Penggunaan Sensor Pelatinum Resistence PT 100 Untuk Mengontrol Temperatur Minyak Pada Crystalizer Tank (Aplikasi Pada PT. Smart Tbk, Belawan)

PENGGUNAAN SENSOR PELATINUM RESISTENCE PT 100 UNTUK MENGONTROL TEMPERATUR MINYAK PADA CRYSTALIZER TANK (APLIKASI PADA PT. SMART Tbk, BELAWAN).

Oleh :

IRWAN HENGKI SUKMA NIM. 035203010

PROGRAM DIPLOMA-IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Pada proses pembuatan minyak goreng yang berkualitas, diperlukan pengukuran dan pengendalian dari mesin maupun alat prosesnya agar didapat aliran (flow), tekanan (pressure), tinggi permukaan (level), dan suhu (temperature) yang sesuai dengan Standard Operating Prosedure.

Alat pengontrol dan pendeteksi temperatur adalah peralatan instrumentasi yang merupakan salah satu sistem pengaturan proses yang diperlukan dan terdapat di pabrik minyak PT. SMART. Tbk BELAWAN

Apabila fungsi ini tidak berjalan, maka suhu minyak yang diinginkan besar kemungkinan tidak tercapai yang mengakibatkan minyak menjadi rusak dan harus diproses ulang kembali, sehingga perusahaan akan mengalami kerugian yang besar.

Untuk menghindari terjadinya hal tersebut, maka digunakan instrumen pengukur temperatur yaitu Sensor Platinum Resistance PT 100 yang berperan mengawasi dan mengontrol proses pembuatan minyak dalam Crystalizer Tank, Sensor Platinum Resisrance ini bekerja berdasarkan perbandingan perubahan temperatur dengan besaran tahanan listrik dari berbagai jenis logam yang terdapat pada sensor tersebut. Jenis logam/elemen sebagai sensor, yang sering digunakan di dunia industri adalah jenis logam platina (Platinum Resistance Temperature

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini, Tidak lupa selawat beriring salam penulis ucapkan kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW.

Tidak lupa pula penulis ucapkan ribuan terima kasih kepada ayahanda dan ibunda tercinta yang tak pernah letih mengasuh, membesarkan, memberikan dukungan moral maupun matreial sampai penulis menyelesaikan Karya Akhir ini.

Selama berlangsungnya penulisan Karya Akhir ini hingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan, dukungan, serta masukan dari banyak pihak. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya serta ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ayahanda Suardi Ibunda Misning wati, serta Abangku Johan Fransyaputra.ST dan kakak Elvi Sriwahyuni Spd, yang telah memberikan dukungan moril, materi dan doa terhadap penulis.

2. Istriku Sherli Widia Pattisina Amk dan ankku Argha Niqei W, serta Ibu Suriati selalu menemani dan memberikan dukungan dan cintanya kepada penulis selama penulisan Karya Akhir ini.

3. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, M.S.M.E selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatra Utara.

4. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Ba’afai selaku Pelaksana Harian Ketua Program Diploma-IV Teknologi Instrumentasi Pabrik . Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Rahmat Fauzi ST, MT. selaku Sekretaris Program Diploma-IV Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

6. Bapak Drs. Hasdari Helmi. MT selaku Koodinator Program Diploma-IV Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

7. Bapak Ir. Sarifuddin Siregar selaku Dosen pembimbing penulis yang telah banyak memberikan masukan dan arahan dalam penulisan Karya Akhir ini.

8. Seluruh staf pengajar serta pegawai administrasi.

9. Teman - teman seperjuangan angkatan 2003 khususnya Bang dedianto dan juga Agung, Iwan, Tia dan lain-lain.

Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih belum sempurna dan masih banyak kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan pengetahuan penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran seta kritikan yang konstruktif dan edukatif guna penyempurnaan Karya Akhir ini. Semoga Karya Akhir ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan para pembaca pada umumnya.

Medan, Juli 2010 Penulis

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan

Abstrak ... i

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi ... iv

Daftar Gambar ... vii

Daftar Tabel ... viii

BAB I Pendahuluan I.1. Latar Belakang Masalah ... 1

I.2. Tujuan Penulisan Karya Akhir ... 2

I.3. Rumusan Masalah ... 2

I.4. Batasan Masalah ... 3

I.5. Metode Penulisan ... 3

I.6. Sistematika Penulisan ... 3

BAB II Landasan Teori II.1. Teori Pengukuran ... 5

II.1.1. Pengertian Pengukuran ... 5

II.1.2. Karakteristik Pengukuran ... 6

II.2. Temperatur ... 8

II.3.1. Termometer Air Raksa ... 11

II.3.2. Termometer Bimetal ... 11

II.3.3. Termokopel ... 13

II.3.4. Termometer Bejana Kapiler ... 14

II.3.5. Termometer Tahanan/Resistance Temperature Detector (RTD) ... 15

II.3.5.1. Jenis-Jenis Logam RTD ... 16

II.4. Sistem Kontrol ... 20

II.4.1. Pengertian Sistem Kontrol ... 21

II.4.1.1. Sistem Kontrol Manual dan Otomatis ... 22

II.4.1.2. Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka dan Tertutup ... 23

II.4.1.3. Kontinu (Analog) dan Diskontinu (Digital) .... 26

II.4.2. Karakteristik Sistem Kontrol Otomatik ... 27

II.4.3. Pemakaian Sistem Kontrol Otomatik ... 28

BAB III Resistance Temperature Detector III.1. Penggunaan dan Prinsip Kerja RTD (Pt-100) pada Crystalizer Tank ... 29

III.2. Keuntungan dan Kerugian dari RTD (Pt-100) ... 33

III.3. Konstruksi dan Pemasangan RTD (Pt-100) ... 34

III.4. Tipe-Tipe RTD ... 37

BAB IV Proses Crystalizer

IV.1. Umum ... 42

IV.2. Proses Crystalizing ... 43

IV.2.1. Proses Filling ... 44

IV.2.2. Proses Cooling ... 45

IV.2.3. Proses Chilling ... 47

IV.2.4. Proses Filtrasing ... 48

IV.2.5. Proses Recycle ... 49

IV.3. Instrumen yang Mendukung pada Crystalizer Tank ... 49

IV.3.1. Control Valve ... 50

IV.3.2. Level Transmitter dan High-High Level Switch ... 54

IV.3.3. Agitator ... 56

IV.3.4. Temperature Gauge ... 58

IV.4. Faktor-Faktor Penyebab Kegagalan Proses Kristalisasi ... 59

BAB V Kesimpulan dan Saran V.1. Kesimpulan ... 62

V.2. Saran ... 64

Daftar Pustaka ... 65 Lampiran

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Termometer Air Raksa ... 11

Gambar 2.2. Termometer Bimetal ... 13

Gambar 2.3. Termokopel ... 14

Gambar 2.4. Termometer Bejana Kapiler ... 15

Gambar 2.5. Blok Diagram Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka ... 23

Gambar 2.6. Blok Diagram Sistem Kontrol Rangkaian Tertutup ... 24

Gambar 3.1. Minyak yang Sudah Mengkristal ... 30

Gambar 3.2. Blok Diagram Balok RTD (Pt-100) untuk Pengukuran Suhu Minyak dan Pengaturan Air Pendingin ... 31

Gambar 3.3. Resistance Temperature Detector (Pt-100) ... 36

Gambar 3.4. Konstruksi RTD ... 37

Gambar 3.5. Pemasangan RTD untuk Minyak dan Air pada Crystalizer Tank .. 36

Gambar 36. Pemasangan RTD (Pt-100) pada Tangki Crystalizer ... 36

Gambar 3.7. Pemasangan RTD (Pt-100) pada Pipa Air Pendingin ... 37

Gambar 4.1. Crystalizer Tank ... 43

Gambar 4.2. Heat Exchanger ... 44

Gambar 4.3. Agitator ... 45

Gambar 4.4. Coil dan Kipas Pengaduk di dalam Crystalizer Tank ... 46

Gambar 4.5. Cooling Tower ... 46

Gambar 4.6. Water Chiller ... 47

Gambar 4.9. Prinsip Kerja Control Valve ... 51 Gambar 4.10. Level Transmitter ... 55 Gambar 4.11. Pemasangan Level Transmitter dan High High Level Switch pada

Tangki Crystalizer ... 55 Gambar 4.12. Temperature Gauge ... 58

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Jenis Logam RTD ... 18 Tabel 3.1. Tipe dari Platinum Resistance Temperatur Detector ... 39 Tabel 4.21. Tabel Data Temperatur ... 52

DAFTAR RUMUS

Rumus 2.1. Persamaan Derajat Temperatur Fahrenheit ... 9

Rumus 2.2. Persamaan Derajat Temperatur Celcius ... 9

Rumus 2.3. Persamaan Derajat Temperatur Rankine ... 9

Rumus 2.4. Persamaan Volume pada Termometer t ... 11

Rumus 2.5. Persamaan Panjang Mula ... 12

Rumus 2.6. Persamaan Empiris ... 12

Rumus 2.7. Persamaan Tahanan Listrik pada Temperatur 0C ... 16

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Gambar Piping & Instrument Diagram pada Proses Pengkristalan Minyak

ABSTRAK

Pada proses pembuatan minyak goreng yang berkualitas, diperlukan pengukuran dan pengendalian dari mesin maupun alat prosesnya agar didapat aliran (flow), tekanan (pressure), tinggi permukaan (level), dan suhu (temperature) yang sesuai dengan Standard Operating Prosedure.

Alat pengontrol dan pendeteksi temperatur adalah peralatan instrumentasi yang merupakan salah satu sistem pengaturan proses yang diperlukan dan terdapat di pabrik minyak PT. SMART. Tbk BELAWAN

Apabila fungsi ini tidak berjalan, maka suhu minyak yang diinginkan besar kemungkinan tidak tercapai yang mengakibatkan minyak menjadi rusak dan harus diproses ulang kembali, sehingga perusahaan akan mengalami kerugian yang besar.

Untuk menghindari terjadinya hal tersebut, maka digunakan instrumen pengukur temperatur yaitu Sensor Platinum Resistance PT 100 yang berperan mengawasi dan mengontrol proses pembuatan minyak dalam Crystalizer Tank, Sensor Platinum Resisrance ini bekerja berdasarkan perbandingan perubahan temperatur dengan besaran tahanan listrik dari berbagai jenis logam yang terdapat pada sensor tersebut. Jenis logam/elemen sebagai sensor, yang sering digunakan di dunia industri adalah jenis logam platina (Platinum Resistance Temperature

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Dalam penggunaannya di dunia industri, instrumen merupakan alat yang sangat penting dari suatu proses. Peralatan instrumen selalu digunakan sebagai alat pengukur maupun sebagai alat pengontrol dalam sebuah proses produksi, diantaranya pengukuran dan pengontrolan temperatur minyak RBDPO (Refined

Bleached Deodorized Palm Oil) pada tangki Crystalizer tank.

Instrumen ini harus ada dan harus berfungsi dengan baik sesuai dengan kebutuhan dimana instrumen tersebut ditempatkan. Cara pemasangan instrumen juga sangat berpengaruh dengan ketelitian pembacaan dari alat instrumen tersebut. Instrumen merupakan salah satu faktor yang sangat menentukan mutu dari suatu hasil produksi.

