan salah satu alasan utama terjadinya pemisahan.
Penumpukan dengan buldoser memiliki sejumlah kelemahan. Dua risiko signifikan adalah degradasi dan kontaminasi produk. Peralatan berat yang bekerja terus-menerus pada produk akan memadatkan dan menghancurkan material. Saat menggunakan metode ini, produsen harus berhati-hati untuk tidak merusak produk secara berlebihan dalam upaya untuk mengatasi masalah pemisahan. Tenaga kerja dan peralatan tambahan yang dibutuhkan sering kali membuat metode ini sangat mahal, dan produsen harus menggunakan pemisahan selama pemrosesan.
Konveyor susun radial membantu meminimalkan dampak pemisahan. Saat inventaris terkumpul, konveyor bergerak secara radial ke kiri dan kanan. Saat konveyor bergerak secara radial, ujung tumpukan, yang biasanya berupa material kasar, akan tertutup material halus. Jari-jari depan dan belakang akan tetap kasar, tetapi tumpukan akan lebih tercampur daripada tumpukan kerucut.
Ada hubungan langsung antara ketinggian dan jatuhnya material secara bebas dengan tingkat pemisahan yang terjadi. Seiring dengan bertambahnya ketinggian dan lintasan material yang jatuh mengembang, terjadi pemisahan material halus dan kasar yang semakin meningkat. Jadi, konveyor dengan ketinggian yang bervariasi merupakan cara lain untuk mengurangi pemisahan. Pada tahap awal, konveyor harus berada pada posisi terendah. Jarak ke katrol kepala harus selalu sependek mungkin.
Jatuh bebas dari sabuk konveyor ke tumpukan adalah alasan lain terjadinya pemisahan. Tangga batu meminimalkan pemisahan dengan menghilangkan material yang jatuh bebas. Tangga batu adalah struktur yang memungkinkan material mengalir menuruni anak tangga ke tumpukan. Tangga batu efektif tetapi memiliki aplikasi terbatas.
Pemisahan yang disebabkan oleh angin dapat diminimalkan dengan menggunakan saluran teleskopik. Saluran teleskopik pada sheave pelepasan konveyor, yang memanjang dari sheave ke tumpukan, melindungi dari angin dan membatasi dampaknya. Jika dirancang dengan benar, saluran ini juga dapat membatasi jatuhnya material secara bebas.
Seperti yang disebutkan sebelumnya, sudah ada isolasi pada sabuk konveyor sebelum mencapai titik pembuangan. Selain itu, saat material meninggalkan sabuk konveyor, pemisahan lebih lanjut terjadi. Roda dayung dapat dipasang di titik pembuangan untuk mencampur ulang material ini. Roda yang berputar memiliki sayap atau dayung yang melintasi dan mencampur jalur material. Ini akan meminimalkan pemisahan, tetapi degradasi material mungkin tidak dapat diterima.
Pemisahan dapat menimbulkan biaya yang signifikan. Persediaan yang tidak memenuhi spesifikasi dapat mengakibatkan denda atau penolakan seluruh persediaan. Jika material yang tidak sesuai dikirim ke lokasi kerja, denda dapat melebihi $0,75 per ton. Biaya tenaga kerja dan peralatan untuk merehabilitasi tumpukan berkualitas buruk sering kali mahal. Biaya per jam untuk membangun gudang dengan buldoser dan operator lebih tinggi daripada biaya konveyor teleskopik otomatis, dan material dapat terurai atau terkontaminasi untuk mempertahankan penyortiran yang tepat. Hal ini mengurangi nilai produk. Selain itu, ketika peralatan seperti buldoser digunakan untuk tugas nonproduksi, ada biaya peluang yang terkait dengan penggunaan peralatan tersebut ketika dikapitalisasi untuk tugas produksi.
Pendekatan lain dapat diambil untuk meminimalkan dampak isolasi saat membuat inventaris dalam aplikasi yang dapat menimbulkan masalah isolasi. Ini termasuk penumpukan berlapis-lapis, di mana setiap lapisan terdiri dari serangkaian tumpukan.
Pada bagian tumpukan, setiap tumpukan ditampilkan sebagai tumpukan mini. Pemecahan masih terjadi pada setiap tumpukan individual karena efek yang sama yang dibahas sebelumnya. Namun, pola isolasi lebih sering diulang di seluruh penampang tumpukan. Tumpukan seperti itu dikatakan memiliki "resolusi pemisahan" yang lebih besar karena pola gradien diskret lebih sering diulang pada interval yang lebih kecil.
