BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
Pengoperasian suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan yang ditetapkan dalam perancangannya. Persyaratan tersebut meliputi keselamatan,
spesifikasi produk, peraturan mengenai lingkungan hidup, kendala operasional, dan faktor ekonomi. Pemenuhan persyaratan tersebut berhadapan dengan keadaan
lingkungan yang berubah-ubah, yang dapat mempengaruhi jalannya proses atau yang disebut disturbance gangguan Stephanopoulus, 1984. Adanya gangguan tersebut
menuntut penting dilakukannya pemantauan secara terus-menerus maupun pengendalian terhadap jalannya operasi suatu pabrik kimia untuk menjamin
tercapainya tujuan operasional pabrik. Pengendalian atau pemantauan tersebut dilaksanakan melalui penggunaan peralatan dan engineer sebagai operator terhadap
peralatan tersebut sehingga kedua unsur ini membentuk satu sistem kendali terhadap pabrik.
Instrumentasi adalah suatu alat yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan.
Adanya alat kontrol controller maka dapat diketahui dan dikorelasikan segala kesalahan ataupun penyimpangan error proses yang mungkin terjadi Fungsi
instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk indicator, pencatat recorder, dan pemberi tanda bahaya alarm. Instrumentasi bekerja dengan tenaga mekanik
atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Secara umum, kerja dari alat-alat instrumentasi dapat dibagi atas dua bagian yaitu
operasi secara manual dan operasi secara otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses bergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan itu
sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumentasi juga harus ditentukan apakah alat- alat itu dipasang pada peralatan proses manual control atau disatukan dalam suatu
ruang kontrol yang dihubungkan dengan bagian peralatan automatic control Timmerhaus, 2004.
VI-1
Universitas Sumatera Utara
Variabel-variabel proses yang biasanya dikontroldiukur oleh instrumen adalah Considine, 1985:
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan. 2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH,
humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya.
Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari : Elemen Perasa sensing Primary Element
Elemen yang merasakan menunjukkan adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.
Elemen pengukur measuring element Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan
temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. elemen yang menerima output
dari elemen primer dan melakukan pengukuran, dalam hal ini termasuk alat-alat penunjuk indicator maupun alat pencatat recorder..
3. Elemen pengontrol controlling element Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur
perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point nilai yang diinginkan. Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun
meniadakan penyimpangan yang terjadi. 4. Elemen pengontrol akhir final control element
Elemen ini merupakan elemen yang mengadakan perubahan nilai dari variabel yang dirasakan oleh elemen perasa dan diukur oleh elemen pengukur, dengan
mengatur sumber tenaga sesuai dengan perubahan yang terjadi, dimana tenaga tersebut dapat berupa tenaga mekanis ataupun elektrik.
Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan
dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu set point, bila terjadi penyimpangan error pada variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja
sendiri untuk mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai pengatur controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah
Universitas Sumatera Utara
pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang diinginkan dilakukan usaha secara
manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat recorder atau penunjuk indicator. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah
Timmerhaus, 2004: 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran
2. Level instrumentasi 3. Ketelitian yang dibutuhkan
4. Bahan konstruksinya 5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
Alat-alat kontrol yang biasa dipakai pada peralatan proses antara lain : 1. Temperature Controller TC
Adalah alatinstrumen yang digunakan sebagai alat pengatur suhu atau pengukur sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan temperatur dilakukan dengan mengatur
jumlah material proses yang harus ditambahkandikeluarkan dari dalam suatu proses yang sedang bekerja.
Prinsip kerja: Rate
fluida masuk atau keluar alat dikontrol oleh diafragma valve. Rate fluida ini memberikan sinyal kepada TC untuk mendeteksi dan mengukur suhu sistem pada
set point .
2. Pressure Controller PC Adalah alatinstrumen yang dapat digunakan sebagai alat pengatur tekanan atau
pengukur tekanan atau pengubah sinyal dalam bentuk gas menjadi sinyal mekanis. Pengatur tekanan dapat dilakukan dengan mengatur jumlah uapgas
yang keluar dari suatu alat dimana tekanannya ingin dideteksi. Prinsip kerja:
Pressure control PC akibat tekanan uap keluar akan membukamenutup
diafragma valve. Kemudian valve memberikan sinyal kepada PC untuk mengukur dan mendeteksi tekanan pada set point.
’
Universitas Sumatera Utara
3. Flow Controller FC Adalah alatinstrumen yang bisa digunakan untuk mengatur kecepatan aliran
fluida dalam pipa line atau unit proses lainnya. Pengukuran kecepatan aliran fluida dalam pipa biasanya diatur dengan mengatur output dari alat, yang
mengakibatkan fluida mengalir dalam pipa line. Prinsip kerja:
Kecepatan aliran diatur oleh regulating valve dengan mengubah tekanan discharge
dari pompa. Tekanan discharge pompa melakukan bukaantutupan valve dan FC menerima sinyal untuk mendeteksi dan mengukur kecepatan aliran
pada set point. 4. Level Controller LC
Adalah alatinstrumen yang dipakai untuk mengatur ketinggian level cairan dalam suatu alat dimana cairan tersebut bekerja. Pengukuran tinggi permukaan
cairan dilakukan dengan operasi dari sebuah control valve, yaitu dengan mengatur rate cairan masuk atau keluar proses.