Pada proses industri, pengendalian dilakukan dengan mengukur salah satu atau lebih variabel. Hasil pengukuran ini digunakan untuk perbandingan apakah proses variabel yang diukur sesuai dengan yang diinginkan. Pada umumnya proses variabel yang diukur antara lain : aliran (flow), tekanan (pressure), tinggi permukaan (level), dan suhu (temperature).

Intrumen yang digunakan untuk pengontrolan temperature minyak RBDPO adalah sensor Platinum Resistance Pt-100 pada peroses pengkristalan minyak sensor Platinum Resistance Pt-100 terkoneksi pada control valve, juga dengan instrument yang lain,sepeti level transmitter dan level switch,suhu minyak

filma adalah 13 oC. jika suhu minyak yang di inginkan tersebut tidak tercapai,maka minyak akan rusak dan harus di proses ulang kembali.

Atas dasar pengamatan dan pentingnya pemahaman penggunaan sensor Platinum Resistance Pt-100 maka dalam Karya Akhir ini akan membahas tentang PENGGUNAAN SENSOR PLATINUM RESISTANCE PT-100 UNTUK MENGONTROL TEMPERATUR MINYAK PADA CRYSTALIZER TANK (APLIKASI PADA PT. SMART Tbk BELAWAN)

1.2. Tujuan Penulisan Karya Akhir

Adapun tujuan dari penulis tugas akhir ini adalah :

1. Memenuhi syarat menyelesaikan masa studi sebagai mahasiswa program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik.

2. Mengetahui dan memahami proses pengontrolan temperatur minyak RBDPO pada Crystalizer Tank

1.3. Batasan Masalah

Mengingat masalah yang akan diangkat sebagai karya akhir penulis ini mempunyai ruang lingkup yang relatif luas, maka penulis membatasi masalah ini bpada:

- Hanya menjelasakan prinsip kerja dari Pt-100.

- Membahas proses pada unit Crystalizer Tank pada proses fraksinasi. - Tidak membahas perhitungan secara mendetail

1.4. Metode Penulisan

Metode penulisan yang dipergunakan dalam penulisan Karya Akhir ini antaralain sebagai berikit:

1. Dengan mempelajari teori.

2. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing fakultas.

3. Dengan mencari buku-buku referensi dari beberapa pustaka yang dapat menunjuang Karya Akhir.

1.5. Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan karya akhir ini, maka penulis membuat suatu sistematika penulisan. Sistematika penulisan ini merupakan urutan bab demi bab termasuk isi dari sub-sub babnya

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang pemilihan judul, tujuan karya akhir, rumusan dan batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Bab ini berisikan penjelasan mengenai platinum resistance Pt-100 Bab ini menjelaskan tentang gambaran umum/dasar teori dari Platinum Resistance dan alat-alat pengukuran suhu lainya.

BAB III : SENSOR PLATINUM RESISTANCE PT 100

Bab ini berisikan penjelasan mengenai Pt-100, gambar konstruksi 100,perinsip kerja 100, cara pemasangan, dan kegunaan Pt-100 pada Crystalizer Tank

BAB IV : PERINSIP KERJA PROSES CRYSTALIZER

Bab ini menjelaskan proses yang terjadi pada proses fraksinasi dan proses yang terjadi pada crystallizer Tank, dan instrumen lain yang terpasang pada Crystalizer Tank.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang dapat diambil penulis dan saran untuk kesempurnaan dari sistem produksi pada pabrik minyak goreng tersebut.

BAB II

LANDASAN TEORI

II. 1. Teori Pengukuran II.1.1. Pengertian Pengukuran

Pengukuran adalah proses menetapkan standar untuk setiap besaran yang tidak terdefinisi. Standar tersebut dapat berupa barang yang nyata, dengan syarat sifat barang tersebut tidak berubah–ubah dalam waktu yang lama. Yang perlu diperhatikan dalam melakukan aktifitas pengukuran adalah :

a. Standar yang dipakai harus memiliki ketelitian yang sesuai dengan standar yang dapat diterima oleh umum.

b. Cara pengukuran dan alat yang digunakan harus sesuai persyaratan.

Umumnya, dalam melakukan pengukuran dibutuhkan instrumen untuk menentukan besaran. Instrumen adalah sebuah alat untuk menentukan nilai dari suatu kuantitas atau variabel.

Instrumen membantu meningkatkan keterampilan manusia dalam banyak hal yang memungkinkan seseorang untuk menentukan nilai besaran yang tidak diketahui. Tanpa bantuan tersebut manusia tidak dapat menentukannya.

Dalam pengukuran, digunakan sejumlah istilah sebagai berikut : a. Ketelitian (Accuracy)

Ketelitian adalah harga suatu pembacaan instrumen yang mendekati harga sebenarnya dari variabel yang diukur.

b. Ketepatan (Precision)

Ketepatan adalah kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang sama dengan memberikan harga tertentu bagi sebuah variabel.

c. Kesalahan (Error)

Kesalahan adalah penyimpangan variabel yang diukur dari harga yang sebenarnya.

d. Sensitivitas (Sensitivity)

Sensitivitas adalah kepekaan suatu masukan agar dapat memberikan perubahan pada sistem.

e. Resolusi (Resolution)

Resolusi adalah perubahan nilai terkecil dalam nilai yang diukur dimana instrumen akan memberikan respon.

Ada empat hal yang diukur dalam proses industri minyak goreng, antara lain : 1. Tekanan (Pressure)

2. Suhu (Temperature) 3. Aliran (Flow)

4. Tinggi Permukaan (Level)

II.1.2. Karakteristik Pengukuran

Alat pengukur (sistem instrumentasi) yang merupakan suatu sistem yang digunakan untuk menunjang kegiatan proses industri, pada dasarnya adalah berfungsi untuk menentukan (mengukur) dan mencatat suatu besaran variabel proses pada tahapan proses industri.

Dengan mengetahui karakteristik suatu sistem instrumentasi maka kita dapat memperkirakan dan memperhitungkan tingkat kebenaran pengukuran dari sistem instrumentasi yang dipergunakan.

Karakteristik sistem instrumentasi yang akan menampilkan tingkat kebenaran pengukuran dapat disebabkan oleh beberapa faktor, misalnya karena perakitan yang kurang baik, jenis – jenis dan kualitas komponen yang digunakan atau dapat pula kondisi pemakaian yang tidak sesuai dengan kondisi pengkalibrasian alat.

Secara umum karakteristik sistem instrumentasi dapat digolongkan menjadi dua kelompok utama yaitu :

1. Karakteristik Statis

Karakteristik statis adalah karakteristik suatu sistem instrumentasi yang perlu diperhatikan untuk penggunaan pada suatu kondisi pengukuran yang tidak bergantung pada waktu (kapan saja).

Karakteristik – karakteristik tersebut antara lain : a. Ketelitian

Ketelitian dari suatu alat ukur (sistem instrumentasi) adalah penyimpangan dari harga yang diamati, dibandingkan dengan harga sebenarnya. Pada umumnya ketelitian ditentukan secara statis dan dinyatakan dalam satuan persentasi dari simpangan skala penuh.

b. Reproduksibilitas

Reproduksibilitas dari suatu alat ukur adalah derajat pendekatan dari suatu harga pada pengukuran yang berulang. Reproduksibilitas dari

suatu alat ukur dinyatakan dalam suatu unit untuk periode waktu tertentu. Misalnya dalam waktu sebulan, setahun dan seterusnya.

c. Sensitivitas

Sensitivitas dari sistem instrumentasi mempunyai pengertian : “Adanya perubahan terkecil dari suatu variabel pengukuran dengan menggunakan alat ukur yang masih memberikan pengamatan (response)”. Kebalikannya adalah “Dead Zone” yaitu harga terbesar dari suatu perubahan harga yang diukur dengan menggunakan alat ukur yang tidak dapat memberikan pengamatan (response).

2. Karakteristik Dinamis

Dalam banyak hal, karakteristik dinamis dari sistem instrumentasi menjadi pertimbangan pada pemakaiannya. Karakteristik dinamis antara lain adalah “kecepatan tanggap” dari sistem insrumen (alat ukur). Kecepatan tanggap adalah cepatnya alat ukur bereaksi terhadap setiap perubahan besaran yang diukur.

II. 2. Temperatur

Temperatur merupakan salah satu dari empat besaran dasar yang diakui oleh Sistem Pengukuran Internasional (The International Measuring System). Tidak seperti panjang, massa dan waktu yang merupakan besaran ekstensif, temperatur merupakan besaran intensif.

Untuk kebanyakan tujuan, hukum ke nol termodinamika memberikan konsep temperatur yang berguna. Hukum tersebut mengatakan, bahwa “Jika benda A dan B masing-masing dalam keadaan setimbang thermal (yaitu situasi

antara dua benda yang dalam keadaan kontak thermal menukarkan energi termal dalam jumlah yang sama. Waktu yang diperlukan untuk mencapai kesetimbangan thermal tergantung sifat benda tersebut. Pada saat kesetimbangan thermal ke dua benda mempunyai temperatur yang sama) dengan benda ke tiga C, maka benda A dan B dalam keadaan setimbang thermal terhadap satu sama lain”.

Benda ketiga C ini nanti yang akan kita sebut thermometer. Dua benda A dan B yang dalam kesetimbangan thermal mempunyai tempertur yang sama.

Lord Kelvin dalam tahun 1848 mengusulkan sekala temperatur termodinamika yang memberikan dasar teoritis yang tidak tergantung pada sifat bahan manapun dan didasarkan pada siklus Carnot.

Suatu angka dipilih untuk menjelaskan temperatur dari titik tetap yang ditentukan. Pada saat ini titik tetap diambil sebagai titik-tripel (triple point) (yaitu keadaan dimana fase-fase padat, cair dan uap berada bersama dalam ekuilibrium), dan karena inilah keadaan air dapat diulang dan dapat diketahui.

Angka ini adalah 273,16 0K (0K = derajat Kelvin) yang juga merupakan

titik es. Skala lain adalah Celcius, Fahrenheit, dan Rankine yang berkaitan satu sama lain seperti berikut :

0

F = 0C + 32 ...(2.1)

Atau 0C = (0F – 32)...(2.2)

0

R = 0F + 459,69...(2.3)

Skala temperatur yang bersumber dari hukum kedua termodinamika tidak mudah menerapkannya dalam praktek. Oleh karena itu International Practical

Temperature Scale 0f 1968 (IPTS-68) telah dipilih sebagai pendekatan yang

9 5 5 9

paling cocok dari skala temperatur termodinamika. Ketidaksesuaian antara kedua skala temperatur ini diperkirakan dalam derajat centigrade.

Pada dasarnya, ada empat metode pengukuran temperatur : 1. Pemuaian panas

2. Termolistrik 3. Resistansi 4. Radiasi

Metode yang dipilih akan tergantung pada faktor-faktor seperti ketelitian, persyaratan rekaman, persyaratan pengendalian, temperatur, lokasi, biaya dan kondisi luar yang penting.

II.3. Jenis-Jenis Alat Ukur Temperatur

Temperatur tidak diukur secara langsung, tetapi dengan cara tidak langsung, yaitu dengan mengamati pengaruh perubahan temperatur. Perubahan temperatur dapat menyebabkan berbagai macam perubahan, antara lain :

a. Perubahan volume b. Perubahan tekanan c. Perubahan viskositas d. Perubahan tegangan listrik

e. Perubahan tegangan listrik pada junction termokopel f. Perubahan resonansi kristal, dan lain-lain

II.3.1. Termometer Air Raksa

Prinsip kerja berdasarkan perubahan temperatur menyebabkan perubahan volume, agar perubahan volume tersebut dapat tampak lebih jelas (lebih sensitif), maka digunakan system reservoir dan kapiler (lihat Gambar 2.1.)

