Tujuan Pengendalian Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali

VI-1

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Instrumentasi adalah suatu alat yang dipakai dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil yang sesuai dengan yang diharapkan. Instrumentasi digunakan dalam industri kimia untuk mengatur variabel-variabel proses seperti temperatur, tekanan, densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, kelembaman, titik embun, tinggi cairan liquid level, laju alir, komposisi, dan moisture content. Instrumen-instrumen tersebut mempunyai tingkat batasan operasi sesuai dengan kebutuhan pengolahan. Timmerhaus 1991 Dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal yang sangat penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dikontrol dan dimonitor dengan cermat, mudah dan efisien, sehingga kondisi operasi berada dalam kondisi yang diharapkan. Fungsi instrumentasi adalah sebagai penunjuk indicator, pencatat recorder, pengontrol regulator, dan pemberi tanda bahaya alarm. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanis atau tenaga listrik dan pengontrolnya dapat dilakukan secara manual ataupun otomatis. Penggunaan instrumentasi pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumentasi, alat-alat tersebut dipasang di atas papan instrumen dengan peralatan proses control manual atau disatukan dalam suatu ruangan kontrol pusat control room yang dihubungkan dengan bangsal peralatan control otomatis. Bernasconi,1995

6.1.1 Tujuan Pengendalian

Tujuan perancangan sistem pengendalian pada pabrik pembuatan High Impact Polystyrene dengan proses bulk continous adalah sebagi keamanan operasi pabrik yang mencakup : - Mempertahankan variabel-variabel proses seperti temperatur dan tekanan tetap berada dalam rentang operasi yang aman dengan harga toleransi yang kecil. Universitas Sumatera Utara - Mendeteksi situasi berbahaya kemungkinan terjadinya kebocoran alat. Pendeteksian dilakukan dengan menyediakan alarm dan sistem penghentian operasi secara otomatis automatic shut down system. - Mengontrol setiap penyimpangan operasi agar tidak terjadi kecelakaan kerja maupun kerusakan pada alat proses.

