Sistem Pengendalian Level Di Menara Destilasi (T-1) Dengan Menggunakan Control Valve Jenis Air-To-Open Di Pabrik Mini PTKI-Medan

KARYA AKHIR

SISTEM PENGENDALIAN LEVEL MENARA DESTILASI

(T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE JENIS

AIR-TO-OPEN DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN

Oleh:

075203005

CIPTA PRATAMA

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTASTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ABSTRAK

Di pabrik-pabrik medan khususnya di unit destilasi pada menara destilasi (T-1) berlangsung proses destilasi yaitu pencampuran antara methanol dan air yang kemudian akan menjadi bagian atau komponen tersendiri.

Air yang masuk didasar menara destilasi untuk jalur produk bawah akan dikendalikan tinggi permukaan feed tersebut (level) sampai batas yang diinginkan (set point) dimana pengendali level pada dasar menara destilasi dilakukan dilapangan dengan control valve jenis air-to-open.

Dalam melakukan pengendalian tersebut perlu dijaga level agar dalam keadaan konstan atau sesuai dengan set pointnya untuk mendapatkan proses yang baik dan lancar, maka perlu dilakukan sistem kerja pengukuran yang teliti dimana sistem kerjanya harus tetap diperhatikan.

Pada Karya Akhir ini akan dibahas tentang pengendalian level pada menara Destilasi. Jila keadaan variable operasi yang ingin dikendalikan melampaui batas yang ditetapkan (> 60 % ) atau berkurang dari batas yang ditetapkan (< 60 %), maka peralatan aksi kendali langsung mengadakan pengendalian yaitu Control Valve air-to-open akan menutup bila level (LCRS-1) < 60 %. Dan katup Control valve air-to-open akan membuka apabila level (LCRS-1) > 60 %. Aksi ini juga dikenal dengan nama On – Off ControlledSystem.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat atas kehadiran ALLAH SWT karena atas berkat, kasih dan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini dengan judul :

“ SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DI MENARA DESTILASI (T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE JENIS AIR-TO-OPEN

DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN “

Adapun penyusunan karya akhir ini diajukan sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik di Universitas Sumatera Utara.

Dalam penyusunan karya akhir ini penulis banyak mengalami kesulitan, akan tetapi atas berkat bimbingan dari berbagai pihak maka pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.

3. Bapak Rahmat Fauzi ST, MT. selaku Sekretaris Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.

4. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT selaku Kordinator Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.

5. Bapak Ali Hanafian Rambe ST.MT selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan dalam penulisan Karya Akhir ini.

6. Bapak Ir. Satria Ginting, selaku Dosen wali.

7. Ayahanda Taufik dan Ibunda Ade Fitriani, dan kakak – kakakku,serta abang ku yang kucintai dan kusayangi atas dukungan moral dan material serta doa restunya kepada penulis.

8. Seluruh teman – teman jurusan instrumentasi pabrik angkatan 2007 dan kakak, abang senior angkatan 2004 - 2006 yang telah memberikan dukungan dan doa nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini.

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 serta kritikan yang konstruktif dan edukatif guna penyempurnaan Karya Akhir ini. Semoga Karya Akhir ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan para pembaca pada umumnya.

Medan, Januari 2012

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 ... 1

I.2. Tujuan dan manfaat Penulisan ... 2

I.3. Rumusan Masalah ... 3

I.4. Batasan Masalah ... 3

I.5. Metode Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI

II.1. Destilasi ... 6

II.2. Perinsip Kerja Destilasi ... 7

II.3 Condensor ... 8

II.4 Pengertian Alat Ukur ... 8

II.5 Pendeteksi ... 14

II.6 Penyampaian Sinyal ... 15

BAB III PERMASALAHAN CARA KERJA CONTROL VALVE JENIS AIR-TO-OPEN III.1 Control Valve Jenis Air To Open ... 16

III.2 Metode Pengukuran Level ... 16

III.3 Metode Langsung ... 16

III.4 Katup Kendali ... 17

III.5 Jenis-jenis Rangkaian Kendali ... 21

III.6 Sistem Transmisi ... 23

III.7 Operasi Kontrol Akhir ... 24

III.9 Aktuator ... 27

III.9 Elemen Kontrol ... 27

BAB IV SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DIMENARA DESTILASI (T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE JENIS

AIR-TO-OPEN

IV.1 Hasil Kerja Prakter Atau Riset ... 28

IV.1.1 Konstruksi Control Valve Serta Elemen Control Valve………....28

IV.1.2 Data Teknis Control Valve...30

IV.1.3 Data Operasi Control Valve...30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan...31 V.2 Saran...32

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 : Proses Destilasi………...7

Gambar 2 : Metode Dilihat Langsung...9

Gambar 2 : Metode Mekanik………..10

Gambar 3 : Gelas Penduga Ujung Terbuka………11

Gambar 4 : Penggerakan Aksi Lurus Terbalik………...18

Gambar 5 : Global Valve...19

Gambar 6 : Ball Valve...20

Gambar 7 : Butterfly Valve...21

Gambar 8 : Open Loop Controller……….21

Gambar9 : Closed Loop Controller………...22

Gambar 10 : Rangkaian Kerja Transmitter………...24

Gambar 11 : Elemen Operasi Control Alkhir………...25

Gambar 12 : Konstruksi Control Valve Serta Elemen Control Valve Yang Terpasang Terpasang Di Pabrik Mini………28

DAFTAR TABEL

ABSTRAK

Di pabrik-pabrik medan khususnya di unit destilasi pada menara destilasi (T-1) berlangsung proses destilasi yaitu pencampuran antara methanol dan air yang kemudian akan menjadi bagian atau komponen tersendiri.