Gambar 2.1. Temometer Air Raksa

Umumnya bila suatu aliran dipanaskan maka volumenya akan bertambah menurut hubungan :

Vt = Vo + (1 + β Δt) ...(2.4) Keterangan : Vt = Volume pada termometer t

Vo = Volume mula

Β = Koefisien muai volume dari cairan Δt = Perubahan temperatur

II.3.2. Termometer Bimetal

Dua buah logam dengan koefisien muai panjang berbeda diletakkan sejajar, karena satu logam mempunyai koefisien muai panjang yang lebih besar, maka kenaikan temperatur akan ditunjukkan oleh penyimpangan (defleksi) dari bimetal. Penurunan temperatur akan disertai dengan gerakan pada arah yang

berlawanan. Umumnya bila suatu batang dipanaskan maka akan terjadi pertambahan panjang.

Lt = Lo (1 + α Δt) ...(2.5)

Keterangan : Lt = Panjang mula

α = Koefsien muai panjang Δt = Perubahan temperatur Lt = Panjang pada temperatur

Suatu batang bimetal yang mula-mula lurus pada temperatur To, akan melengkung bila temperatur diubah menjadi T. Jari-jari lengkungan akan mengikuti rumus empiris ( lihat Gambar 2.2).

t (3 (1 + m)2 + (1 + m) (m2 + 1/ mn))

R t m n

α

A dan

α

B

T

To

...(2.6) 6 (

α

A -

α

B) (T – To) (1 + m)2

Keterangan : = = = = = = =

Jari-jari lengkungan yang terjadi Tebal total pelat

Perbandingan tebal pelat terhadap A

Perbandingan modulus elastisitas bahan A terhadap B Masing-masing koefisien muai panjang bahan A dan B Temperatur pada waktu terjadi pelengkugan

(temperatur yang diukur/ ditunjukkan) (oC)

Temperatur pada waktu kedua pelat diletakkan (pada waktu pelat tidak melengkung) (0C)

Untuk mendapatkan sensitivitas yang lebih besar, diusahakan agar metal B mempunyai

α

A yang sekecil mungkin dan metal A yang sebesar mungkin.

Contohnya : invar (campuran besi-nikel) dengan koefisien muai kecil, paduan kuningan atau nikel dengan koefisien muai besar.

Bimetal ini selain pengukur pengukur temperatur, sering pula digunakan sebagai elemen control pada system pengontrol temperatur (pada kontroler jenis on-off).

Gambar 2.2. Temometer Bimetal Konstruksi antara lain :

- Spiral - Bentuk U - Washer - Helik

- Helik Ganda

-II.3.3. Termokopel

Termokopel terdiri dari sambungan (junction) dari dua logam yang berbeda. Pada sambungan ini terdapat tegangan listrik yang nilainya dipengaruhi

oleh temperature junction. Perubahan temperatur akan memberikan harga tegangan yang berubah pula.

Pada termokopel terdapat 3 efek yang saling berkaitan yaitu : 1. Efek Seebeck

Bila dua logam yang berbeda dan dihubungkan seperti pada Gambar 2.3 maka akan timbul tegangan listrik antara kedua terminal yang besarnya tergantung pada temperatur pada junctionnya (temperatur pada titik hubung antara kedua logam tersebut).

2. Efek Peltier

Bila pada junction tersebut mengalir arus listrik maka tegangan listrik yang terjadi tadi akan berubah naik atau turun tergantung dari arah arus listrik yang mengalir pada junction tersebut.

3. Efek Thomson

Bila sepanjang logam tersebut terdapat gradient temperatur, maka besarnya tegangan juga akan berubah.

Gambar 2.3. Termokopel

II.3.4. Termometer Bejana Kapiler

Pada sistem pengukuran temperatur yang menggunakan Termometer Bejana Kapiler ini, dapat terbagi menjadi tiga kelas :

Kelas I : Berisi cairan Kelas II : Berisi uap Kelas III : Berisi gas

Termometer jenis ini umumnya terdiri dari 3 bagian, seperti yang dapat diperhatikan pada gambar 2.4 berikut:

- Bejana sebagai elemen perasa - Pipa kapiler sebagai penghubung

- Pengukur tekanan seperti tabung bourdon, bellow, atau diafragma sebagai indikator

Gambar 2.4. Termometer Bejana Kapiler

II.3.5. Termometer Tahanan/ Platinum Resistance Pt-100

Platinum Resistance Pt-100 atau dikenal dengan Detektor Temperatur

Tahanan adalah salah satu bagian dari instrumen yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran suatu temperatur/suhu, yang menggunakan elemen sensitif dari kawat platina, tembaga, atau nikel murni yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing temperatur di dalam batas suhunya.

Detektor Temperatur Tahanan listrik berdasarkan perubahan tahanan listrik suatu logam terhadap perubahan temperatur, umumnya bila suatu logam

dipanaskan maka tahanan listriknya akan naik sesuai dengan temperaturnya menurut hubungan :

Rt = R

0 ( 1 + At + Bt 2

) Dimana :

R = tahanan pada suhu T

R0 = tahanan pada suhu To (Reference)

a,b = konstanta yang ditentukan dengan eksperimen a = 3,908x10-3 dan b = 5,775x10-7

α

= koefisien suhu dari bahan logam yang bersangkutan per 0C

II.3.5.1. Jenis-Jenis Logam PT-100

Platinum Resistance Pt-100 menggunakan karakteristik dari besaran

tahanan listrik dari suatu jenis logam yang berubah berdasarkan perubahan temperatur.

Dalam dunia industri atau penggunaannya di dalam suatu proses, biasanya

Platinum Resistance Pt-100 digunakan pada:

a. Mesin pendingin

b. Proses pembuatan makanan c. Kompor dan alat pemanggang d. Produksi kain/ textile

e. Produksi plastik

f. Produksi bahan-bahan kimia

g. Pembuatan bahan-bahan mikroelektronik h. Pengukuran suhu udara, gas, dan cairan-cairan

i. Pengukuran suhu tempat pembuangan gas

Beberapa jenis logam yang digunakan pada Pt-100 adalah platinum,

nickel dan copper (tembaga), yang masing-masing mempunyai karakteristik yang

sesuai dengan kenaikan temperatur dan kenaikan besaran tahanan.

Mengenai karakteristik resistensi temperatur dari bahan termoresistif pada kenaikan suhu, dapat dilihat pada Ggambar 2.1.

0 0 200 400 600 800 1.0

2.0 3.0 4.0 5.0

TEMPERATURE, 0_C

RELATIVE RESISTANCE, (RT/ R0

0C)

THERMISTOR

NICKEL TUNGSTEN

COPPER

PLATINUM

Gambar 2.1. Karakteristik Resistansi Temperatur dari Bahan Termoresistif pada Kenaikan Suhu

Banyak sekali pilihan dalam pertimbangan ketika memutuskan untuk memilih jenis elemen Pt-100 yang harus digunakan.

a. Tingkatan besaran temperatur

b. Batas toleransi, tingkat keakurasian, dan kemampuan untuk tidak mudah berubah-ubah

c. Kecepatan tanggap

Pada tabel 2.1 dapat dilihat batas temperatur dari beberapa jenis-jenis logam yang digunakan untuk Pt-100 .

Tabel 2.1. Jenis Logam Pt-100

Jenis Batas

Temperatur Keuntungan Kekurangan

Platina - 200 0C sampai dengan +650 0C

- Murah

- Stabilitas tinggi - Batas kerja lebar

- Waktu respons yang relatif lambat (5 S) - Tidak selinear

tembaga Tembaga -200 0C sampai

dengan +150 0C

- Linearitas tinggi - Ketelitian dalam batas

temperatur sekeliling

- Batas temperatur terbatas (sampai 150 0C)

Nikel - 70 0C sampai dengan +150 0C

- Umur panjang - Sensitivitas tinggi - Koefisien temperatur

tinggi

- Lebih linear dari pada tembaga - Batas temperatur

terbatas

A. Platinum Resistance Temperature Detector

Dari semua jenis logam, biasanya Platinum Resistance Pt-100 yang sering digunakan pada industri adalah jenis Platinum Resistance. karena memiliki kemampuan pengukuran suhu yang sangat luas dan memiliki koefisien tahanan terhadap suhu yang besar.

Platina memiliki karakteristik optimum dalam melayani berbagai rentang suhu. Meskipun platina itu adalah logam mulia yang paling sempurna dan tidak mudah teroksidasi, namun akan mudah mengalami kontaminasi pada suhu yang tinggi, diakibatkan oleh beberapa jenis gas seperti karbon monoksida, reduksi atmosfir lainnya dan oleh oksida logam.

Platina tersedia secara komersial dalam bentuk murni, serta memberikan karakteristik yang tahan terhadap suhu. Platina dengan koefisien temperatur dari tahanan sama dengan 0,00385 Ω/Ω( 0C) (untuk kisaran suhu 0 sampai 100 0C) telah digunakan sebagai standar untuk termometer industri di Amerika Serikat dan

di seluruh Eropa Barat sejak Perang Dunia II. Platina telah semakin mendapatkan perhatian di Amerika Serikat semenjak tidak adanya koefisien standar yang sudah terdefenisi dan diterima secara umum.

Platina memiliki titik lebur yang tinggi dan tidak mudah menguap pada suhu dibawah 1.200 0C. Selain itu, platina juga memiliki kekuatan tarik mencapai

18.000 psi dan resistivitas 60 Ω/(cir mil) (ft) pada 0 0C (9,83µΩ-cm).

Platina adalah bahan yang umumnya sering digunakan dalam pembuatan termometer standar laboratorium untuk pekerjaan kalibrasi. Dalam kenyataannya, termometer resistan platina (biasanya dengan dasar tahanan sama dengan 25,5 Ω pada 0 0C) adalah merupakan standar yang didefinisikan untuk standar kisaran

suhu pada titik oksigen (-182,96 0C) hingga pada titik antimoni (630,74 0C)

sebagaimana didefinisikan oleh International Practical Temperature Scale tahun 1968 (IPTS 68).

B. Nickel Platinum Resistance Pt-100

Untuk pengukuran temperatur pada industri dalam jarak -70 0C sampai

dengan 150 0C, Platinum Resistance Pt-100

dengan menggunakan jenis elemen logam nikel telah memiliki kegunaan yang luas dan efisien. Nikel memiliki kekuatan tarik 120.000 psi dan resistivitas 38,36

Ω/(cir mil)(ft) pada 0 0C (6,38 µΩ-cm).

Suhu maksimum dari termometer ini adalah terkait dengan jenis material yang digunakan sebagai pelindung kabel nikel, yang diantaranya lapisan tipis porselein, sutera atau kapas. Pemanfaatan kawat isolasi fiberglass untuk

3000C. Diatas suhu 300 0C nikel akan mengalami perubahan bentuk yang

membuat kurva resistensi suhu tidak beraturan.

Koefisien suhu dari nikel murni mendekati 0,0066 Ω/(Ω)(0C), sedangkan platinum kurang dari 0,0033 Ω/ (Ω)(0C). Sehingga penggunaan nikel yang menggantikan platina dalam termometer resistansi seringkali memberikan sensitivitas yang tinggi.