Saat memproses tumpukan dengan front loader, tidak perlu mencampur bahan, karena satu sekop mencakup beberapa tumpukan. Saat tumpukan dipulihkan, lapisan-lapisan individual terlihat jelas (lihat Gambar 2).
Tumpukan dapat dibuat menggunakan berbagai metode penyimpanan. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan sistem konveyor jembatan dan pembuangan, meskipun opsi ini hanya cocok untuk aplikasi stasioner. Kerugian signifikan dari sistem konveyor stasioner adalah tingginya biasanya tetap, yang dapat menyebabkan pemisahan angin seperti yang dijelaskan di atas.
Metode lain adalah dengan menggunakan konveyor teleskopik. Konveyor teleskopik menyediakan cara yang paling efisien untuk membentuk tumpukan dan sering kali lebih disukai daripada sistem stasioner karena dapat dipindahkan saat dibutuhkan, dan banyak yang benar-benar dirancang untuk dibawa di jalan.
Konveyor teleskopik terdiri dari konveyor (konveyor pelindung) yang dipasang di dalam konveyor luar dengan panjang yang sama. Konveyor ujung dapat bergerak secara linier sepanjang konveyor luar untuk mengubah posisi katrol bongkar muat. Ketinggian roda bongkar muat dan posisi radial konveyor dapat diubah-ubah.
Perubahan triaksial roda bongkar muat sangat penting untuk membuat tumpukan berlapis yang mengatasi segregasi. Sistem kerekan tali biasanya digunakan untuk memperpanjang dan menarik kembali konveyor umpan. Gerakan radial konveyor dapat dilakukan oleh sistem rantai dan sproket atau oleh penggerak planet yang digerakkan secara hidrolik. Ketinggian konveyor biasanya diubah dengan memperpanjang silinder undercarriage teleskopik. Semua gerakan ini harus dikontrol untuk secara otomatis membuat tumpukan berlapis-lapis.
Konveyor teleskopik memiliki mekanisme untuk membuat tumpukan berlapis-lapis. Meminimalkan kedalaman setiap lapisan akan membantu membatasi pemisahan. Ini mengharuskan konveyor untuk terus bergerak saat inventaris menumpuk. Kebutuhan akan pergerakan yang konstan membuat konveyor teleskopik perlu diotomatisasi. Ada beberapa metode otomatisasi yang berbeda, beberapa di antaranya lebih murah tetapi memiliki keterbatasan yang signifikan, sementara yang lain sepenuhnya dapat diprogram dan menawarkan lebih banyak fleksibilitas dalam pembuatan inventaris.
Saat konveyor mulai mengumpulkan material, ia bergerak secara radial saat mengangkut material. Konveyor bergerak hingga sakelar pembatas yang dipasang pada poros konveyor dipicu di sepanjang lintasan radialnya. Pemicu ditempatkan tergantung pada panjang busur yang diinginkan operator untuk menggerakkan sabuk konveyor. Pada saat ini, konveyor akan memanjang ke jarak yang telah ditentukan dan mulai bergerak ke arah lain. Proses ini berlanjut hingga konveyor pengikat diperpanjang hingga ekstensi maksimumnya dan lapisan pertama selesai.
Saat tingkat kedua dibangun, ujungnya mulai menarik kembali dari ekstensi maksimumnya, bergerak secara radial dan menarik kembali pada batas lengkung. Bangun lapisan-lapisan hingga sakelar kemiringan yang dipasang pada roda penyangga diaktifkan oleh tumpukan.
Konveyor akan bergerak ke jarak yang ditentukan dan memulai pengangkatan kedua. Setiap pengangkat dapat terdiri dari beberapa lapisan, tergantung pada kecepatan material. Pengangkatan kedua serupa dengan yang pertama, dan seterusnya hingga seluruh tumpukan selesai dibangun. Sebagian besar tumpukan yang dihasilkan dipisahkan, tetapi ada luapan di tepi setiap tumpukan. Hal ini karena sabuk konveyor tidak dapat secara otomatis menyesuaikan posisi sakelar batas atau objek yang digunakan untuk mengaktifkannya. Sakelar batas tarik harus disesuaikan sehingga luapan tidak mengubur poros konveyor.