Air yang masuk didasar menara destilasi untuk jalur produk bawah akan dikendalikan tinggi permukaan feed tersebut (level) sampai batas yang diinginkan (set point) dimana pengendali level pada dasar menara destilasi dilakukan dilapangan dengan control valve jenis air-to-open.

Dalam melakukan pengendalian tersebut perlu dijaga level agar dalam keadaan konstan atau sesuai dengan set pointnya untuk mendapatkan proses yang baik dan lancar, maka perlu dilakukan sistem kerja pengukuran yang teliti dimana sistem kerjanya harus tetap diperhatikan.

Pada Karya Akhir ini akan dibahas tentang pengendalian level pada menara Destilasi. Jila keadaan variable operasi yang ingin dikendalikan melampaui batas yang ditetapkan (> 60 % ) atau berkurang dari batas yang ditetapkan (< 60 %), maka peralatan aksi kendali langsung mengadakan pengendalian yaitu Control Valve air-to-open akan menutup bila level (LCRS-1) < 60 %. Dan katup Control valve air-to-open akan membuka apabila level (LCRS-1) > 60 %. Aksi ini juga dikenal dengan nama On – Off ControlledSystem.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Sesuai dengan perkembangan industri yang pesat, maka peranan instrumen juga berkembang pesat. Hal ini disebabkan karena kebutuhan akan peralatan pengukuran dan pengendalian variable fisika dalam berbagai penerapan yang terus berkembang pesat. Untuk itu diperlukan instrumen yang bekerja secara otomatis dalam melaksanakan pengontrolan secara terus menerus dalam suatu proses indrustri agar dihasilkan produksi yang baik.

Didalam pengendalian proses sesuai dengan yang diharapkan maka diperlukan piranti instrument yang bekerja secara baik dan tepat penunjukannya. Seperti halnya untuk mengendalikan tinggi permukaan cairan (level) diperlukan sekali ketelitian pengukuran dan kecepatan menerima respon dari alat instrument tadi, karena akan mempengaruhi produk yang diolah pada peralatan pengolah. Tujuan dari pengukuran level pada proses industri yaitu :

1. Mencegah kerusakan pada peralatan.

2. Mendapatkan mutu produksi yang sesuai dengan keinginan. 3. Pengontrolan jalannya proses dan mempertahankan proses kerja.

Di unit destilasi Pabrik Mini PTKI Medan khususnya yang berada pada menara destilasi (T-1) berlangsung proses destilasi campuran antara

methanol dan air, yang akan kemudian menjadi bagian atau kompenen tersendiri (methanol saja dan air saja).

Campuran methanol dan air dimasukan ke menara destilasi (T-1) yang kemudian menjadi feed produk bawah, Kemudian dilakukan proses pemanasan sehingga campuran tersebut terpisah menjadi methanol saja dan air saja. Dalam proses pemisahan atau destilasi ini diperlukan pengendalian variable operasi pada menara destilasi, dengan control valve senis air-to-open agar proses ini dapat berlangsung dengan baik dan sesuai dengan yang diinginkan.

Pengendalian variable operasi pada menara destilasi tersebut, berupa pengendalian level cairan methanol dan air agar tidak terjadi overload (luapan cairan). Dalam hal ini tinggi permukaan (level) cairan methanol dan air dikendalikan oleh sebuah instrumen control valve jenis air-to-open. Pada karya akhir ; penulis akan membahas tentang pengendalian level dan control valve jenis air-to-open dengan judul :

“ SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DI MENARA DESTILASI (T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE _JENIS

AIR-TO-OPEN _{DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN “}

1.2 Tujuan dan manfaat penulisan

Adapun tujuan dan manfaat dan manfaat penulisan karya akhir ini adalah:

b. Untuk mengetahui proses kerja system pengendalian level menara Destilasi (T-1)

1.3 Rumusan masalah

Adapun rumusan masalah dari karya akhir ini adalah : 1. Bagaimana prinsip dasar system pengendalian level. 2. Bagaimana proses kerja control valve jenis air-to-open.

3. Apa keuntungan dan manfaat dari control valve jenis air-to-open.

1.4 Batasan masalah

Agar pembahasan tidak terlalu meluas maka penulis membatasi ruang lingkup karya akhir sebagai berikut :

1. Sistem kendali Control valve jenis Air-To-Open yang digunakan pada menara Destilasi di pabrik mini PTKI-Medan

2. Tidak membahas jenis kendali level yang lain.

3. Tidak membahas proses pemisahan cairan methanol dan air secara detail.

1.5 Metode penulisan

Metode Penulisa yang dipergunakan dalam penulisan karya akhir ini antara lain sebagai berikut :

1. Dengan mempelajari teori dan pengamatan langsung di lapangan dengan melakukan tinjauan langsung ke pabrik mini PTKI Medan serta

2. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing

3. Dengan mencari buku-buku referensi dari beberapa pustaka dengan mengambil artikel-artikel dari website yang dapat menunjang penyusunan karya akhir.