C. Copper Platinum Resistance Pt-100

Tembaga elektrolit dengan kemurnian tertinggi telah tersedia secara komersial, dan memiliki koefisien suhu dengan konsistensi tinggi untuk nilai resistansi sama dengan atau mendekati 0,0042 Ω/ (Ω) (0C), yang lebih tinggi dari platinum. Elemen resistansi tembaga ini dibuat untuk memanfaatkan koefisien suhu maksimal dan juga dapat dipertukarkan dengan merujuk pada hubungan suhu resistensi.

Kisaran suhu Resistance Temperature Detector tembaga adalah berkisar antara -200 hingga +150 0C, dan memiliki kecenderungan oksidasi pada suhu

tinggi. Tembaga memiliki kekuatan tarik 300.000 psi. Resistivitas tembaga adalah 9,38 Ω pada 0 0C dengan nilai yang lebih rendah dari platina atau nikel.

II.4. Sistem Kontrol

Sistem kontrol telah memegang peranan peranan yang sangat penting dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Sistem kontrol telah menjadi bagian yang penting dan terpadu dari proses–proses dalam pabrik dan

industri modern. Misalnya, kontrol otomatis dalam kontrol numerik dari mesin alat-alat bantu di industri manufaktur.

Selain itu sistem kontrol juga merupakan bagian yang penting dalam operasi industri seperti pengontrolan tekanan, suhu, kelembaban, viskositas, dan arus dalam proses industri.

II.4.1. Pengertian Sistem Kontrol

Sistem kontrol adalah suatu sistem yang terdiri dari beberapa komponen atau elemen pendukung yang digunakan untuk mengukur nilai dari variabel sistem yang dikontrol dan menerapkan variabel tersebut ke dalam sistem untuk mengoreksi atau membatasi penyimpangan nilai yang diukur dari nilai yang dikehendaki.

Dalam istilah lain disebut juga teknik pengaturan, sistem pengendalian atau pengontrolan. Ditinjau dari segi peralatan, sistem kontrol terdiri dari susunan beberapa komponen fisis yang digunakan untuk mengarahkan aliran energi ke suatu mesin atau proses agar dapat menghasilkan nilai yang diinginkan.

Tujuan utama dari suatu sistem pengontrolan adalah untuk mendapatkan optimasi, yang diperoleh berdasarkan fungsi dari sistem kontrol itu sendiri, yaitu : pengukuran (measurement), pembanding (comparison), pencatatan dan perhitungan (computation), serta perbaikan (correction).

Secara umum sistem kontrol dapat dikelompokkan sebagai berikut : a. Dengan operator (manual)

Di dalam sistem kontrol secara otomatik maka akan terdapat sistem kontrol jaringan tertutup (closed-loop) dan jaringan terbuka (open-loop).

Sistem kontrol dapat dilakukan secara kontinu (analog) dan diskontinu (digital). Sistem kontrol juga dapat dilakukan berdasarkan sumber penggerak, diantaranya elektris, pneumatis (udara, angin), hidraulis (cairan) dan mekanis.

Pengontrolan secara elektris dan pneumatis atau kombinasinya lebih banyak ditemukan dalam industri maupun aplikasi teknis lainnya. Hal ini disebabkan beberapa kelebihan yang diberikannya yaitu pemakaian daya yang lebih kecil, kemampuan untuk pengontrolan jarak jauh, lebih mudah diperoleh, dan responsnya lebih cepat. Di samping itu dimensi peralatan dapat dibuat lebih kecil.

II.4.1.1. Sistem Kontrol Manual dan Otomatis

Pengontrolan secara manual adalah pengontrolan yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator. Sedangkan pengontrolan secara otomatis adalah pengontrolan yang dilakukan oleh mesin-mesin/ peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya di bawah pengawasan manusia.

Sistem kontrol otomatis adalah sistem kontrol umpan balik dengan acuan masukan atau keluaran yang dikehendaki dapat konstan atau berubah secara perlahan dengan berjalannya waktu dan tugas utamanya adalah menjaga keluaran sebenarnya berada pada nilai yang dikehendaki dengan adanya gangguan.

Pengontrolan secara manual banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari seperti penyetelan suara radio, televisi, pengaturan cahaya layar televisi,

pengaturan aliran air melalui keran, pengaturan kecepatan kendaraan, dan lain-lain.

Sedangkan pengontrolan secara otomatis banyak ditemui dalam proses industri, beberapa diantaranya adalah pengaturan otomatis tegangan pada “plant” daya listrik di tengah – tengah adanya variasi beban daya listrik dan kontrol otomatis tekanan, kekentalan, dan suhu dari proses kimiawi.

II.4.1.2. Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka dan Rangkaian Tertutup

Sistem kontrol rangkaian terbuka (open-loop control system) merupakan sistem yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap besaran masukan, sehingga variabel yang dikontrol tidak dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan. Dengan kata lain, sistem kontrol rangkaian terbuka keluarannya tidak dapat digunakan sebagai perbandingan umpan balik dengan masukan. Suatu contoh sederhana adalah mesin cuci.

Perendaman, pencucian, dan pembilasan dalam mesin cuci dilakukan atas basis waktu. Mesin ini tidak mengukur sinyal keluaran yaitu tingkat kebersihan kain. Setiap gangguan yang terjadi akan menimbulkan pengaruh yang tidak

diinginkan pada outputnya, seperti terlihat pada Gambar 2.5 dibawah ini.

PENGONTROL SISTEM

INPUT OUTPUT

Gambar 2.5. Blok Diagram Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka

Sistem kontrol rangkaian tertutup (closed-loop control system) merupakan sistem pengendalian dengan besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran

masukan sehingga besaran yang dikendalikan dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan melalui alat pencatat (indikator atau rekorder).

INPUT +

Gambar 2.6. Blok Diagram Sistem Kontrol Rangkaian Tertutup

Perbedaan yang terjadi antara besaran yang dikendalikan dan penunjukkan pada alat pencatat digunakan sebagai koreksi, seperti terlihat pada gambar 2.6 di atas.

Aplikasi sistem kontrol rangkaian terbuka dan tertutup juga ditemui pada proses-proses lain. Salah satu contoh dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut: Jika seseorang mengendarai mobil, maka kecepatan beserta percepatan kendaraan tersebut dapat ditentukan dan dikontrol oleh pengendara dengan cara mengamati kondisi lalu lintas dan mengendalikan setir, rem, dan alat-alat pengontrol lainnya.

Jika pengendara ingin menjaga kecepatan dalam suatu harga yang konstan (sebagai keluaran) maka pengendara dapat mengaturnya melalui pedal percepatan (gas) dan harga ini secara tetap dapat diperoleh dengan mengamati penunjukan

speedometer (alat penunjuk kecepatan).

Dengan mengamati besarnya keluaran tersebut, berarti setiap saat diberikan suatu informasi/efek terhadap masukan (dalam hal ini adalah

UMPAN BALIK PROSES

pengendara dan pedal gas), sehingga jika terjadi penyimpangan terhadap kecepatan, pengendara dapat mengendalikannya kembali ke harga yang seharusnya.

Contoh di atas adalah sistem kontrol dengan jaringan tertutup

(closed-loop), dan akan berubah menjadi sistem terbuka jika keadaan tersebut tidak

dilengkapi dengan speedometer.

Tanpa adanya alat penunjuk kecepatan ini, maka pengendara tidak dapat mengetahui berapa kecepatan sebenarnya dari kendaraan tersebut setiap saat, yang berarti juga bahwa dia tidak dapat mengendalikan (membuat) kecepatan pada suatu harga yang diinginkan.

II.4.1.3. Kontinu (Analog) dan Diskontinu (Digital) Pengontrolan secara kontinu dapat dibagi:

a. Kesebandingan (proporsional), P-(Control), yaitu keluaran sebanding dengan penyimpangan (deviasi). Contohnya adalah pengontrolan uap melalui katup, transmitter tekanan, dan lain-lain.

b. Integral (I), yaitu keluaran selalu berubah selama terjadi deviasi (penyimpangan), dan kecepatan perubahan keluaran tersebut sebanding dengan penyimpangan. Misalnya level cairan di dalam tangki, sistem tekanan gas. Karena keluaran yang selalu berubah ini, tipe ini disebut juga “Proportional Speed Floating Control”.

c. Differensial (D). d. Kombinasi P, I dan D.

Pengontrolan tipe integral dan differensial jarang dipakai secara tersendiri, tetapi digabungkan dengan jenis proporsional untuk menghilangkan keragu-raguan jika jenis proporsional ini memerlukan karakteristik yang stabil. Dengan penggabungan ini akan diperoleh suatu sistem kontrol yang lebih stabil sehingga sensitivitas atau kecepatan responsnya akan menjadi lebih besar.

Sedangkan pengontrolan secara digital dilakukan oleh komponen-komponen diskrit dan dapat dibagi atas :

a. Pengontrolan dengan dua posisi (bang-bang control), misalnya: rile, thermostat, level, sakelar ON-OFF, dan lain-lain.

b. Posisi ganda, misalnya sakelar pemilih (selector switch).

c. Floating: Pada posisi relatif tidak terbatas. Dalam jenis ini, pemindahan

energi dapat dilakukan melaui salah satu daripada beberapa kemungkinan yang ada.

II.4.2. Karakteristik Sistem Kontrol Otomatik

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, suatu sistem kontrol adalah otomatik (Automatic Control System) jika sistem tersebut merupakan jaringan tertutup (Closed-Loop), dan cara pengontrolan variabel dilakukan oleh peralatan-peralatan otomatik berupa peralatan-peralatan elektris, pneumatis, mekanis maupun kombinasinya. Berdasarkan pada hal tersebut, beberapa karakteristik penting dari sistem kontrol otomatik adalah sebagai berikut:

a. Sistem kontrol otomatik merupakan sistem dinamis (berubah terhadap waktu) yang dapat berbentuk linear maupun non linear. Secara matematis kondisi ini dinyatakan oleh persamaan-persamaan yang berubah terhadap waktu, misalnya persamaan differensial linear maupun tidak linear.

b. Bersifat menerima informasi, memprosesnya, mengolahnya, dan kemudian mengembangkannya.

c. Komponen/unit yang membentuk sistem kontrol ini akan saling mempengaruhi (berinteraksi).

d. Bersifat mengembalikan sinyal kebagian masukan (feedback) dan ini digunakan untuk memperbaiki sifat sistem.

e. Karena adanya pengembalian sinyal ini (sistem umpan balik) maka pada sistem kontrol otomatik selalu terjadi masalah stabilitas.

II.4.3. Pemakaian Sistem Kontrol Otomatik

Pemakaian sistem kontrol otomatik banyak ditemui dikehidupan sehari-hari, baik dalam pemakaian langsung maupun tidak langsung.

Pemakaian dari sistem kontrol ini dapat dikelompokkan sebagai berikut: a. Pengontrolan proses: temperatur, aliran, tekanan, tinggi permukaan cairan,

viskositas, dan lain-lain. Misalnya pada industri kimia, makanan, tekstil, pengilangan, dan lain-lain.

b. Pembangkit tenaga listrik.

c. Pengontrolan numerik (Numeric Control, N/C): Pengontrolan operasi yang membutuhkan ketelitian tinggi dalam proses yang berulang-ulang..

