Instrumentasi INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010.

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 peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses kontrol manual atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan kontrol otomatis Timmerhaus, 2004. Variabel-variabel proses yang biasanya dikontroldiukur oleh instrumen adalah: 1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan. VI-1 Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010. 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 : 1. Elemen Perasa sensing Primary Element Elemen yang merasakan menunjukkan adanya perubahan dari harga variabel yang diukur. 2. Elemen pengukur measuring element Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol. 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 akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki. Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat recorder. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah: 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010. 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 Controller PC akibat tekanan uap keluar akan membukamenutup diafragma valve. Kemudian valve memberikan sinyal kepada PC untuk mengukur dan mendeteksi tekanan pada set point. 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: Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010. 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 . 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. Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010. 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 Magnesium Klorida dari Magnesium Hidroksida No Nama alat Jenis instrumen Kegunaan 1 Pompa FC Mengontrol laju alir cairan dalam pipa 2 Tangki cairan LI Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki 3 Flash drum TC Mengontrol temperatur dalam flash drum PC Mengontrol tekanan dalam flash drum 4 Kondensor, TC Mengontrol suhu dalam kondensor 5 Reaktor TC Mengontrol temperatur dalam reaktor PI Menunjukkan tekanan dalam reaktor LC Mengontrol tinggi cairan dalam reaktor 6 Evaporator TC Mengontrol temperatur dalam evaporator PR Mencatat tekanan dalam eaporator 7 Blower FC Mengontrol laju alir gas dalam pipa 8 Furnace TI Menunjukkan suhu dalam furnace PC Mengontrol tekanan dalam furnace 9 Adsorber PC Mengontrol tekanan pada adsorber 10 Mixer LC Mengontrol tinggi cairan dalam reaktor 11 Filter Press PC Mengontrol tekanan pada Filter Press 12 Spray dryer TC Mengontrol temperatur dalam spray dryer PI Menunjukkan tekanan dalam spray dryer TC Mengontrol suhu pada spray dryer Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010. 1. Pompa FC Variabel yang dikontrol pada pompa adalah laju aliran flow rate. Untuk mengetahui laju aliran pada pompa dipasang flow control FC. Jika laju aliran pompa lebih besar dari yang diinginkan maka secara otomatis katup pengendali control valve akan menutup atau memperkecil pembukaan katup. 2. Tangki cairan LI Gambar 6.2 Instrumentasi pada Tangki Cairan Instrumentasi pada tangki cairan mencakup level indicator LI yang berfungsi untuk menunjukkan tinggi cairan didalam tangki. Gambar 6.1 Instrumentasi pada Pompa Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010. 3. Flash Drum PC TI Gambar 6.3 Instrumentasi pada Flash Drum Instrumentasi pada flash drum mencakup Temperature Indicator TI yang berfungsi untuk menunjukkan temperatur dalam flash drum, Pressure Controller PC yang berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam flash drum, dan Level Controller LC yang berfungsi untuk mengatur ketinggian cairan dalam flash drum. 4. Kondensor TC Gambar 6.4 Instrumentasi pada Kondensor Instrumentasi pada kondensor mencakup Temperature Controller TC yang berfungsi untuk mengatur temperatur bahan keluaran kondensor dengan mengatur bukaan katup steam atau air pendingin masuk. Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010. 5. Reaktor LC PI TC Steam Kondensat Gambar 6.5 Instrumentasi pada Reaktor Instrumentasi pada reaktor mencakup Temperature Controller TC, Pressure Indicator PI, dan Level Controller LC. Temperature Controller TC berfungsi untuk mengontrol temperatur dalam reaktor dengan mengatur bukaan katup steam. Pressure Indicator PI berfungsi untuk menunjukkan tekanan dalam reaktor. Level Controller LC berfungsi untuk mengontrol tinggi cairan dalam reaktor dengan mengatur bukaan katup aliran produk keluar reaktor. 6. Evaporator Steam Kondensat Cairan Uap Pi TC Gambar 6.6 Instrumentasi pada Evaporator Temperature Controller TC berfungsi untuk mengatur besarnya suhu di dalam evaporator dengan cara mengatur banyaknya steam yang dialirkan. Jika temperatur di bawah kondisi yang diharapkan set point, maka valve akan terbuka lebih besar Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010. dan jika temperatur di atas kondisi yang diharapkan maka valve akan terbuka lebih kecil. Instrumentasi yang lain adalah Pressure Recorder PR yang berfungsi untuk mencatat tekanan yang terdapat di dalam evaporator. 7. Blower FC Instrumentasi pada blower mencakup Flow Controller FC yang berfungsi untuk mengatur laju alir bahan dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran bahan. 8. Furnace TI PC Furnace Gambar 6.8 Instrumentasi pada Furnace Instrumentasi pada furnace mencakup Pressure Controller PC yang berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam furnace dan Temperature indikatorr TI yang berfungsi untuk menunjukkan suhu furnace. Gambar 6.7 Instrumentasi pada Blower Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010. PC PC LC 9. Adsorber Gambar 6.9 Instrumentasi pada Adsorber Instrumentasi pada adsorber meliputi Temperatur indikator PC yang berfungsi untuk mengatur tekanan yang terdapat pada adsorber. 10. Mixer Gambar 6.9 Instrumentasi pada Mixer Instrumentasi pada Mixer meliputi Level Control LC yang berfungsi untuk mengatur cairan yang terdapat pada Mixer Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010. TC PI PC 11. Filter Press Gambar 6.9 Instrumentasi pada Mixer Instrumentasi pada Filter Press meliputi Pressure Control PC yang berfungsi untuk mengatur tekanan yang terdapat pada Filter Press 12. Spray Dryer Gambar 6.10 Instrumentasi pada Spray Dryer Instrumentasi pada spray dryer mencakup Temperature Controller TC untuk mengendalikan temperatur dalam spray dryer, dan Pressure Indicator PI untuk menunjukkan tekanan di dalam spray dryer. Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 TonTahun, 2010.

6.2 Keselamatan Kerja