Aplikasi Sistem Otomasi Pneumatik di Industri Pengolahan Susu

Sistem pneumatik telah menjadi bagian vital dalam industri pengolahan susu. Sistem ini berperan dalam mengatur proses pasteurisasi dan sterilisasi menggunakan suhu tinggi yang berlangsung dengan cepat dan otomatis.

Teknologi pneumatik di industri pengolahan susu berkontribusi dalam menjaga kualitas produksi dari segi rasa, kebersihan dan efisiensi energi.

Sebagai informasi, bahwa kebutuhan susu di Indonesia terus meningkat dari tahun ke tahun. Hal ini juga didorong oleh pertumbuhan penduduk dan program pemerintah seperti makan siang dan susu gratis untuk anak sekolah.

Pada tahun 2024, kebutuhan diperkirakan mencapai 4,2 juta ton dan melonjak menjadi 5,3 juta ton pada 2025, terutama karena program susu gratis. 

Mengutip dari CNBC Indonesia, bahwa Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) memproyeksikan konsumsi susu akan terus melonjak dalam satu dekade ke depan. Potensinya bisa mencapai 5,01 kg per kapita pada 2031 mendatang.

Namun, pertumbuhan kebutuhan susu tidak diimbangi dengan kapasitas produksi di dalam negeri yang hanya mampu menyumbang 19% (837.223 ton) dari total kebutuhan nasional (4,4 juta ton) menurut data dari Badan Pusat Statistik (BPS) pada 2023.

Menyadari betapa besar kebutuhan susu di Indonesia sebagai salah satu sumber pemenuhan nutrisi, tim Bawalaksana.id merasa perlu untuk memperkenalkan teknologi pneumatik yang critical untuk diaplikasikan di industri ini.

Dalam artikel ini kami akan memaparkan kedua poin berikut:

• Manfaat mengaplikasikan sistem otomasi pneumatik pada mesin pemrosesan susu
• Komponen-komponen pneumatik yang digunakan pada mesin pemrosesan susu

Manfaat Menggunakan Sistem Otomasi Pneumatik di Pabrik Pengolahan Susu Sapi

Dalam industri susu, khususnya untuk produk susu cair, proses pasteurisasi dan sterilisasi menjadi bagian paling krusial. Proses ini dilakukan dengan menggunakan mesin otomatis yang dirancang untuk bekerja dalam kapasitas industri.

Pabrik pengolahan susu umumnya menggunakan mesin-mesin dari Eropa seperti Tetra Pak, Pietribiasi dan Galdi.

Mesin-mesin tersebut telah diakui mampu memberikan hasil yang konsisten serta mendukung proses produksi dalam skala besar dengan efisiensi tinggi. 

Menggunakan mesin pasteurisasi dan sterilisasi skala industri memiliki banyak manfaat, seperti:

• Meningkatkan skala produksi
• Menjaga agar proses produksi tetap higienis 
• Penyesuaian proses pengolahan berdasarkan viskositas susu sapi dari ras sapi yang berbeda-beda
• Memudahkan dalam mengatasi masalah produksi secara otomatis berdasarkan kejadian (event-based system)
• Meningkatkan efisiensi proses dan evaluasi plant untuk skalabilitas pabrik

Manfaat-manfaat tersebut tentunya bisa direalisasikan dengan melibatkan sistem otomasi pneumatik modern dari vendor dengan reputasi yang baik. 

Dengan begitu, proses pasteurisasi dan sterilisasi dapat berjalan dengan cepat, aman, produktif dan berkelanjutan.

Sebelum kami membahas apa saja komponen dan teknologi pneumatik, terlebih dahulu kami ingin membahas beberapa benefit dan manfaat dari menggunakan sistem pneumatik untuk pabrik pengolahan susu sapi.

Berikut mari kita simak pembahasan selengkapnya!

Peningkatan Hasil Produksi Tanpa Mengorbankan Kualitas

Teknologi sistem otomasi pneumatik modern menawarkan kemudahan dan keunggulan. Mulai dari kemudahan dalam implementasi, perawatan, hingga produktifitas yang meningkat dan integrasi dengan teknologi.