1.6Sistematika Penulisan

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang rumusan masalah tujuan dan manfaat penulisan,

batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Bab ini memberikan penjelasan mengenai teori-teori dasar yang diperlukan dalam karya akhir.

Diantaranya menjelaskan mengenai metode pengukuran level, alat-alat yang digunakan, jenis rangkaian kendali secara umum.

BAB III : PERMASALAH CARA KERJA CONTROL VALVE _JENIS AIR-TO-OPEN

Bab ini membahas tentang cara kerja control valve jenis air-to-open dan alat- alat yang digunakan dalam proses

pengerjaannya.

BAB IV : SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DI MENARA

DESTILASI (T-1) DENGAN MENGUNAKAN CONTROL

VALVE _JENIS AIR-TO-OPE_{N DI PABRIK MINI}

PTKI-MEDAN

Bab ini membahas tentang aplikasi control valve jenis Air-To- Open pada system level menara Destilasi di pabrik PTKI-Medan.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran yang dapat di ambil penulis dari pengantar dilapangan dan pada waktu penulisan karya akhir.

BAB II

LANDASAN TEORI

II.1 Destilasi

Prinsip pada destilasi biasa adalah pemisahan dua zat atau lebih yang mempunyai perbedaan titik didih. Jika zat-zat yang dipisahkan mempunyai perbedaan titik didih yang jauh berbeda, dapat digunakan metode isolasi biasa. Zat yang memiliki titik didih rendah akan cepat terdestilasi daripada zat yang bertitik didih tinggi. Uap zat yang bersifat volatil dan memiliki titik didih yang rendah akan masuk ke dalam pipa pada kondensator (terjadi proses pendinginan) sehingga akan turun berupa tetesan-tetesan yang turun ke dalam penampung atau disebut juga destilat. Dalam hal ini alkohol yakni etanol dan methanol yang masing-masingnya dicampur dengan air, akan terdestilasi dahulu.

Prinsip pemisahan campuran yang melewati dua fase, yakni gas menjadi fase cair dinamakan dengan proses destilasi. Perbedaan titik didih dan tekanan uap membuat kedua campuran ini berpisah. Semakin tinggi tekanan uap maka titik didih cairan tersebut semakin tinggi. Penguapan dipengaruhi oleh titik cairan tersebut. Cairan yang memiliki titik didih teredah, maka lebih cepat untuk mendidih.

II.2 Prinsip Kerja Destilasi

Campuran metanol dan air dicampurkan dalam labu destilasi, lalu didesstilasikan dengan memanaskan campuran tersebut dengan hot plate. Uap yang dihasilkan adalah uap hasil dari zat yang bertitik didih rendah, dalam hal ini adalah methanol dan etanol pada kedua percobaan..

Uap tersebut nantinya akan diembunkan dengan bantuan kondensor yang berfungsi sebagai pendingi uap. Cairan tersebut nantinya akan menetes ke dalam labu elenmeyer.

II.3 Condensor

Condensor adalah suatu alat yang digunakan untuk mengkondensasi uap keluaran dari hasil destilasi yang nantinya akan diembunkan dengan bantuan kondensor yang berfungsi sebagai pendingi uap.

II.4 Pengertian Alat Ukur Level

Alat ukur level adalah alat-alat instrumentasi yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan tinggi permukaan air. Dimana alat ukur ini memiliki beberapa tujuan yaitu :

1. Mencegah kerusakan dan kerugian akibat air terbuang 2. Pengontrolan jalannya proses

3. Mendapatkan spesifikasi yang diinginkan

Metode yang dilakukan untuk pengukuran level yang sering dilakukan pada industri maupun pabrik adalah:

a. Metode Langsung

Pengukuran level secara visual atau secara langsung dapat dilihat dengan bantuan alat ukur instrument,maka dapatlah diketahui level serta volume dari media yang di ukur.

Tinggi permukaan cairan dapat dilihat langsung dan diduga kedalamannya dan ditunjukkan dalam suatu pengukuran panjang (meter).

m

Gambar 2.1 Metode Dilihat Langsung

a. Metode Mekanik

Metode ini pada prinsipnya memanfaatkan gaya yang dihasilkan oleh penggerak fluida (cairan),kemudian penggerak ini akan dirubah kepada bentuk penggerak mekanik.Penggerak mekanik ini kemudian dikalibrasi kepada bentuk angka-angka.

TINGGI CAIRAN

DILIHAT

LANGSUNG

Gambar 2.2 Metode Mekanik

c. Level (Pengukur Permukaan)

Untuk variabel operasi yang menyangkut dengan level dapat dipergunakan yaitu:

1. Alat ukur menurut metoda pengukuran langsung : a.Gelas penduga (level glass)

b.Pemberat (box and tape)

2. Alat untuk mengukur metode mekanik :

a.Menurut gaya apung (buoyant) yaitu displacer (penggeser) b.Menurut gaya tekan (tekanan)

1.a.Gelas Penduga

Gelas penduga dapat menunjukan tinggi permukaan cairan daam suatu bejana secara langsung.Gelas penduga hanya digunakan pada peralatan berlainan

TINGGICAIRAN

GERAK MEKANIK

jenis dan ini tergantung pada temperatur dan tekanan yang terjadi pada waktu peralatan beroperasi.

