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