Proses pasteurisasi dan sterilisasi dapat berjalan dengan cepat tanpa mengurangi kualitas produk. Baik dari segi rasa, kebersihan dan nutrisi.

Bahkan, setiap proses yang dilalui dan kualitas yang dihasilkan dapat memenuhi standar industri yang berlaku. 

Sebagai informasi, bahwa kapasitas proses pasteurisasi untuk mesin-mesin Eropa (misalnya Tetra Pak) berkisar antara 3.000 hingga 30.000 liter/jam. 

Dengan volume pengolahan sebesar ini, tentu membutuhkan sistem kontrol dan otomasi yang handal untuk membuat proses berjalan dengan lancar, cepat dan steril, hingga susu dikemas dengan rapat.

Pengoperasian Tanpa Kehadiran Operator

Sistem otomasi pneumatik yang terintegrasi teknologi modern, memungkinkan mesin beroperasi secara mandiri tanpa membutuhkan operator. Dengan begitu, biaya tenaga kerja dapat menjadi lebih efisien untuk jangka panjang.

Proses otomasi yang dibantu dengan sistem pneumatik juga mampu menyelesaikan pekerjaan berulang secara konsisten. Hal ini menjadi sangat penting untuk sektor FMCG yang membutuhkan kecepatan tinggi dalam proses produksi untuk mencapai skala ekonomi dan profit bisnis.

Dengan mengaplikasikan sistem pneumatik di industri pengolahan susu, maka proses produksi dapat dilakukan dalam skala besar, sehingga harga jual produk susu menjadi lebih kompetitif. 

Namun, hal ini dapat dicapai dengan tetap mempertahankan kualitas produk yang dihasilkan sesuai dengan standar industri. 

Skalabilitas untuk Meningkatkan Kapasitas Produksi

Skalabilitas untuk meningkatkan kapasitas produksi merupakan salah satu kelebihan penting dari sistem pneumatik, seperti yang telah kami bicarakan pada artikel sebelumnya.

Kini telah tersedia teknologi yang secara akurat dapat membantu dalam memperkirakan konsumsi energi hingga cost produksi yang dihitung berdasarkan data operasional. 

Bahkan, Anda dapat mengetahui siklus pemakaian komponen paling hilir dari sistem pneumatik dan kapan harus melakukan maintenance sebelum terjadi downtime.

Dengan manfaat ini, perusahaan dapat bertumbuh sesuai dengan permintaan pasar tanpa perubahan besar pada infrastruktur.

Green Manufacturing dengan Penggunaan Energi yang Efisien

Di Eropa, konsumsi energi pneumatik dapat mencapai 10% dari total konsumsi listrik industri nasional. Bersamaan dengan tantangan energi yang semakin mendesak, isu-isu terkait efisiensi energi untuk sistem pneumatik kemudian bermunculan.

Kabar baiknya, manufaktur dari komponen-komponen sistem pneumatik terus berinovasi, sehingga dapat menciptakan teknologi yang bisa menjadi solusi untuk mengatasi tantangan ini. 

Diantaranya adalah Metal Work Pneumatic dengan produknya Flowmeter Flux dan EB80 Smart Valve Island.

Dari sisi monitoring energi, Flowmeter Flux dapat memberikan data parameter energi secara lengkap dan membantu untuk mendeteksi kebocoran dan konsumsi energi. 

Sementara itu, EB80 Smart Valve Island berperan penting dalam meningkatkan efisiensi konsumsi energi pada level mesin pneumatik (valve dan silinder pneumatik) dan predictive maintenance.

EB80 Valve Island juga berkontribusi dalam mengatasi Dead Zone pada solenoid valve, sehingga potensi penghematan konsumsi daya dapat dicapai hingga 30% lebih.

Dengan adanya dua teknologi penting dari Metal Work Pneumatic seperti yang kami sebutkan diatas, membuka kesempatan luas bagi Manufaktur Hijau (Green Manufacturing) untuk mengimplementasikan sistem pneumatik modern pada setiap lini yang memungkinkan.

Sehingga penggunaan listrik dan konsumsi energi di dalam perusahaan Anda menjadi lebih efisien, lebih stabil dan lebih ramah lingkungan, dengan tetap menjaga stabilitas produksi secara berkelanjutan. 