Gelas penduga (level glass) terdiri atas dua jenis yaitu: 1. Gelas penduga dengan ujung terbuka

2. Gelas penduga dengan ujung tertutup

1.Gelas penduga ujung terbuka

Gelas penduga ujung terbuka pemasangannya sangat sederhana.Pada bejana disediakan suatu pipa pengambilan, dimana gelas penduga ditempatkan. Agar sambungan jangan sampai bocor harus disediakan seal (packing), klem juga di gunakan agar gelas penduga tetap pada posisinya. Gelas penduga ujung terbuka tinggi level yang diukur pada drum/bejana akan sama dengan yang ditunjukkan pada gelas penduga, karena merupakan dua bejana yang saling berhubungan. Gelas penduga ujung terbuka dapat dilihat pada gambar 2.3 Di bawah ini.

2. Gelas penduga ujung tertutup

Gelas penduga ujung tertutup digunakan untuk bejana tekanan tinggi. Kedua ujung gelas penduga dihubungkan dengan bejana, ujung bagian bawah tersambung dengan bagian bejana berisi cairan,sedangkan ujung bagian atas tersambung dengan bagian bejana berisi uap (kosong).

1.b Pemberat dan Pita

Pengukuran level ini begitu sederhana dimana dapat dipergunakan untuk mengukur cairan maupun yang lainnya dengan mempergunakan pita pemberat yang terbuat dari baja. Baja tersebut dicelupkan kedalam cairan. Maka level dapat dibaca secara langsung. Kekurangan dari pengukuran dengan pita pemberat ini tidak dapat digunakan industri proses dan disarankan tidak dipergunakan untuk tangki yang bertekanan.

2.a Alat ukur dengan penggeser

Dalam suatu kamar terapung (floating chamber) ada semacam pelampung (float) yang dinamakan displacer. Displacer ini mempunyai sifat-sifat dimana berat jenis lebih besar dari pada cairan. Displacer tersebut ditahan oleh suatu torque arm dan di seimbangkan dengan per (torque tube)

Pada suatu permukaan cairan meningkat gaya apung akan meningkat (bekerja) pada displacer dan displacer akan naik keatas. Gerakan yang sedikit dari displacer ini dipindahkan melalui torque arm kedalam gerakan putar dari tube rod. Gerakan putar ini selanjutnya diperbesar oleh sistem hubung sektor dan pinion gears, dan menggerakkan pointer sehingga menunjukkan permukaan cairan..

Disebut adalah karena pada prinsipnya nilai gerak apung yang dihasilkan oleh displacer didesain untuk menggantikan (displacement) nilai volume cairan yang menghasilakan gerak apung tersebut. Penunjuk yang melekat pada kawat atau pita, bila permukaan cairan naik, jarum penunjuk akan turun.

2.b Alat ukur dengan sistem gelombang

Alat ukur tinggi permukaan dengan system gelombang dipergunakan pada tangki-tangki air, tidak bertekanan (tekanan statis) semakin tinggi permukaan cairan yang diukur semakin besar tekanan udara yang dibutuhkan untuk dapat mengatasi tekanan statis yang diberikan cairan. Sistem gelombang memerlukan satuan udara bertekanan yang kontinyu. Biasanya tekanan udara ini dimasukkan maksimal 50 psi. Udara ini dimasukkan dibawah tabung yang terbenam (tegak) pada cairan yang akan diukur.

2.c Alat ukur dengan menggunakan beda tekanan

Alat ukur beda tekanan ini sama halnya dengan penggeser (displacer) maka diafragma dan penghembus selalu dihubungkan dengan transmitter, baik pneumatic atau listrik. Apabila ada kemungkinan uap fasa dalam bejana tersebut terembunkan, digunakan suatu tipe alat pengukur yang dilengkapi dengan suatu sealpot.

Dalam hal ini, sistem tersebut bekerja dimana perbedaan tekanan antara fasa uap dan bagian terendah daricairan diukur oleh differential pressure transmitter dan selanjutnya differensial tersebut memindagkan perbedaan tekanan

yang diukur kedalam signal pneumatic atau signal listrik. Dan memancarkan ke

controller dan lain sebagainya didalam ruang kendali.

II.4 Pendeteksi

Detektor adalah suatu alat yang berfungsi mendeteksi (merasakan) perubahan-perubahan harga besaran (variable) yang diukur. Salah satu bagian dari detector adalah meter body. Meter body digunakan dalam pabrik sebagai detector mengubah sinyal. Yang penting dan harus diperhatikan pada peralatan instrument pada kelompok pendeteksi adalah elemen peralatan pendeteksi yang memberikan hasil pendeteksi (keluar/output).

Hasil deteksi dari peralatan pendeteksi dapat berupa getaran baik sebagai energy mekanis dalam bentuk tekanan maupun energy panas yang dikaitkan dengan energy listrik.