Prinsip kerja : Jumlah aliran fluida diatur oleh control valve. Kemudian rate fluida melalui
valve ini akan memberikan sinyal kepada LC untuk mendeteksi tinggi permukaan
pada set point. Hal-hal yang diharapkan dari pemakaian alat-alat instrumentasi adalah:
Kualitas produk dapat diperoleh sesuai dengan yang diinginkan Pengoperasian sistem peralatan lebih mudah
Sistem kerja lebih efisien Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat
Beberapa syarat penting yang harus diperhatikan dalam perancangan pabrik antara lain :
1. Tidak boleh terjadi konflik antar unit, di mana terdapat dua pengendali pada satu aliran.
2. Penggunaan supervisory computer control untuk mengkoordinasikan tiap unit pengendali.
3. Control valve yang digunakan sebagai elemen pengendali akhir memiliki opening position
70 .
Universitas Sumatera Utara
4. Dilakukan pemasangan check valve pada pompa dengan tujuan untuk menghindari fluida kembali ke aliran sebelumnya. Check valve yang dipasangkan
pada pipa tidak boleh lebih dari satu dalam one dependent line. Pemasangan check valve
diletakkan setelah pompa. 5. Seluruh pompa yang digunakan dalam proses diletakkan di permukaan tanah
dengan pertimbangan syarat safety dari kebocoran. 6. Pada perpipaan yang dekat dengan alat utama dipasang flange dengan tujuan
untuk mempermudah pada saat maintenance
.
Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari CPO dan Air
No Nama alat
Jenis instrumen
Kegunaan
1 Tangki cairan
LI Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki
TI Menunjukkan temperatur cairan dalam tangki
2 Kolom Hidrolisa
PICR Mengontrol dan merecord tekanan dalam kolom
secara langsung dari ruang kontrol TICR
Mengontrol dan merecord temperatur dalam kolom LICR
Mengontrol dan merecord level cairan dalam kolom
3 Flash Tank
TC Mengontrol temperatur dalam kolom
PI Menunjukkan tekanan dalam tangki
LIC Mengontrol dan menunjukkan level cairan
4 Evaporator
PC Mengontrol tekanan dalam alat
TC Mengontrol temperatur dalam alat
5 Heater
dan cooler TIC
Mengontrol dan menunjukkan temperature cairan 6
Pompa FC
Mengontrol laju alir cairan dalam pipa PIC
Menunjukkan dan mengontrol tekanan dalam kolom
Universitas Sumatera Utara
1. Tangki cairan
Ti
LI
Gambar 6.1 Instrumentasi Tangki Cairan Instrumentasi pada tangki cairan mencakup level indicator LI yang
berfungsi untuk menunjukkan tinggi cairan di dalam tangki dan temperaturue indicator
yang berfungsi untuk menunjukkan temperatur cairan di dalam tangki.
2. Kolom Hidrolisa
Gambar 6.2 Instrumentasi Kolom Hidrolisa Kolom Hidrolisa sebagai alat tempat berlangsungnya reaksi antara bahan-
bahan yang digunakan. Dalam pabrik ini, reaktor sebagai tempat mereaksikan CPO dan air. Instrumentasi pada kolom ini mencakup Pressure Indicator Controller
Record PICR yang berfungsi untuk menunjukkan sekaligus mengontrol tekanan
dalam kolom dari ruang kontrol dan Temperature Indicator Controller Record TICR untuk menunjukkan dan mengontrol temperatur dalam kolom. Selain itu,
Universitas Sumatera Utara
kolom ini dilengkapi oleh Level Indicator Controller Record LICR , yang berfungsi untuk menunjukkan level cairan interface dalam tangki.
Flash Tank
Gambar 6.3 Instrumentasi pada Flash Tank
Kolom berfungsi sebagai alat tempat berlangsungnya penguapan air atau penghilangan kadar air. Dalam pabrik ini, kolom ini berfungsi sebagai tempat
menguapkan air yang tersisa pada gliserol. Instrumentasi pada kolom ini mencakup Level Indicator Controller
LIC yang berfungsi untuk mengontrol dan meunjukkan tinggi cairan dalam kolom dan Temperature Controller yang berfungsi untuk
mengontrol suhu di dalam kolom. Selain itu, kolom ini dilengkapi oleh Pressure Indicator
PI, yang berfungsi untuk menunjukkan tekanan di dalam kolom.
Heater dan Cooler
TIC
Gambar 6.4 Instrumentasi Heat Exchanger
Universitas Sumatera Utara
Instrumentasi pada Heater mengunakan Temperature Controller TC yang berfungsi untuk mengatur temperatur bahan keluaran Heater dengan mengatur
bukaan valve steam yang dialirkan. Jika temperatur di bawah kondisi yang diharapkan set point, maka valve akan terbuka lebih besar dan jika temperatur di
atas kondisi yang diharapkan maka valve akan terbuka lebih kecil.
Pompa
PIC FC
Variabel yang dikontrol pada Pompa adalah laju aliran. Untuk mengetahui laju aliran pada Pompa dipasang pengendali aliran atau Flow Controller FC. Jika
laju aliran Pompa lebih besar dari yang diinginkan, maka secara otomatis valve keluaran control valve akan menutup atau memperkecil pembukaan valve.
Demikian pula jika laju aliran Pompa lebih kecil dari yang diinginkan, maka secara otomatis valve keluaran Pompa akan memperbesar pembukaan valve. Selain itu pada
pompa dipasang Pressure Indicator Controller PIC untuk mengontrol dan menjaga tekanan dalam pompa.
6.2 Keselamatan Kerja
Kategori