Mengimplementasikan teknologi pneumatik di perusahaan sama halnya Anda telah berinvestasi untuk masa depan yang cerah dengan jejak karbon yang minimal.

Komponen Vital untuk Sistem Pneumatik di Industri Pengolahan Susu

Sistem pneumatik telah menjadi bagian integral dari mesin pasteurisasi dan sterilisasi di industri pengolahan susu. 

Seperti yang telah kami sebutkan sebelumnya, bahwa pabrik pengolahan susu, terutama untuk di Indonesia, menggunakan mesin-mesin pemrosesan dari Eropa seperti Tetra Pak, Pietribiasi dan Galdi.

Agar proses pasteurisasi dapat berjalan cepat dan otomatis, maka diperlukan sistem yang handal dan mampu bekerja dengan cepat dan akurat tanpa intervensi dari manusia.

Sebagai solusinya, Anda dapat menggunakan sistem otomasi pneumatik dengan melibatkan Smart Valve Island, Flow Sensor, Process Valves dan Proportional Precision Pressure Regulator.

Fungsi dari komponen-komponen tersebut adalah untuk membantu sistem bekerja secara akurat, efektif dan sesuai dengan kebutuhan proses.

Berikut ini adalah pembahasannya secara detail untuk masing-masing komponen:

EB80 Smart Valve Island

EB80 Smart Valve Island yang digunakan pada mesin pengolahan susu berfungsi sebagai kontrol untuk aktuator yang mengaktifkan katup proses.

Teknologi Smart Valve Island ini juga berperan sebagai Distributed I/O yang mampu menerima dan mengirimkan sinyal digital dari/ke perangkat lain dalam sistem otomasi. 

Berikut ini adalah dua fitur penting EB80 Smart Valve Island dalam sistem otomasi pneumatik: 

• Integrasi Data: EB80 mampu mengelola data diagnostik, status valve, waktu respon aktuator, hingga siklus kerja dan predictive maintenance untuk masing-masing aktuator dan valve secara real-time.
• Komunikasi Jaringan: EB80 dapat terhubung langsung ke berbagai protokol fieldbus industri (seperti Profinet, EtherNet/IP, CANopen, IO-Link), sehingga data dari dan ke modul I/O dapat didistribusikan dari/ke PLC atau sistem kontrol pusat tanpa perlu wiring yang rumit.

Berdasarkan kedua poin diatas, maka aplikasi EB80 Elektro Pneumatik dapat membuat panel mesin menjadi lebih ringkas, mudah dirakit dan lebih mudah dirawat. 

Dan yang terpenting lagi adalah Smart Valve Island akan memudahkan tim engineer dalam menangani error melalui tampilan diagnostik yang jelas dan informatif.

Berikut ini adalah beberapa informasi penting yang dapat direkam oleh EB80 Valve Island di level mesin pneumatik:

Berkaitan dengan valve

• Open/short circuit
• Valve yang terputus atau hilang
• Tegangan puncak atau tidak mencukupi
• Transmisi sinyal yang terganggu
• Total durasi valve saat aktif
• Siklus solenoid valve (berapa kali aktif dan nonaktif)
• Alarm pemakaian jika valve telah melewati batas siklus yang ditentukan

Berkaitan dengan aktuator pneumatik

• Waktu respon
• Kecepatan rata-rata silinder
• Jumlah langkah yang dilakukan 

Informasi ini sangat bermanfaat untuk:

• Mengurangi downtime mesin
• Menjadwalkan penggantian komponen secara tepat waktu
• Membantu manajemen dalam menghitung biaya produksi per satuan produk, misalnya dengan melihat hubungan antara jumlah susu yang diproduksi dan frekuensi penggantian valve dalam periode tertentu.

Flowmeter Flux

Flowmeter Flux adalah sensor yang berfungsi untuk membaca flow rate dan merekam parameter energi secara lengkap di plant pneumatik, mencakup diantaranya:

• Volume flow (Nl/min)
• Mass flow (Kg/min)
• Pressure (BAR)
• Power (kW)
• Energy (kWh)
• Temperature (°C)
• Total air consumption (Nl)
• Overall mass consumption (Kg)

Keberadaan Flowmeter adalah sangat penting dalam mesin pengolahan susu, karena memungkinkan tim engineer untuk mendeteksi adanya kebocoran pada saluran udara (conduit).