6.1.2 Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali

Sistem pengendali yang digunakan pada pabrik ini menggunakan dan mengkombinasikan beberapa tipe pengendalian sesuai dengan tujuan dan keperluannya: 1. Feedback control Perubahan pada sistem diukur setelah adanya gangguan, hasil pengukuran dibandingkan dengan set point, hasil perbandingan digunakan untuk mengendalikan variabel yang dimanipulasi. 2. Feedforward control Besarnya gangguan diukur sensor pada input, hasil pengukuran digunakan untuk mengendalikan variabel yang dimanipulasi. 3. Adaptive control Sistem pengendalian yang dapat menyesuaikan parameternya secara otomatis sedemikian rupa untuk mengatasi perubahan yang terjadi dalam proses yang dikendalikannya, umumnya ditandai dengan adanya reset input pada controller selain set point pada input dari sensor. 4. Inferential control Seringkali variabel yang ingin dikendalikan tidak dapat diukur secara langsung, sebagai solusinya digunakan sistem pengendalian di mana variabel yang terukur digunakan untuk mengestimasi variabel yang terkendalikan, variabel terukur dan variabel tak terukur tersebut dihubungkan dengan suatu persamaan matematika. Universitas Sumatera Utara Sistem pengendalian pada pabrik yang hendak dibangun ini terdiri atas beberapa bagian, yaitu : 1. Sensor measuring device, berfungsi mengukur perubahan variabel output atau besarnya gangguan. Syarat dari sensor yang digunakan yaitu hasil pengukuran dapat ditransmisikan dengan mudah. 2. Pengendali controller, dengan set point sebagai tolok ukur berfungsi mengukur perbedaan antara input dari sensor dengan set point. 3. Pengendalian akhir, berfungsi menerjemahkan perintah dari controller menjadi pengendalian secara mekanis terhadap variabel yang dimanipulasi. Jenis pengendali akhir yang digunakan yaitu control valve dengan tipe pneumatic . Pemilihan tipe ini berdasarkan pertimbangan bahwa fluida yang digunakan adalah jenis yang mudah terbakar sehingga dihindari adanya kontak listrik dengan fluida. Beberapa alat pengendali yang umum digunakan dalam suatu sistem pengendali adalah : 1. Flow controller FC, yaitu alat pengendali laju alir. Laju alir dikendalikan dengan menggunkan katup control valve. 2. Pressure controller PC, yaitu alat pengendali tekanan. Biasanya digunakan untuk sistem gas atau steam. Tekanan dikendalikan dengan mengatur laju alir keluaran dari sistem. 3. Temperature controller TC, yaitu alat pengendali temperatur. Temperatur aliran keluar dari HE misalnya, dapat dikendalikan dengan mengatur laju alir aliran pendinginpemanas. 4. Level controller LC, yaitu alat pengendali ketinggian aras cairan dalam tangki atau kolom. Ketinggian aras cairan dikendalikan dengan mengatur laju alir keluaran dari tangki atau kolom. 5. Ratio controller RC, yaitu sebagai alat pengendali rasio antara dua aliran umumnya rasio laju alir. Sebagai pengendali akhir digunakan control valve. Beberapa jenis lain dalam sistem pengendalian antara lain adalah : Level Indicator LI , Pressure Indicator PI, Flow Indicator FI, Temperature Indicator TI, Level Recorder LR, Pressure Recorder PR, Flow Recorder Universitas Sumatera Utara FR, dan Temperature Recorder TR atau gabungan dari keduanya Indicator dan Recorder. Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan High Impact Polystyrene dengan Proses Bulk Continous No. Nama Alat Jenis Instrumen 1. Tangki Level Indicator LI 2 Rotary Feeder Ratio Controller RC 3. Pompa Flow Controller FC 4. Mixer Temperature controller TC Flow controller FC 5. Reaktor Temperature controller TC Flow controller FC Level controller LC 6. Devolatilizer Flow controller FC Level controller LC Temperature controller TC 7. Kondensor Heat exchanger Temperature controller TC 8. Rotary dryer Temperature controller TC Flow controller FC Berikut penjabaran beberapa alat dan instrumentasi pada prarancangan pabrik High Impact Polystyrene dengan proses Bulk Continous: 1. Tangki Penyimpanan Pada tangki penyimpanan ini dilengkapi dengan level indicator sebagai penunjuk ketinggian cairan dalam tangki. Level Indicator menggunakan pelampung floater sehingga isi tangki dapat terlihat dari posisi jarum penunjuk dari luar tangki yang digerakkan oleh pelampung Kern, 1950 TP FC umpan LI Gambar 6.1 Instrumentasi pada tangki penyimpanan Universitas Sumatera Utara 2. Pompa Pompa yang digunakan adalah pompa sentrifugal. Variabel yang dikontrol pada pompa adalah flow aliran. Untuk mengetahui laju aliran pada pompa dipasang flow controller. Jika laju aliran pompa lebih besar dari laju alir yang diinginkan maka secara otomatis katup control valve masukan akan menutup atau memperkecil bukaan tutup. Demikian juga jika laju aliran pompa lebih kecil dari yang diinginkan, maka secara otomatis katup keluaran pompa akan memeperbesar bukaan tutup. FC umpan Gambar 6.2 Instrumentasi pada pompa 3. Rotary Feeder Peralatan pengendali yang digunakan pada alat ini adalah ratio controller yang berfungsi untuk mengontrol aliran yang mauk ke dalam rotary feeder . Hal ini perlu dijaga untuk menjamin proses pemasakan valve berjalan sempurna. RF RC Umpan Gambar 6.3 Instrumentasi pada Rotary feeder 4. Mixer Mixer adalah suatu alat yang berfungsi untuk pencampuran atau pelarutan dari suatu komponen terhadap pelarut yang digunakan. Umpan masuk pada salah satu ujung mixer sedangkan pelarut yang digunakan masuk dari bottom mixer. Level ketinggian cairan akan ditunjukkan Universitas Sumatera Utara oleh level indicator. Setelah tercapai ketinggian cairan yang ditunjukkan oleh level controller maka secara otomatis katup flow controller akan tertutup untuk menjaga agar level cairan dalam mixer sesuai dengan set point yang diinginkan Mc Cabe, 1993 LC TC FC steam M FC umpan Gambar 6.4 Instrumentasi pada mixer 5. Reaktor Reaktor adalah tempat berlangsungnya reaksi polimerisasi styrene dengan polybutadiene membentuk High Impact Polystyrene. Umpan masuk pada salah satu ujung reaktor. Level ketinggian cairan akan ditunjukkan oleh level indicator. Setelah tercapai ketinggian cairan yang ditunjukkan oleh level controller maka secara otomatis katup flow controller akan tertutup untuk menjaga agar level cairan dalam reaktor sesuai dengan set point yang diinginkan. LC LI TC FC R FC umpan Gambar 6.5. Instrumentasi pada reaktor Universitas Sumatera Utara 6. Devolatilizer Devolatilizer adalah suatu alat Memisahkan sisa pereaktan dengan produk High Impact Polystyrene berdasarkan titik didihnya. Alat ini dilengkapi dengan sistem pengendali temperature controller yang mengatur temperatur agar sesuai dengan set point yang diinginkan. Setelah tercapai ketinggian cairan yang ditunjukkan oleh level controller maka secara otomatis katup flow controller akan tertutup untuk menjaga agar level cairan dalam devolatilizer sesuai dengan set point yang diinginkan FC DG DV TC LC FC Gambar 6.6. Instrumentasi devolatilizer 7. Kondensor Kondensor yang digunakan adalah kondensor jenis double pipe exchanger berfungsi untuk mengkondensasikan uap metanol. Instrumentasi pengendali yang digunakan adalah temperature controller untuk mengendalikan temperatur dengan cara mengatur jumlah air pendingin yang masuk. Kern, 1950 Universitas Sumatera Utara FC umpan FC air pendingin TI air pendingin bekas C TC Gambar 6.7 Instrumentasi kondensor

6.1.3 Variabel-variabel Proses dalam Sistem Pengendalian