Kelompok pendeteksi dapat berbentuk sebagai berikut : a. Untuk Variabel operasi yang di instrumen adalah flow :

1. Orifice

2. Area type flow meter 3. Nozle

4. Tabung Pitot 5. Venturi meter

b. Untuk variabel operasi yang di instrument adalah temperature : 1. Termocouple

2. Bimetal termometer 3. Pirometer

c. Untuk variabel operasi yang di instrument adalah level : 1. Pelampung (float)

2. Perpipaan dengan prinsip bejana berhubungan 3. Perpipaan dengan prinsip bejana tekanan hidrostatis

II.5 Penyampaian Sinyal

Peralatan penyampaian sinyal ini sering dikenal dengan nama peralatan pengirim sinyal yang berfungsi untuk menyampaikan keluaran yang dihasilakan oleh pendeteksi terhadap peralatan pengubah atau pengkonversi

Pada keterpasangannya bila sinyal yang disampaikan berupa pneumatic maka peralatannya dikenal dengan nama transmitter, sedangkan bila sinyal yang disampaikan dalam pneumatic yang berpadu dengan sinyal elektrik maka

peralatan sering dikenal dengan transducer.

Pada dasarnya transmitter adalah berfungsi untuk menyampaikan sinyal proses menjadi sinyal pneumatic serta mengirimkan pneumatic itu kea lat penerima seperti pencatat, pengatur dan penunjuk. Karna variabel proses disini adalah level maka transmitter yang mengirim sinyal proses disebut level transmitter.

BAB III

PERMASALAHAN CARA KERJA CONTROL VALVE JENIS

AIR-TO-OPEN

III.1 Control Valve Jenis Air To Open

Jenis Air To Open bekerja apabila control valve mendapatkan sinyal maka katup control akan membuka. Jenis Air To Open ini adalah Proses ketika pneumatic actuator dan control valve terbuka jika disuplay udara bertekanan (air compressor)

III.2 Metode Pengukuran Level

Tujuan pengukuran tinggi permukaan cairan adalah:

1. Mencegah kerusakan equipment dan kerugian akibat cairan terbuang 2. Pengontrolan jalannya proses

3. Mendapatkan spesifikasi yang diinginkan

Metode yang dilakukan untuk pengukuran level yang sering dilakukan pada industri maupun pabrik adalah:

III.3 Metode Langsung

Pengukuran level secara visual atau secara langsung dapat dilihat dengan bantuan alat ukur instrument,maka dapatlah diketahui level serta volume dari media yang di ukur.

Tinggi permukaan cairan dapat dilihat langsung dan diduga kedalamannya dan ditunjukkan dalam suatu pengukuran panjang (meter).

III.4 Katup Kendali (Control Valve)

Katup kendali dapat dipakai untuk mengukur aliran fluida agar menghasilkan kondisi operasi tertentu.Katup kendali ini pada umumnya terdiri atas dua macam yaitu:

a.Penggerak (actuator)

b.Perakitan badan kerangan (valve body)

Sedangkan berdasarkan atas aksi pergerakannyadibagi atas 2 macam yaitu : a.Pergerakan Air-To-Open

Katup kendali ini akan membuka apabila diberikan aksi udara,dimana \ sinyal udara masuk bertambah maka bukaan katup akan bertambah.

b.Pergerakan Air-To-Close

katup pengendali akan semakin menutup apabila sinyal masuk bertambah.

Actuator berfungsi menggerakkan control valve agar terbuka atau tertutup dan selalu berada pada posisi yang dikehendaki controller.

1. Pneumatik Actuator

Pneumatik Actuator menguunakan kendali tekanan udara untuk memposisikan stem dari katup kendali.

2. Body/Inner

Body/Inner atau style merupakan istilah untuk menyatakan bentuk dari pada plug valve

Gambar 3.1 Penggerakan Aksi Lurus Terbalik

- Gaya yang dihasilkan (diafragma) kemudian dilawan oleh pegas penggerak, pegas ini mempunyai nilai penekanan awal tertentu yang kemudian dapat diatur melalui penyetelan pegas.

- Gerakan tersebut akan memposisikan stem dan plug naik dan turun atau berputar. Sehingga aliran proses dapat masuk sesuai dengan besarnya hasil keseimbangan kedua gaya tersebut.

- Sewaktu tekanan sinyal pneumatic hilang, pegas penggerak akan mengembalikan diafragma keposisi semula, sebelum tekanan pneumatic masuk ke rumah diafragma.

Adapun katub kendali yang digunakan pada umumnya adalah : 1. Globe Valve

2. Ball Valve

3. Exentric Disc Valve 4. Butrply Valve 5. Sounder Valve

6. Microwflow Valve (hampir sama dengan Gate Valve)

1. Global Vlave

Digunakan biasanya untuk mengatur banyaknya aliran fluida

2.Ball Valve

Bentuk penyekatnya berbentuk bola yang mempunyai lubang menerobos ditengahnya.

Gambar 3.3 Ball Valve

3.Butterfly Valve

Bentuk penyekatnya adalah piringan yang mempunyai sumbu putar di tengahnya.Menurut disainnya, dapat dibagi menjadi concentric dan eccentric. Eccentric memilikidisain yang lebih sulit tetapi memiliki fungsi yang lebih baik dari concentric. Bentuknyayang sederhana membuat lebih ringan dibandingkan valve lainnya.