Flowmeter Flux dapat merekam data operasional dan monitoring terhadap parameter energi secara lengkap, serta memiliki kelebihan IoT-Based Real-Time Pneumatic Pressure Monitoring and Notification System.

Menggunakan teknologi flow sensor juga membantu dalam menghitung kebutuhan flow rate selama satu siklus produksi berlangsung. Data tersebut nantinya dapat dikonversikan ke dalam satuan energi listrik dan biaya, sehingga berguna dalam analisis ongkos produksi.

Flow sensor khususnya Flowmeter Flux dari Metal Work Pneumatic dapat digunakan secara stand-alone—diakses melalui localhost atau jaringan WiFi yang terhubung ke broker MQTT—maupun terintegrasi langsung ke dalam sistem kontrol seperti PLC atau distributed I/O. Fitur-fitur ini memberikan berbagai keuntungan, antara lain:

• Mengurangi risiko kebocoran udara yang tidak terdeteksi
• Mengoptimalkan penggunaan udara bertekanan untuk efisiensi energi dan biaya
• Membantu manajemen dalam menghitung biaya produksi per unit produk
• Serta memberikan fleksibilitas karena dapat digunakan tanpa harus menambahkan perangkat kontrol tambahan seperti PLC atau distributed I/O

Proportional Precision Pressure Regulator

Proportional Precision Pressure Regulator (PPPR) adalah perangkat yang digunakan untuk mengatur tekanan udara secara presisi dan dinamis dalam sistem pneumatik. 

Berbeda dengan pressure regulator konvensional yang hanya mengatur tekanan tetap, PPPR mampu menyesuaikan tekanan secara proporsional sesuai dengan perubahan kebutuhan sistem, berdasarkan sinyal kontrol yang diterimanya. 

Hal ini memungkinkan sistem untuk mengontrol tekanan dengan lebih akurat dan responsif terhadap perubahan beban atau kondisi operasional. 

Dengan mengintegrasikan PPPR modul pada sistem pneumatik, maka bukaan katup proses (process valve) dapat menyesuaikan viskositas susu sapi, sehingga volume per satuan waktu (flow rate) dapat tercapai sesuai target.

Mengatur Bukaan Process Valve Berdasarkan Viskositas Susu Sapi Secara Otomatis

Tahukah Anda, bahwa susu sapi dapat memiliki perbedaan viskositas yang signifikan tergantung daripada ras sapi yang menghasilkan susu tersebut.

Misalnya, susu dari sapi Jersey mengandung lemak dan protein lebih tinggi dibandingkan susu dari sapi Friesian Holstein (FH), sehingga memiliki viskositas yang lebih tinggi.

Perbedaan viskositas susu akan mempengaruhi karakteristik aliran fluida di dalam mesin pengolahan susu. Susu yang lebih kental memerlukan bukaan katup proses (process valve) yang lebih besar agar dapat mengalir dengan volume per satuan waktu (flow rate) yang sama. 

Karena bukaan katup dikendalikan oleh tekanan udara (aktuasi pneumatik), maka untuk membuka katup lebih besar dibutuhkan tekanan aktuasi yang lebih tinggi. Jika tekanan udara tidak disesuaikan, maka aliran akan lebih lambat sehingga dapat mengganggu waktu tinggal (holding time) yang menyebabkan efektivitas pasteurisasi mengalami penurunan.

Diantara satu solusi yang umum digunakan untuk mengatasi hal ini adalah dengan menggunakan dua mesin pasteurisasi berbeda. Masing-masing mesin disesuaikan untuk jenis susu berdasarkan ras sapi. Akan tetapi, meskipun cara ini dapat menjamin stabilitas proses, namun menjadi tidak efisien secara investasi, baik dari sisi biaya, perawatan, maupun ruang produksi. 