BAB III

RESISTANCE TEMPERATUR DETECTOR

Resistance Temperature Detector (RTD) atau dikenal dengan Detektor Temperatur Tahanan adalah sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran suatu temperatur/suhu dengan menggunakan elemen sensitif dari kawat platina, tembaga, atau nikel murni, yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing temperatur di dalam kisaran suhunya. Semakin panas benda tersebut, semakin besar atau semakin tinggi nilai tahanan listriknya, begitu juga sebaliknya. Pt-100 merupakan tipe RTD yang paling populer yang digunakan di industri.

Resistance Temperature Detector merupakan sensor pasif, karena sensor ini

membutuhkan energi dari luar. Elemen yang umum digunakan pada tahanan resistansi adalah kawat nikel, tembaga, dan platina murni yang dipasang dalam sebuah tabung guna untuk memproteksi terhadap kerusakan mekanis. Resistance

Temperature Detector (Pt-100) digunakan pada kisaran suhu -200 0C sampai

dengan 650 0C.

III.1. Penggunaan dan Prinsip Kerja RTD (Pt-100) pada Crystalizer Tank Pada proses pengkristalan/ pendinginan minyak, RTD (Pt-100) digunakan untuk mengukur dan mengatur penurunan suhu dari minyak RBDPO (Refined

Bleached Deodorized Palm Oil). Suhu minyak RBDPO yang masuk (setelah

adalah 65 0C. Sedangkan suhu yang ingin dicapai agar minyak dapat menjadi

butir-butiran kristal stearin adalah 13 0C, untuk produk Minyak Goreng Filma.

Pada Gambar 3.1 dibawah, dapat dilihat hasil akhir dari minyak RBDPO yang sudah menjadi butiran-butiran kristal stearin.

Gambar 3.1. Minyak yang Sudah Mengkristal

Dalam proses penurunan suhu minyak ini digunakan air sebagai pendingin. Air pendingin ini berasal dari cooling tower (dengan suhu 28-30 0C)

dan dari mesin water chiller (dengan suhu 7-10 0C). RTD (Pt-100) dipasang pada

tangki crystalizer (untuk mengawasi penurunan suhu dari minyak) dan dipasang pada saluran pipa masukan air pendingin ke dalam tangki crystalizer (untuk mengatur debit air dan perubahan penggunaan air cooling menjadi air chilling).

Prinsip kerja dari RTD (Pt-100) yang digunakan untuk pengukuran minyak ini adalah, ketika RTD pada tangki crystalizer menerima panas dari minyak, maka panas tersebut akan dikonversikan oleh RTD ke dalam bentuk besaran listrik yaitu tahanan. Panas yang dihasilkan berbanding lurus dengan tahanan dari jenis elemen logam platina yang ada pada sensor RTD, kemudian

Crystalizer Tank

(OIL) RTD (Pt-100)

WATER RTD (Pt-100)

GENIUS BUS GE – FANUC 90

PLC GE – FANUC 90

(Monitoring) CONTROL

VALVE

AUTOMATIC VALVE

Gambar 3.2. Blok Diagram RTD (Pt-100) untuk Pengukuran Suhu Minyak dan Pengaturan Air Pendingin

Pada tipe RTD (Pt 100) ini, jika suhu yang dibaca adalah 0°C berarti tahanan yang dihasilkan oleh RTD dan diterima oleh Genius BUS adalah 100Ω, begitu juga jika suhu 100°C berarti tahanan yang dihasilkan oleh RTD dan diterima Genius Bus adalah 138,5 Ω yang dapat dilihat dari tabel referensi RTD (Pt-100) (Lampiran 3).

Perbandingan antara suhu dengan tahanan yang dibaca, dapat juga dihitung dengan rumus seperti dibawah ini :

Rt = R0 ( 1 + At + Bt2 )

R0 = 100Ω

Contoh : 1. t = 0 Rt = ?

Rt = 100 [ 1 + (3,9083 x 10-3 x 0) + (-5,775 x 10-7 x 02) ]

Rt = 100 [ 1 + 0 + 0 ] Rt = 100 Ω

2. t = 13,5 Rt = ?

Rt = 100 [ 1 + (3,9083 x 10-3 x 13,5) + (-5,775 x 10-7 x 13,52) ]

Rt = 100 [ 1 + 0,0527 – 0,000105 ] Rt = 105,25 Ω

3. t = 100 Rt = ?

Rt = 100 [ 1 + (3,9083 x 10-3 x 100) + (-5,775 x 10-7 x 1002) ]

Rt = 100 + 39,083 – 0,5775 Rt = 138,50 Ω

Tahanan tadi dikonversikan kembali oleh Genius BUS menjadi sinyal komunikasi dan kemudian dikirimkan ke PLC (Programmable Logic Controllers) melalui kabel komunikasi. PLC akan mengkonversikan kembali dalam bentuk derajat Celsius yang akan ditampilkan pada monitor. Maka operator dapat melihat penurunan suhu yang terjadi pada minyak

CONTROL VALVE

RTD (Pt-100) +

-PLC

I (mA) ₀

C

R (Ω)

Gambar 3.3 Diagram Sistem Kontrol pada Proses Pengaturan Suhu Minyak

Sedangkan RTD yang berada pada pipa saluran masukan air pendingin ke tangki crystallizer, terinterkoneksi dengan Control Valve, yang akan mengatur

berfungsi untuk menentukan pergantian dari air pendinginan yang menggunakan air dari Cooling Tower, menjadi air pendingin dari Water Chiller (Gambar 3.3)

Pada proses pengkristalan ini digunakan juga agitator yang berfungsi untuk mengaduk isi dari crystalizer tank agar suhu minyak menjadi homogen. Kecepatan putar dari motor pada agitator ini juga diatur dengan menggunakan inverter (mengatur kecepatan putaran dengan merubah frekuensi dari motor).

Tabel 3.1. Segment-Segment untuk Pengawasan Suhu Minyak

SEGMENT TEMP OIL

( SET POINT ) ( 0C )

TIME SETTING ( MIN )

AGITATOR SETTING

( RPM )

DELTA T

( 0C )

SEGMENT 0 65 0 25 35

SEGMENT 1 55 60 25 25

SEGMENT 2 45 85 25 15

SEGMENT 3 30 35 25 1

SEGMENT 4 28 90 24 2

SEGMENT 5 26.7 160 24 3

SEGMENT 6 25.8 60 24 3

SEGMENT 7 23.3 30 23 3

SEGMENT 8 21 55 23 3

SEGMENT 9

19 65 22 2

SEGMENT 10 17.8 110 22 2

SEGMENT 11 15 200 20 2

SEGMENT 12 13.5 250 20 2

TOTAL TIME

Proses pengkristalan minyak yang terjadi pada Crystalizer Tank ini menghabiskan waktu yang tidak sebentar, yaitu 9-10 jam. Sehingga dibutuhkan tingkat ketelitian, keakurasian dan pengawasan yang tinggi.

Apabila terjadi kesalahan baik pada instrumen sensor RTD maupun kesalahan oleh para pengawas, maka minyak yang diproses akan menjadi rusak atau jelek mutunya, sehingga biasa disebut minyak menjadi susu.

Untuk memudahkan pengawasan dan pengaturan penurunan suhu minyak, maka dibuat pembagian waktu berdasarkan recipe/perhitungan yang dilakukan oleh laboratorium agar mencapai tingkat pengkristalan yang terbaik.

Dengan menggunakan tabel 12 segment dan grafik penurunan suhu minyak. Dalam hal ini grafik minyak harus mengikuti grafik air karena sebagai pengukur pendingin minyak adalah air, dengan selisih antara air dan minyak adalah ≤ 3 0C.

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 0 60 50 40 30 20 10 5 35 25 15 45 55 65 70

TIME SETTING ( MIN )

TEMPERATURE (

0C )

III.2. Keuntungan dan Kerugian dari RTD (Pt-100)

Dalam penggunaannya, RTD (Pt-100) juga memiliki kelebihan dan kekurangan.

Kelebihan dari RTD (Pt-100) :

a. Ketelitiannya lebih tinggi dari pada termokopel. b. Tahan terhadap temperatur yang tinggi.

c. Stabil pada temperatur yang tinggi, karena jenis logam platina lebih stabil dari pada jenis logam yang lainnya.

d. Kemampuannya tidak akan terganggu pada kisaran suhu yang luas.

Kekurangan dari RTD (Pt-100) : a. Lebih mahal dari pada termokopel.

b. Terpengaruh terhadap goncangan dan getaran.

c. Respon waktu awal yang sedikit lama (0,5 s/d 5 detik, tergantung kondisi penggunaannya).

d. Jangkauan suhunya lebih rendah dari pada termokopel. RTD (pt-100) mencapai suhu 650 0C, sedangkan termokopel mencapai suhu 1700 0C.

III.3. Konstruksi dan Pemasangan RTD (Pt-100)

Pada Gambar 3.3dan Gambar 3.4dapat dilihat bentuk fisik dan konstruksi dari Resistance Temperature Detector (Pt-100). Dari konstruksi RTD tersebut dapat dilihat pada bagian perasa/sensor yang berbahan platina terhubung oleh penghubung kabel utama, yang diisolasi oleh fiber glass atau bahan keramik.

RTD (Pt-100) yang digunakan pada tangki Crystalizer ada 2 jenis, dengan panjang yang berbeda. Salah satu diantaranya di pasang pada tangki dan yang lainnya dipasang pada saluran air pendingin.

Berikut ini adalah spesifikasi dari RTD (Pt-100) yang digunakan pada tangki Crystallizer:

A. RTD

BRAND : YOKOGAWA INDUSTRIES MODEL : TR10-AAA3CDSJCB000 L : 400 mm. 2 X Pt-100/A/3

RANGE : -200. +650 0C

Gambar 3.3. Resistance Temperature Detector (Pt-100)

Sarung Pelindung

Bahan Isolasi Termometer Resistan _{Kabel Utama}

Penghubung ke Kabel Utama

Pada Gambar 3.5, Gambar 3.6, dan Gambar 3.7 dapat dilihat pemasangan RTD (Pt-100) untuk pengukuran suhu minyak dan pengukuran suhu air pada tangki crystalizer. Pemasangan dari RTD untuk pengukuran suhu minyak sebaiknya ditempatkan pada bagian bawah pada tangki crystalizer, karena minyak yang berada di dalam tangki bersuhu homogen/sama.

Apabila diletakkan pada bagian samping dari tangki, dikhawatirkan untuk pengukuran suhu minyak akan terganggu karena berdekatan dengan coil-coil/ saluran air pendingin yang berada di dalam tangki crystalizer tersebut.

RTC

Gambar 3.5. Pemasangan RTD untuk Minyak dan Air pada Crystalizer Tank

RTD (Oil)

P4

AGITATOR CRYSTALIZER TANK

CV RTD (Water)

V4 V5

Gambar 3.6. Pemasangan RTD (Pt-100) pada Tangki Crystalizer

Gambar 3.7. Pemasangan RTD (Pt-100) pada Pipa Air Pendingin

III.4. Tipe-Tipe RTD

Resistance Temperature Detector (RTD) yang banyak digunakan pada

industri adalah jenis Platinum Resistance Temperature Detector. Itu semua ditetapkan oleh JIS C 1604 di Jepang.