Gambar 3.4 Butterfly Volve

III.5 Jenis-Jenis Rangkaian Kendali

Rangkaian kendali yang terdapat pada suatu pabrik dikenal dalam dua bentuk rangkaian kendali, yaitu :

a. Rangkaian kendali terbuka (Open Loop Controller)

Yaitu suatu rangkaian kendali dimana sinyal keluar dari controller tidak dikembangkan lagi ke controller sebagai factor pengimbang.

Input Output

Gambar 3.2 Open Loop Controller

SISTEM

b. Rangkaian kendali tertutup (Closed Loop Controller)

Yaitu suatu rangkaian kendali dimana sinyal yang keluar (output) dari controller dikembalikan lagi ke controller sebagai factor pengimbang.

Input Output

Gambar 3.3 Closed Loop Controller

Ada dua kelemahan dari closed loop controller ini yaitu :

1. Sistem controller tidak dapat mengambil aksi perbaikan terhadap suatu penyimpangan proses sebelum sistem kontrol ini menyebabkan variabel yang dikontrolnya menyimpang set pointnya. Jadi hanya setelah ada

penyimpangan pada proses barulah sistem controller ini mengambil aksi perbaikan.

2. Karena aksi perbaikan datang setelah penyimpangan pada proses maka terdapat keterlambatan pengontrolan pada rangkaian.

Bentuk daripada rangkaian kendali erat hubungannya dengan sistem kendali instrumentasi pabrik pada rangkaian kendali terbuka biasanya hanya terdapat sistem kendali satu arah.

Dimana sistem kemdali satu arah adalah aksi kendali yang disusun oleh peralatan keterpasangan instrument pabrik yang hanya diperuntukan guna

menimbulkan keadaan yang tidak terkendali. Pada sistem kendali ini bila keadaan atau harga dari variabel operasi yang ingin di kendalikan melampaui batas yang ditetapkan. Maka peralatan kendali mengadakan pengendalian.

III.6 Sistem transmisi

Sistem transimisi merupakan suatu jalur pengiriman sinyal dari alat-alat sensor ke controller dan dari controller ke pengatur akhir.

Dalam dinia intrumentasi atau industry ada dua jenis transmisi yang dipergunakan yaitu :

a. Sistem transmisi pneumatik

Pada sistem ini sinyal proses yaitu perubahan-perubahan pada variabel proses harus diubah kedalam sinyal pneumatic melalui udara instrument bertekanan antara 3 sampai 15 psi. Untuk itu diperlukan suatu alat pengubah yang menjadi satu dengan alat pengirim dari sinyal pneumatic itu sendiri. Alat pengubah dan pengirim sinyal pneumatic itu disebut transmitter.

Variabel Proses

Gambar 3.4 Rangkaian Kerja Transmitter

b. Sistem transmisi elektrik

Pada sistem ini sama seperti transmisi pneumatic, tetapi hanya bedanya pada sinyal proses yaitu perubahan-perubahan pada variabel proses harus diubah keadalam sinyal electric antara 4- 20 mA.

III.7 Operasi Kontrol Akhir

Operasi Elemen kontrol akhir melibatkan langkah-langkah yang diperlukan untuk mengkonversi sinyal kontrol (yang dihasilkan oleh suatu

Detector

Transmitter Pneumatic

Penerima Pencatat Pengatur Penunjuk

kontroler proses) kedalam tindakan proporsional pada proses itu sendiri. Jadi, untuk menggunakan suatu sinyal kontrol tertentu 4-20 mA untuk mengubah suatu laju alir besar 10.0 m3/min sampai 50.0 m3/min, tentu memerlukan beberapa operasi perantara (intermediate).

Operasi Intermediate yang spesifik sangat tergantung pada disain kontrol proses, tetapi penyamarataan tertentu dapat dibuat mengenai langkah-langkah yang membawa sinyal kontrol kepada elemen kontrol akhir. Untuk suatu aplikasi control proses tertentu, konversi suatu sinyal process-controller kepada suatu fungsi control dapat diwakili oleh langkah-langkah yang ditunjukkan Gambar 7.1. Sinyal Masukan boleh dapat berupa macam-macam bentuk, mencakup suatu arus listrik, sinyal digital, atau tekanan pnematik.

Control signal

Gambar 3.5 Elemen operasi control akhir Signal

conversion

Actuator

Final control element

III.7 Konversi sinyal

Langkah ini mengacu pada modifikasi yang harus dibuat pada sinyal kontrol untuk terhubung dengan baik dengan langkah kontrol berikutnya, yaitu aktuator. Sehngga, jika suatu elemen kontrol valve dioperasikan oleh suatu aktuator motor listrik, maka sinyal kontrol 4-20 mA dc harus dimadifikasi untuk mengoperasikan motor itu. Jika suatu motor dc digunakan, modifikasi boleh jadi adalah konversi arus ke tegangan dan penguatan.

Adapun peralatan pengubah berfungsi untuk mengubah energi berupa tekanan agar besaran yang disampainkan pada pengkonversian dapat diterima dengan baik. Pengubah sinyal diperuntukan guna mencapai harga yang sesuai antara hasil pendeteksi dengan kemampuan pengkonversian dimana terhadap sinyal tersebut dilakukan perubahan yang dapat berbentuk penurunan ataupun peningkatan.