Sebagai alternatif terbaik, Anda dapat menggunakan Proportional Precision Pressure Regulator (PPPR) untuk mengatur tekanan aktuasi katup proses secara presisi. Sehingga bukaan katup proses dapat menyesuaikan dengan viskositas susu dari ras sapi yang berbeda. 

Operator cukup memilih pengaturan tekanan sesuai bahan baku, tanpa perlu mengganti mesin. Oleh karena itu, menggunakan solusi seperti ini dapat menjaga kualitas pasteurisasi pada taraf yang optimal, termasuk biaya investasi, perawatan dan operasional sistem secara keseluruhan.

EB80 Island Valve dengan Regtronic PPPR Module untuk Industri Pengolahan Susu Sapi

Saat ini telah tesedia teknologi yang kompak dan ringkas untuk mengatasi tantangan yang terdapat pada industri pengolahan susu sapi. Agar sistem dapat menyesuaikan perbedaan viskositas susu sapi pada setiap batch produksinya, Anda dapat menggunakan dua teknologi Metal Work Pneumatic seperti berikut:

• EB80 Smart Valve Island
• Regtronic PPPR Modul yang dapat terintegrasi dengan EB80 Island Valve

Regtronic dari Metal Work Pneumatic adalah teknologi yang telah dirancang untuk memberikan pengaturan tekanan udara secara otomatis terhadap aktuator dengan akurasi yang sangat tinggi. Karena itu, modul ini dinamai dengan Proportional Precision Pressure Regulator (PPPR).

Teknologi ini sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan presisi dan kecepatan respon tinggi. Fitur tersebut yang sangat bermanfaat dalam sistem yang membutuhkan perubahan tekanan cepat tanpa intervensi manual. 

Regtronic merupakan pilihan terbaik untuk aplikasi yang sangat bergantung pada kontrol yang tepat. Seperti pada mesin-mesin pengolahan makanan dan minuman atau aplikasi industri lain yang menuntut kualitas dan efisiensi tinggi.

Sementara itu, EB80 yang dilengkapi dengan PPPR Module merupakan solusi yang kompak dan fleksibel, memungkinkan pengaturan tekanan presisi dengan kemampuan distribusi tekanan secara modular, serta integrasi secara digital ke sistem pneumatik dengan mudah dan advance. 

Melalui integrasi yang tepat menggunakan teknologi dari Metal Work ini, akan memberikan kemudahan kepada tim engineer di perusahaan Anda dalam instalasi, skalabilitas dan fleksibilitas terhadap teknologi. Khususnya untuk aplikasi sistem pneumatik di industri pengolahan susu. Sehingga proses pengolahan susu menjadi lebih berkualitas, produktif dan efektif.

PT. Bawalaksana Central Industrial adalah distributor resmi Metal Work Pneumatic yang dapat menyuplai beragam pilihan teknologi pneumatik berkualitas tinggi. Termasuk dalam hal ini adalah EB80 Smart Valve Island, Regtronic dan Process Valve.

Kami dapat memberikan solusi komprehensif untuk implementasi dan maintenance perusahaan pengolahan susu dan sektor industri kritis lainnya seperti farmasi, petrokimia, pertambangan hingga F&B.

Kami juga telah menjadi authorized system integrator and solution partner untuk Phoenix Contact, sehingga dapat memberikan solusi terbaik untuk sistem kontrol dan automation system di perusahaan Anda.

Jika perusahaan Anda bergerak di sektor industri pengolahan susu dan ingin meningkatkan produktifitas, kualitas produksi dan efisiensi, kami dapat memberikan solusi terbaik. Bersama kami, Anda dapat mewujudkan industri dengan Net Zero Emission (NZE) melalui implementasi Digital Factory yang berkelanjutan.

Silahkan berbicara dengan tim engineer kami untuk mendapatkan informasi selengkapnya. Klik button konsultasi di bawah ini untuk mulai terhubung dengan tim profesional kami sekarang juga.

Piko Prasetyo

Application Engineer

Artikel ini ditulis dengan kolaborasi bersama Piko Prasetyo, ahli di bidang Automation, Embedded Systems dan Artificial Intelligence, untuk memastikan keakuratan dan kualitas tulisan terbaik.