Terdapat dua tipe dari RTD, tipe pertama adalah Pt-100 yang telah disesuaikan dengan standar internasional, dan tipe kedua adalah JPt-100 yang telah disesuaikan dengan standar Jepang. Keduanya tidak dapat dipertukarkan karena perbandingan dari nilai tahanan pada 100 0C dan 0 0C (R100/R0) adalah

Tabel 3.1. Tipe dari Platinum Resistance Temperature Detector

Tipe R100/ R0 Kelas Tingkat

Arus

Operating Temperature

Range

Lead Wire System

Pt 100 1,3850 Kelas A

Kelas B 1 mA 2 mA 5mA* L M H

-200 s/d 100 0C 0 s/d 350 0C 0 s/d 650 0C

2 – wire* 3 – wire 4 – wire

JPt100 1,3916 Kelas A

Kelas B 1 mA 2 mA 5mA* L M H

-200 s/d 100 0C 0 s/d 350 0C 0 s/d 650 0C

2 – wire* 3 – wire 4 – wire

Note : “ * ” Tidak digunakan pada kelas A

Banyak juga Resistance Temperature Detector di negara lain yang telah disesuaikan dengan IEC Standard. Di Inggris dan Jerman, standarnya sama persis dengan IEC Pub 751.

Singkatan :

JIS : Japanese Industrial Standars

IEC : International Electrotechnical Commission ASTM : American Society for Testing and Materials

III.5. Pemeliharaan (Maintenance)

Pemeliharaan sangatlah penting untuk keselamatan dan menjaga keakurasian pengukuran temperatur dan juga pengontrolan/pengaturan. Walaupun metode pemeliharaan berbeda-beda tergantung pada pengoperasian, maka disarankan untuk mengikuti cara berikut ini :

a. Cara pengaturan pemeliharaan dalam bekerja.

b. Pemberian tambahan pengetahuan dan training kepada para pekerja. c. Keamanan dari para pekerja.

d. Standarisasi dari pemeliharaan.

e. Ketelitian pengontrol dari pemeriksaan peralatan. f. Persiapan dan manajemen dari data pemeliharaan.

Pemeliharaan dan inspeksi dari pemakaian sensor temperatur sangat bergantung pada cara penginstalasian dan maksud penggunaannya, mereka tidak bisa ditanggani secara sama. Metode umum berikut dapat dijadikan masukan :

a. Pemeriksaan dan pemeliharaan harian

Sensor temperatur tidak akan memberikan informasi tentang suhu jika hubungannya tidak terkoneksi dengan baik. Kita juga tidak mengetahui jika terjadi kerusakan/ naik-turunnya suhu secara tidak normal pada RTD. Oleh sebab itu, sebaiknya diletakkan sensor temperatur lainnya didekat RTD tersebut, seperti penggunaan Temperature Gauge yang dapat langsung dibaca dan juga sebagai pembanding pembacaan temperatur, yang diletakkan pada tangki crystalizer sehingga dapat dilihat sehari-hari di lapangan

b. Konfirmasi kondisi pekerjaan di lapangan

Tipe dan jenis dari sensor temperatur bergantung pada apa yang akan diukur dan dimana akan digunakan. Sebaiknya kondisi tempat kerja/tempat terpasangnya RTD tidak berubah. Jika terjadi perubahan sebaiknya dikonfirmasikan bahwa temperatur yang digunakan masih sama. Jika tidak sama sebaiknya diganti dengan temperatur yang sama dengan yang ada di lapangan, sehingga cocok dengan kondisi yang ada.

c. Konfirmasi nilai arus normal

Resistance Temperature Detector memiliki arus yang mengikutinya ke

elemen untuk pengukuran pada tiap nilai tahanan. Nilai dari arus normal ini harus dijaga dalam rangka memberikan tingkat ketelitian

yang berkelanjutan. Jika arus normal tersebut berubah, maka akan ada perubahan panas di dalamnya dan akan terjadi kesalahan dalam pengukuran. Sebaiknya arus normal dapat terjaga.

d. Pembersihan dan pemeriksaan tabung proteksi

Debu, kotoran dan yang lainnya ketika masuk ke dalam tabung proteksi akan menyebabkan kesalahan dalam pengukuran. Bersihkan secara periodik. Tabung proteksi dipasang untuk melindungi sensor temperatur terhadap gangguan pengukuran atmosfir.

Sebaiknya dipastikan bahwa itu tidak pernah berkarat atau teroksidasi dan bebas dari ganguan mekanikal. Ketika memindahkan sensor temperatur untuk melakukan pemeriksaan, sebaiknya diperhatikan bahwa tidak ada benda asing yang masuk ke dalam tabung proteksi. Kemudian sebaiknya dibersihkan bagian dalamnya jika perlu. Sebaiknya diperhatikan bahwa tidak ada air yang berada di dalam tabung proteksi yang akan menyebabkan banyak masalah.

e. Inspeksi daerah instalasi dan kondisi lapangan

Terkadang Resistance Temperature Detector terpasang menggunakan skrup atau sambungan pipa. Tergantung dari cara penggunaannya, beberapa sensor mungkin digunakan pada getaran mekanikal pada pompa, pembangkit listrik, atau pengunaan pada pengukuran cairan. Ganguan-ganguan dari luar ini akan mengakibatkan penyempitan pada komponen. Ketika kondisi sudah memuncak, material atau sambungan las akan rusak, dan akhirnya udara luar akan masuk, atau cairan akan keluar.

Dapat diperhatikan pada kondisi sensor temperatur, yang mana dapat diperiksa secara visual/dilihat.

f. Pemeriksaan berkala

Walaupun sensor temperatur bekerja dengan baik, sebaiknya dipindahkan/ dikeluarkan kemudian buat perbandingan dengan standar termometer dua atau tiga kali dalam setahun, jika itu memungkinkan.

BAB IV

PROSES CRYSTALIZER

IV.1. Umum

Dalam proses pengolahan Crude Palm Oil (CPO) menjadi minyak goreng Sania oleh PT. Smart tbk belawan terbagi atas 2 tahap proses produksi, yaitu :

1. Proses Pemurnian (Refinery)

Mutu minyak yang dihasilkan dari proses pemurnian (refinery), ditentukan oleh mutu minyak dari CPO, kesempurnaan proses produksi, penambahan atau perbandingan bahan tambahan pendukung.

Adapun bahan tambahan yang digunakan dalam proses pembuatan minyak goreng adalah :

a. Asam fospat (Phosporit Acid/H3PO4) yang digunakan untuk mengikat

gums pada CPO.

b. Bleaching Earth, yang digunakan sebagai bahan pemutih.

c. Steam yang digunakan sebagai bahan pemanas tambahan.

Hasil dari proses refinery adalah RBDPO (Refined Bleached Deodorized

Palm Oil) yang selanjutnya akan diproses lebih lanjut pada proses

fraksinasi.

2. Proses Pemisahan (Fraksinasi)

Proses fraksinasi adalah minyak yang dihasilkan menjadi minyak goreng dan stearin. Pada proses fraksinasi, mutu minyak ditentukan dari kesempurnaan proses kristalisasi minyak dan filter press. Proses fraksinasi

merupakan pemisah fraksi padat (stearin) dari fraksi cair (olein). Pada prinsipnya fraksi kelapa sawit adalah berdasarkan titik lelehnya.

IV.2. Proses Crystalizing

Proses Crystalizing merupakan salah satu proses yang terjadi di dalam proses fraksinasi. Proses Crystalizing adalah proses pengkristalan minyak sehingga membentuk kristal-kristal stearin yang terbentuk pada suhu berkisar 130C-15 0C. Di dalam proses pengkristalan minyak ini maka dibutuhkan ketelitian

dari instrumen RTD (Pt-100) dan pengawasan yang cermat dari operator.

Gambar 4.1. Crystalizer Tank

Proses pengkristalan minyak yang terjadi di dalam tangki Crystalizer (Gambar 4.1) akan terbagi di dalam beberapa tahap proses yaitu, Proses Filling (pengisian), Proses Cooling (pendinginan dengan air Cooling Tower), Proses

Chilling (pendinginan dengan Water Chiller), Proses Filtrasing (proses

gambar Piping and Instrument Diagram (P&ID). Dan juga urutan proses (Flow

Chart Process) pada Lampiran 2.

IV.2.1. Proses Filling

Hasil dari proses yang terjadi pada Refinery yaitu minyak RBDPO, dimasukkan ke dalam tangki Buffer, suhu minyak yang berada di tangki berkisar 55-60 0C. Kemudian katup V1 dibuka, sedangkan katup V2 dan katup V3 dalam

keadaan tertutup, lalu pompa P1 memompa minyak tersebut ke Heat Exchanger (Gambar 4.2.).

Gambar 4.2. Heat Exchanger

Minyak yang akan dikristalkan pada Crystalizer Tank harus bermula pada suhu 60-65 0C. Sehingga minyak yang berada di Buffer Tank akan dipanaskan

kembali oleh Heat Exchanger yang bekerja dengan menggunakan panas dari

steam.

Setelah minyak tersebut dipanaskan, proses Filling dimulai, yaitu minyak yang sudah dipanaskan diisikan ke dalam tangki Crystalizer. Level Transmitter akan memberikan informasi bahwa tangki Crystalizer sudah dalam keadaan

penuh. Apabila terjadi Over Load, maka High High Level Switch akan mematikan Pompa (P1) pengisian secara otomatis, kemudian V1 ditutup. Kapasitas dari tangki Crystalizer yang berada di pabrik PT. Smart tbk belawan adalah 40 ton.

Selanjutnya Agitator (Gambar 4.3.) akan bekerja untuk mengaduk isi dari tangki tersebut, sehingga suhu minyak yang berada di dalam tangki Crystalizer akan bersifat homogen/sama.

Gambar 4.3. Agitator IV.2.2. Proses Cooling

Ketika proses pengisian (Filling) sudah selesai, proses Cooling dimulai, yaitu proses penurunan suhu minyak dengan menggunakan air dari Cooling Tower yang berkisar 28-30 0C. Maka Control Valve, Katup V5, dan Katup V6 dibuka,

sedangkan Katup V4 dan Katup V7 ditutup. Di dalam tangki Crystalizer terdapat pipa yang membentuk coil (Gambar 4.4.) yang merupakan tempat mengalirnya Air Pendingin.

Gambar 4.4. Coil dan Kipas Pengaduk di dalam Crystalizer Tank

Setelah jalur untuk sirkulasi air dari Cooling Tower (Gambar 4.5.) sudah terbuka, maka air yang berasal dari Cooling Tower akan dipompakan oleh P4 dan menuju tangki Crystalizer.

Proses Cooling ini disesuaikan dan bekerja berdasarkan dengan recipe dan

set point yang sudah ditetapkan.

Gambar 4.5. Cooling Tower

Instrumen RTD untuk pengukuran suhu air yang berada di jalur pipa masuk akan terinterkoneksi dengan Control Valve dan akan mengatur jumlah/debit air pendingin yang mengalir pada Crystalizer Tank. Sehingga

IV.2.3. Proses Chilling

Ketika minyak yang didinginkan dengan air dari Cooling Tower sudah mencapai 30 0C, maka P4 dimatikan, kemudian Proses Chilling dilakukan. Yaitu

pendinginan minyak dengan menggunakan air yang berasal dari mesin Water

Chiller (Gambar 4.6.) yang memiliki suhu berkisar 7-10 0C. Katup V5 dan katup

V6 ditutup, dan katup V4 dan katup V7 dibuka.