Maksud dari pada adanya pengubahan terhadap sinyal-sinyal adalah untuk memperoleh kerja pengkonversian yang lebih teliti. Peraltan pengubah sinyal ini sering dikenal dengan transducer.

Pada pengkonversi bagi variabel operasi harus dibatasi pada peralatan pengolah yang perlu di kendalikan sering dilengkapi dengan monitor switch, juga pada pengkonversian ini dipasang elemen pengendali yang berfungsi menetapkan sistem kendali yang berlaku pada suatu rangkaian kendali dan mengetahui harga variabel operasi yang terdeteksi.

III.8 Aktuator

Hasil konversi sinyal menyediakan suatu sinyal yang dikonversi atau diperkuat yang dirancang untuk beroperasi/menggerakkan suatu mekanisme untuk merubah suatu variabel kontrol di dalam proses itu. Efek langsung pada umumnya diterapkan oleh sesuatu dalam proses, seperti suatu valve atau heater

yang harus dioperasikan oleh beberapa alat. Aktuator

Jadi, jika suatu valve dioperasikan, maka aktuator adalah suatu alat yang mengkonversi sinyal kontrol ke dalam tindakan fisik membuka atau menutup valve.

III. 9 Elemen Kontrol

Pada akhirnya kita mendapatkan elemen kontrol akhir sendiri. Alat ini mempunyai pengaruh langsung pada variabel dinamis proses dan dirancang

sebagai suatu bagian integral dari proses itu sendiri. Jadi, jika aliran dikontrol, maka elemen kontrol, suatu valve, harus dibangun secara langsung pada sistem aliran.

Dengan cara yang sama, jika temperatur dikontrol, maka beberapa mekanisme atau elemen kontrol yang mempunyai suatu pengaruh langsung pada temperatur harus dilibatkan pada proses itu. Ini bisa jadilah kombinasi suatu heater/cooler yang secara elektris digerakkan oleh rele atau suatu valve pnematik untuk mengendalikan influks reaktan.

BAB IV

SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DIMENARA DESTILASI

(T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE JENIS

AIR-TO-OPEN

IV.1 Hasil Kerja Praktek (Riset)

Dari hasil kerja prakter atau riset yang telah dilakuakn maka diperoleh data atau aplikasi yaitu sebagai berikut :

IV.1.1 Konstruksi control valve serta elemen control valve

Gambar 4.1 Konstruksi control valve serta elemen control valve yang terpasang di pabrik mini

Keterangan gambar diatas adalah sebagai berikut : 1. Drain Plug

2. Body Valve 3. Valve Plug 4. Seat Ring 5. Pin 6. Gasket 7. Guide bush 8. Nut

9. Packing Ring 10.Plug

11.V-Packing Spring 12.Bonnet

13.Packing Retainer 14.York Nut

15.V-packing 16.Stem

17.Packing Follower 18.Packing Retainer 19.Nut

20.Stud Bold 21.Yoke

22.Sten connector 23.Scale Plate 24.Travel Indicator 25.Pointer Locknut 26.Pointer

27.Guide Bushing 28.Guide

29.Spring Adjustor 30.Spring Retainer 31.Spring

32.Actuator Stem 33.Lift Adjustor 34.Bold

35.Diapragm Cast Lower 36.Nut

37.Bold 38.Diapragm 39.Air Connection 40.Stopper

41.Diapragm Case upper 42.Diapragm Pate 43.Slotted Nut 44.Spit Pin

IV.1.2 Data Teknis Control Valve

Tag No : LCRSV-1

Prod. No : s-24712-41-60

Model : VSL ACT VAIR

Size : 18 VFT = 14 mm

Rating : ANSI 150 RF

Body : SCPH 2

Trim : SUS 316

Plug : CV 0,4 %

Packing : Teflon

Gasket : V-1500

Range : 0,2 – 1,0 Kgf/cm2

Air To : OPEN

Date : Mei,1892

IV.1.3 Data Operasi Control Valve

Tabel 4.1 Data Operasi Control Valve

Level diruang kendali (LCRSV-1) Level di lapangan

Keadaan saat LCRSV-1

<60 % >60 % <60 % >60 % Mulai Menutup Mulai membuka

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Dalam melakuakan kerja prakter atau riset dilapangan di Pabrik Mini Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI Medan), ada beberapa hal yang dapat diambil kesimpulan yaitu :

1. Tujuan daripada pengendalian level dengan menggunakan control valve jenis Air-To-Open adalah menjaga level pada menara destilasi (T-1) agar tetap pada batasnya (level jangan dibawah 60 %)

2. Dengan mengetahui dan memahami metoda,jenis tujuan dan

pembacaan instrumentasi diruang kendali maupun dilapangan, maka kita dapat mengetahui system kendali instrumentasi pabrik yaitu system kendali satu arah yang digunakan untuk menjaga level produk bawah sesuai dengan set pointnya.