Gambar 4.6. Water Chiller

Setelah jalur sirkulasi telah terbuka, maka air yang berasal dari Water

Chiller masuk ke tangki dingin sementara. P6, P4, dan P7 diaktifkan, sehingga air

dari Water Chiller dapat bersirkulasi. Penurunan suhu ini juga disesuaikan dan bekerja berdasarkan dengan recipe dan set point yang sudah ditetapkan secara otomatis, sesuai dengan program yang telah dimasukkan ke dalam PLC. Tetapi jika proses pendinginan minyak tidak sesuai dengan hasil pengamatan minyak (dilihat dari grafik penurunan suhu), maka proses ini dapat diatur secara manual oleh operator pada monitor TRC di ruang Control Room.

Suhu akhir dari minyak yang ingin dicapai adalah 13-14 0C. Pada suhu ini

IV.2.4. Proses Filtrasing

Ketika suhu pengkristalan sudah dicapai, selanjutnya minyak tersebut dianalisa di laboratorium untuk mengetahui apakah mutu pengkristalan minyak sudah sesuai dengan yang diinginkan, atau tidak sesuai. Jika minyak sudah dianggap baik mutunya, maka Proses Filtrasing dapat dimulai, yaitu pemisahan antara minyak dan butiran Stearin dengan mesin Filter Press (Gambar 4.7.). V8 akan dibuka dan P3 akan memompakan minyak yang sudah jadi tersebut ke Filter

Press.

Ketika isi tangki Crystalizer sudah berkurang setengah dari isi tangki yaitu 20 ton, Level Transmitter akan mematikan pompa P3 dan menutup V8. Dikarenakan mesin Filter Press berkapasitas hanya 20 ton.

Gambar 4.7. Mesin Filter Press

Selama proses di Filter Press sedang berlangsung, maka sisa minyak yang masih berada dalam tangki Crystalizer harus tetap diaduk oleh Agitator dan suhu minyak harus tetap dijaga.

Setelah pemisahan pada Filter Press sudah selesai, selanjutnya V8 dibuka dan P3 diaktifkan kembali sehingga sisa dari isi tangki Crystalizer dapat dikirim

ke Filter Press. Setelah Proses Filtrasing ini selesai maka proses dapat diulang kembali dimulai dari awal.

IV.2.5. Proses Recycle

Proses Recycle dilakukan apabila minyak yang didinginkan tidak berhasil/ rusak. Proses ini dilakukan dengan cara memasukkan kembali minyak dengan memompakan (P2) minyak kembali ke dalam Buffer Tank, melalui saluran Oil

Recycle. Lalu minyak tersebut dipanaskan kembali oleh Heat Exchanger.

Sehingga proses dimulai dari awal lagi.

Jika minyak rusak dapat dilihat dan diketahui dari grafik penurunan suhu yang terjadi pergolakan, maupun dapat dilihat secara visual/dilihat secara langsung bahwa minyak sudah terbentuk seperti susu.

IV. 3. Instrumen yang Mendukung pada Crystalizer Tank

Pada tangki Crystalizer beberapa instrumen yang terpasang selain RTD yang mendukung proses pengkristalan minyak antara lain Agitator, High High

Level Switch, Level Transmitter, Temperatur Gauge, dan Control Valve.

Instrumen ini harus bekerja dengan baik, karena semua instrumen ini bekerja saling berkaitan antara satu sama lain, untuk keberhasilan selama terjadinya proses pendinginan minyak.

IV.3.1. Control Valve

Control valve merupakan salah satu peralatan instrumentasi pabrik yang

terpasang pada jalur perpipaan. Control Valve adalah katup yang mengendalikan laju arus aliran sesuai dengan tekanan udara dari Converter. Range pembukaan

Control Valve adalah antara 0–100 % dengan suplai daya dari ruangan kontrol

yakni PLC sebesar 4–20 mA.

Apabila Converter menerima suplai arus sebesar 4 mA, maka Control

Valve akan membuka 0 % yang berarti menutup total, apabila Converter

menerima arus sebesar 20 mA maka Control Valve akan membuka 100% yang berarti membuka total, dan apabila Converter menerima arus sebesar 12 mA maka

Control Valve akan membuka 50 % (dapat dilihat pada gambar 4.8).

Gambar 4.8. Control Valve

Prinsip kerja Control Valve (Gambar 4.9.) adalah sebagai berikut :

1. Suplai yang biasanya berkisar antara 1,4kg/cm2 bar diberikan kepada

Converter. Converter belum bekerja selama belum mendapat perintah dari

PLC berupa arus yang diberi antara 4 – 20 mA.

2. Apabila PLC memberi sinyal sebesar 12 mA, maka Converter akan bekerja dan memberikan suplai angin kepada Control Valve sebesar 0,6kg/cm2, sehingga control valve akan terbuka 50 %.

3. Besar bukaan Control Valve bergantung pada besar arus yang diberikan oleh PLC (Programmable Logic Controller).

Air Regukator

0.6kg/cm2 1.4kg/cm2

0.2- 1.0kg/cm2 Compresor

Comverter

Control Valve

Gambar 4.9. Prinsip Kerja Control Valve

Keterangan : 1. Kompresor

Berfungsi untuk menyuplai udara atau mesin yang memampatkan udara atau gas.

2. Air Regulator

Penyaring udara bertekanan pada suatu sistim proses. 3. Comperter

P = Pneumetik,merubah sinyal elektrik ke pneumatic. I = Elektrik,merubah sinyal pneumatic ke elektrik. 4. Control Valve (CV)

Bagian akhir dari instrument system pengendali.bagian ini berfungsi untuk mengubah measured variable dengan cara memanipulasi besarnya bedasarkan perintah controller.

P

Pemasangan Control Valve pada tangki Crystalizer terinterkoneksi dengan RTD untuk air pendingin. Di sini Control Valve mengatur jumlah banyaknya/bukaan katup untuk air pendingin yang masuk ke dalam Tangki

Crystalizer berdasarkan set point yang diberikan pada RTD.

IV.3.2. Level Transmitter dan High High Level Switch

Pada tangki Crystalizer, Differential Pressure Transmitter digunakan sebagai Level Transmitter. Yang merupakan suatu alat yang dapat mendeteksi tinggi level cairan di dalam sebuah tangki berdasarkan tekanan dalam tangki.

Semakin tinggi cairan dalam tangki, maka tekanan yang menekan membran pada Differential Pressure Transmitter akan semakin tinggi, sehingga data inilah yang akan dipakai nantinya untuk dikonversikan ke dalam bentuk level berkisar 0-100% (dapat dilihat pada gambar 4.10 dan 4.11).

Dalam penggunaannya, pada tangki Crystalizer yang memiliki tinggi 11 meter, tinggi yang aman digunakan untuk pengisian minyak sampai keadaannya penuh adalah 10 meter, dan tekanan yang dibaca oleh Level Transmitter sama dengan 0,1 bar atau 10.000 mmH2O.

Maka konversi atau perbandingan range untuk kalibrasinya adalah sebagai berikut :

Jika : Tinggi 10 meter = 10.000 mmH2O

Maka: 0 % - 100 %

0 – 10.000 mmH2O

Gambar 4.10. Level Transmitter

Apabila terjadi Over Load (pengisian melebihi 10 meter) dan minyak menyentuh instrumen High High Level Switch yang ada pada bagian samping atas tangki Crystalizer, maka High High Level Switch ini otomatis akan me-non aktifkan pompa pengisian. Sehingga instrumen ini dapat dikatakan fungsinya sebagai Safety (pengamanan).

Gambar 4.11. Pemasangan Level Transmitter dan High High Level Switch pada

AGITATOR CRYSTALIZER TANK

1 meter

10 meter 100 %

0 % HHLS

IV.3.3. Agitator

Pada proses yang terjadi di tangki Crystalizer, agitator berfungsi untuk mengaduk minyak selama proses pendinginan terjadi, sehingga suhu minyak di dalam tangki akan sama/homogen. Kecepatan putarnya disesuaikan dengan setting

recipe.

IV.3.4. Temperature Gauge

Dikarenakan proses pengkristalan/ pendinginan minyak yang terjadi di dalam tangki Crystalizer menghabiskan waktu yang cukup lama, yaitu 9-10 jam. Maka sebaiknya digunakan Temperature Gauge yang dipasang dan dapat dilihat langsung pada bagian bawah tangki Crystalizer untuk menghindari terjadinya kegagalan proses pengkristalan pada minyak (dapat dilihat pada Gambar 4.12).

Gambar 4.12. Temperature Gauge

Disini Temperature Gauge berfungsi sebagai pembanding pembacaan penurunan suhu yang tampak di monitor pada Control Room yang merupakan

hasil pengukuran oleh RTD (Pt-100), dengan kejadian penurunan suhu aktual yang ada di lapangan, yang merupakan hasil pembacaan Temperature Gauge.

Instrumen Temperature Gauge ini hanya sebagai antisipasi apabila terjadi perbedaan pengukuran di antara kedua alat ukur suhu dari minyak, maka sebaiknya segera dilakukan kalibrasi pada RTD (disesuaikan kembali dengan standar), ataupun pemeriksaan terhadap Temperature Gauge itu sendiri

IV. 4. Faktor-Faktor Penyebab Kegagalan Proses Kristalisasi

Ada beberapa faktor-faktor yang menyebabkan kegagalan dalam proses pengkristalan minyak, diantaranya adalah:

A. Faktor RTD

RTD berfungsi untuk mengawasi penurunan suhu minyak pada tangki Crystalizer, dengan proses penurunan suhu yang sesuai dengan

setting recipe (set point).

Proses kristalisasi akan gagal apabila : - Ketelitian RTD Kurang Baik

Suhu yang terjadi di lapangan tidak sama dengan suhu yang dilihat pada monitor pengawasan di ruang Control Room, sehingga mengakibatkan proses pengkristalan minyak tidak berhasil

Proses pengkristalan minyak tidak dapat diawasi dan tidak dapat diatur, sehingga proses menjadi gagal dan terhenti

B. Faktor Agitator

Fungsi dari agitator adalah mengaduk minyak di dalam tangki

Crystalizer agar suhunya homogen, dengan putaran sesuai setting recipe.

Proses kristalisasi akan gagal apabila : - Agitator Trip (Motor Mati) saat Proses

Transfer panas minyak dan air menjadi tidak merata atau homogen, yang mengakibatkan pembentukan kristal juga tidak homogen.

- Putaran Agitator

Agitator dengan putaran (RPM) melebihi setting recipe, sehingga akan mengakibatkan kristal-kristal yang telah terbentuk pecah, karena kristal satu dengan yang lain saling berbenturan.

C. Faktor Pompa Cooling dan Chilling

Fungsi dari pompa Cooling dan Chilling adalah mentransfer air ke

coil di dalam tangki Crystalizer dengan kapasitas pompa yang telah

disesuaikan dengan kebutuhan selama proses kristalisasi. Proses kristalisasi akan gagal apabila :

- Pompa Cooling dan Chilling Trip

Berarti tidak ada suplai air ke dalam coil untuk proses pendinginan mengakibatkan tidak terbentuknya kristal karena tidak adanya penurunan temperatur minyak (Heat Transfer).

- Pompa Cooling dan Chilling Bocor

Suplai air ke dalam coil kurang, akibatnya kristal yang terbentuk tidak sempurna. Karena kebutuhan air untuk heat transfer tidak cukup selama proses kristalisasi

D. Air Cooling dan Chilling

Fungsi dari kedua macam air pendingin cooling dan chilling adalah untuk menurunkan temperatur minyak hingga target filtrasi tercapai. Proses kristalisasi akan gagal apabila :

- Temperatur Air Cooling dan Chilling Terlalu Tinggi

Temperatur air yang masuk ke dalam coil panas akan mengakibatkan kristal yang telah terbentuk pecah.

- Air Cooling dan Chilling Tercampur Menjadi Satu

Karena bercampurnya air cooling dan chilling, Heat Transfer antara minyak dan air tidak berjalan dengan baik, akibatnya kristal yang terbentuk tidak sempurna.

E. Control Valve Cooling dan Chilling

Fungsi dari Control Valve adalah mengatur suplai air yang masuk ke dalam coil agar sesuai dengan kebutuhan selama proses kristalisasi.

Proses kristalisasi akan gagal apabila Control Valve tidak bekerja dengan baik (tidak sejalan dengan temperatur minyak) maka Heat Transfer tidak berjalan dengan baik. Akibatnya kristal yang terbentuk juga tidak

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan yang dilakukan di PT. Smart tbk belawan mengenai aplikasi dari instrumen RTD (PT-100) pada proses pengkristalan minyak, maka dapat diambilkesimpulan sebagai berikut :

1. Dalam proses pengolahan CPO (Crude Palm Oil) menjadi minyak goreng, terbagi atas 2 tahap proses produksi, yaitu :

a. Proses Pemurnian (Refinery), yaitu proses pemurnian minyak CPO menjadi minyak RBDPO (Refined Bleached Deodorized Palm Oil) yang selanjutnya akan diproses lebih lanjut pada proses fraksinasi.

b. Proses Pemisahan (Fraksinasi), yaitu proses pemisahan antara fraksi padat (stearin) dan fraksi cair (olein) yang terkandung dalam minyak RBDPO. Fraksi cair tersebut merupakan produk akhir dari proses pembuatan minyak goreng.

2. Dalam penggunaannya, RTD (Pt-100) memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari RTD (Pt-100) :

a. Tahan dan stabil pada temperatur yang tinggi.

b. Kemampuannya tidak akan terganggu pada kisaran suhu yang luas. Kekurangan dari RTD (Pt-100) :

a. Terpengaruh terhadap goncangan dan getaran. b. Respon waktu awal yang sedikit lama

V.2. SARAN

1. Untuk menghindari/mengantisipasi terjadinya kesalahan pembacaan oleh RTD, sebaiknya dipasang Temperature Gauge sebagai pembanding pembacaan suhu di lapangan dengan yang ada pada Control Room.

2. RTD (Pt-100) sebaiknya dipasang pada bagian bawah tangki Crystalizer, karena apabila dipasang pada bagian samping tangki maka kemungkinan pengukuran suhu minyak akan terganggu akibat letaknya terlalu dekat dengan coil-coil tempat mengalirnya air pendingin yang ada dibagian dalam dinding tangki Crystalizer.

3. Untuk mendapatkan hasil yang optimal, bagus mutunya dan beroperasi secara normal pada proses pengkristalan minyak di tangki Crystalizer, maka sebaiknya operator dan teknisi melakukan pengawasan secara cermat terhadap proses penurunan suhu baik di Control Room dengan menggunakan segment-segment dan grafik set point yang sudah menjadi

recipe dari perusahaan, maupun pengawasan langsung terhadap kondisi

DAFTAR PUSTAKA

1.

Pyrosales Total Temperature Solution

,

Resistance Temperature

Detector (RTD’S) Fundamentals, Australia. 2003.

2.

Instrumen dan Proses Kontrol.Ir.Mansyur.Msi.

3.

Ir.Mansyur.Msi,intrumentasi pabrik,(medan PTKI,2004).

4.

Pt.Smart Tbk belawan,Oprasional Manual Fractination Plant C.

5.

Edi Laksono, Teknik Kontrol Autimatik 1997. Terjemahan Modren

Control Engineering, oleh katsuhito Ogata, Edisi kedua (Jakrta :

Penerbit Erlangga).

6.

Sci – Tech Dictionary, Definition of Resistance Thermometer,

Mcgraw- Hill Dictionary, of Scientific and Technical Terms.2003,

oleh McGraw –

Hill Companies,Inc.

hasil pengukuran oleh RTD (Pt-100), dengan kejadian penurunan suhu aktual yang ada di lapangan, yang merupakan hasil pembacaan Temperature Gauge.

Instrumen Temperature Gauge ini hanya sebagai antisipasi apabila terjadi perbedaan pengukuran di antara kedua alat ukur suhu dari minyak, maka sebaiknya segera dilakukan kalibrasi pada RTD (disesuaikan kembali dengan standar), ataupun pemeriksaan terhadap Temperature Gauge itu sendiri

IV. 4. Faktor-Faktor Penyebab Kegagalan Proses Kristalisasi

Ada beberapa faktor-faktor yang menyebabkan kegagalan dalam proses pengkristalan minyak, diantaranya adalah:

A. Faktor RTD

RTD berfungsi untuk mengawasi penurunan suhu minyak pada tangki Crystalizer, dengan proses penurunan suhu yang sesuai dengan setting recipe (set point).

Proses kristalisasi akan gagal apabila : - Ketelitian RTD Kurang Baik

Suhu yang terjadi di lapangan tidak sama dengan suhu yang dilihat pada monitor pengawasan di ruang Control Room, sehingga mengakibatkan proses pengkristalan minyak tidak berhasil

Proses pengkristalan minyak tidak dapat diawasi dan tidak dapat diatur, sehingga proses menjadi gagal dan terhenti

B. Faktor Agitator

Fungsi dari agitator adalah mengaduk minyak di dalam tangki Crystalizer agar suhunya homogen, dengan putaran sesuai setting recipe. Proses kristalisasi akan gagal apabila :

- Agitator Trip (Motor Mati) saat Proses

Transfer panas minyak dan air menjadi tidak merata atau homogen, yang mengakibatkan pembentukan kristal juga tidak homogen.

- Putaran Agitator

Agitator dengan putaran (RPM) melebihi setting recipe, sehingga akan mengakibatkan kristal-kristal yang telah terbentuk pecah, karena kristal satu dengan yang lain saling berbenturan.

C. Faktor Pompa Cooling dan Chilling

Fungsi dari pompa Cooling dan Chilling adalah mentransfer air ke coil di dalam tangki Crystalizer dengan kapasitas pompa yang telah disesuaikan dengan kebutuhan selama proses kristalisasi.

Proses kristalisasi akan gagal apabila : - Pompa Cooling dan Chilling Trip

Berarti tidak ada suplai air ke dalam coil untuk proses pendinginan mengakibatkan tidak terbentuknya kristal karena tidak adanya penurunan temperatur minyak (Heat Transfer).

- Pompa Cooling dan Chilling Bocor

Suplai air ke dalam coil kurang, akibatnya kristal yang terbentuk tidak sempurna. Karena kebutuhan air untuk heat transfer tidak cukup selama proses kristalisasi

D. Air Cooling dan Chilling

Fungsi dari kedua macam air pendingin cooling dan chilling adalah untuk menurunkan temperatur minyak hingga target filtrasi tercapai. Proses kristalisasi akan gagal apabila :

- Temperatur Air Cooling dan Chilling Terlalu Tinggi

Temperatur air yang masuk ke dalam coil panas akan mengakibatkan kristal yang telah terbentuk pecah.

- Air Cooling dan Chilling Tercampur Menjadi Satu

Karena bercampurnya air cooling dan chilling, Heat Transfer antara minyak dan air tidak berjalan dengan baik, akibatnya kristal yang terbentuk tidak sempurna.

E. Control Valve Cooling dan Chilling

Fungsi dari Control Valve adalah mengatur suplai air yang masuk ke dalam coil agar sesuai dengan kebutuhan selama proses kristalisasi.

Proses kristalisasi akan gagal apabila Control Valve tidak bekerja dengan baik (tidak sejalan dengan temperatur minyak) maka Heat Transfer tidak berjalan dengan baik. Akibatnya kristal yang terbentuk juga tidak sempurna.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan yang dilakukan di PT. Smart tbk belawan mengenai aplikasi dari instrumen RTD (PT-100) pada proses pengkristalan minyak, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Dalam proses pengolahan CPO (Crude Palm Oil) menjadi minyak goreng, terbagi atas 2 tahap proses produksi, yaitu :

a. Proses Pemurnian (Refinery), yaitu proses pemurnian minyak CPO menjadi minyak RBDPO (Refined Bleached Deodorized Palm Oil) yang selanjutnya akan diproses lebih lanjut pada proses fraksinasi.

b. Proses Pemisahan (Fraksinasi), yaitu proses pemisahan antara fraksi padat (stearin) dan fraksi cair (olein) yang terkandung dalam minyak RBDPO. Fraksi cair tersebut merupakan produk akhir dari proses pembuatan minyak goreng.

2. Dalam penggunaannya, RTD (Pt-100) memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari RTD (Pt-100) :

a. Tahan dan stabil pada temperatur yang tinggi.

b. Kemampuannya tidak akan terganggu pada kisaran suhu yang luas. Kekurangan dari RTD (Pt-100) :

a. Terpengaruh terhadap goncangan dan getaran. b. Respon waktu awal yang sedikit lama

V.2. SARAN

1. Untuk menghindari/mengantisipasi terjadinya kesalahan pembacaan oleh RTD, sebaiknya dipasang Temperature Gauge sebagai pembanding pembacaan suhu di lapangan dengan yang ada pada Control Room.

2. RTD (Pt-100) sebaiknya dipasang pada bagian bawah tangki Crystalizer, karena apabila dipasang pada bagian samping tangki maka kemungkinan pengukuran suhu minyak akan terganggu akibat letaknya terlalu dekat dengan coil-coil tempat mengalirnya air pendingin yang ada dibagian dalam dinding tangki Crystalizer.

3. Untuk mendapatkan hasil yang optimal, bagus mutunya dan beroperasi secara normal pada proses pengkristalan minyak di tangki Crystalizer, maka sebaiknya operator dan teknisi melakukan pengawasan secara cermat terhadap proses penurunan suhu baik di Control Room dengan menggunakan segment-segment dan grafik set point yang sudah menjadi recipe dari perusahaan, maupun pengawasan langsung terhadap kondisi yang terjadi dilapangan.

DAFTAR PUSTAKA

1.

Pyrosales Total Temperature Solution

,

Resistance Temperature

Detector (RTD’S) Fundamentals, Australia. 2003.

2.

Instrumen dan Proses Kontrol.Ir.Mansyur.Msi.

3.

Ir.Mansyur.Msi,intrumentasi pabrik,(medan PTKI,2004).

4.

Pt.Smart Tbk belawan,Oprasional Manual Fractination Plant C.

5.

Edi Laksono, Teknik Kontrol Autimatik 1997. Terjemahan Modren

Control Engineering, oleh katsuhito Ogata, Edisi kedua (Jakrta :

Penerbit Erlangga).

6.

Sci – Tech Dictionary, Definition of Resistance Thermometer,

Mcgraw- Hill Dictionary, of Scientific and Technical Terms.2003,

oleh McGraw –

Hill Companies,Inc.