DAFTAR PUSTAKA

Doudlas M Considine. “Proses Instruments And Controls Hand book” Los Angeles, 1981

Saisuke Ishimaru, Hasanudin, “Instrumentasi Mini Plant” Japan Internatioanal Cooperation Agency (JICA), 1987

Pendidikan Teknologi Kimia Industri, “Kursus Teknologi Operasi Pabrik,Karyawan PT. Arun LNG,” Buku 07,1987.

Zaiful Bahri, Ir. “Process Controls and Instruments” PT. Arun Medan http//:Google.com

III.8 Aktuator

Hasil konversi sinyal menyediakan suatu sinyal yang dikonversi atau diperkuat yang dirancang untuk beroperasi/menggerakkan suatu mekanisme untuk merubah suatu variabel kontrol di dalam proses itu. Efek langsung pada umumnya diterapkan oleh sesuatu dalam proses, seperti suatu valve atau heater

yang harus dioperasikan oleh beberapa alat. Aktuator

Jadi, jika suatu valve dioperasikan, maka aktuator adalah suatu alat yang mengkonversi sinyal kontrol ke dalam tindakan fisik membuka atau menutup valve.

III. 9 Elemen Kontrol

Pada akhirnya kita mendapatkan elemen kontrol akhir sendiri. Alat ini mempunyai pengaruh langsung pada variabel dinamis proses dan dirancang

sebagai suatu bagian integral dari proses itu sendiri. Jadi, jika aliran dikontrol, maka elemen kontrol, suatu valve, harus dibangun secara langsung pada sistem aliran.

Dengan cara yang sama, jika temperatur dikontrol, maka beberapa mekanisme atau elemen kontrol yang mempunyai suatu pengaruh langsung pada temperatur harus dilibatkan pada proses itu. Ini bisa jadilah kombinasi suatu heater/cooler yang secara elektris digerakkan oleh rele atau suatu valve pnematik untuk mengendalikan influks reaktan.

BAB IV

SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DIMENARA DESTILASI

(T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE JENIS

AIR-TO-OPEN

IV.1 Hasil Kerja Praktek (Riset)

Dari hasil kerja prakter atau riset yang telah dilakuakn maka diperoleh data atau aplikasi yaitu sebagai berikut :

IV.1.1 Konstruksi control valve serta elemen control valve

Gambar 4.1 Konstruksi control valve serta elemen control valve yang terpasang di pabrik mini

Keterangan gambar diatas adalah sebagai berikut : 1. Drain Plug

2. Body Valve 3. Valve Plug 4. Seat Ring 5. Pin 6. Gasket 7. Guide bush 8. Nut

9. Packing Ring 10.Plug

11.V-Packing Spring 12.Bonnet

13.Packing Retainer 14.York Nut

15.V-packing 16.Stem

17.Packing Follower 18.Packing Retainer 19.Nut

20.Stud Bold 21.Yoke

22.Sten connector 23.Scale Plate 24.Travel Indicator 25.Pointer Locknut 26.Pointer

27.Guide Bushing 28.Guide

29.Spring Adjustor 30.Spring Retainer 31.Spring

32.Actuator Stem 33.Lift Adjustor 34.Bold

35.Diapragm Cast Lower 36.Nut

37.Bold 38.Diapragm 39.Air Connection 40.Stopper

41.Diapragm Case upper 42.Diapragm Pate 43.Slotted Nut 44.Spit Pin

IV.1.2 Data Teknis Control Valve

Tag No : LCRSV-1

Prod. No : s-24712-41-60

Model : VSL ACT VAIR

Size : 18 VFT = 14 mm

Rating : ANSI 150 RF

Body : SCPH 2

Trim : SUS 316

Plug : CV 0,4 %

Packing : Teflon

Gasket : V-1500

Range : 0,2 – 1,0 Kgf/cm2

Air To : OPEN

Date : Mei,1892

IV.1.3 Data Operasi Control Valve

Tabel 4.1 Data Operasi Control Valve

Level diruang kendali (LCRSV-1) Level di lapangan

Keadaan saat LCRSV-1

<60 % >60 % <60 %

>60 % Mulai Menutup

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Dalam melakuakan kerja prakter atau riset dilapangan di Pabrik Mini Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI Medan), ada beberapa hal yang dapat diambil kesimpulan yaitu :

1. Tujuan daripada pengendalian level dengan menggunakan control valve jenis Air-To-Open adalah menjaga level pada menara destilasi (T-1) agar tetap pada batasnya (level jangan dibawah 60 %)

2. Dengan mengetahui dan memahami metoda,jenis tujuan dan

pembacaan instrumentasi diruang kendali maupun dilapangan, maka kita dapat mengetahui system kendali instrumentasi pabrik yaitu system kendali satu arah yang digunakan untuk menjaga level produk bawah sesuai dengan set pointnya.

DAFTAR PUSTAKA

Doudlas M Considine. “Proses Instruments And Controls Hand book” Los Angeles, 1981

Saisuke Ishimaru, Hasanudin, “Instrumentasi Mini Plant” Japan Internatioanal Cooperation Agency (JICA), 1987

Pendidikan Teknologi Kimia Industri, “Kursus Teknologi Operasi Pabrik,Karyawan PT. Arun LNG,” Buku 07,1987.

Zaiful Bahri, Ir. “Process Controls and Instruments” PT. Arun Medan http//:Google.com