pengendalian proses produksi dan pengandalian (3)
Sayidati Lutfita (14506110111001) kelas A
Kasus I
Objek Operasi :
1. Menghasilkan produk B semaksimal mungkin
2. Menjaga suhu reaksi agar bergeser ke arah produk B
Operasi pemanasan diganggu oleh adanya debit aliran feed dan konsentrasi feed.
Pada system tersebut reaksinya berjalan secara endotermis, sehingga butuh adanya
pemanas agar reaksinya berjalan ke arah produk. System pada reactor ini adalah batch.
Pemanas yang digunakan adalah steam yang disirkulasikan melalui jaket, dimana steam
masuk melalui aliran inlet pada bagian atas dan akan terkondensasi akibat pertukaran panas
dengan vessel dan keluar melalui bagian bawah vessel. Reaksi pada proses ini berturut turut
yaitu A
B
C dan produk yang diharapkan adalah B. pada saat reaksi awal dibutuhkan
pemanasan maksimum agar reaktan A terkonversi menjadi B. Sebelum melakukan proses,
langkah pertama adalah mengatur suhu maksimum reaksi / set point pada termokapel dan saat
reaksi berjalan sensor berupa termokapel akan mengukur suhu vessel dan akan mengontrol
suhu agar tetap sesuai dengan set point. Caranya jika suhu yang diukur sensor pada vessel di
bawah suhu set point maka sensor akan mengirimkan data pada controller dan controller akan
membuka valve untuk menambah laju alir steam dengan cara memperbesar bukaan valve,
tetapi ketika suhu yang diukur termokapel lebih besar dari suhu set point maka sensor akan
mengirim data pada controller, sehingga controller akan menutup valve (final element)
sehingga aliran steam akan berkurang.
Masalah lain dari proses reaksi ini adalah ketika konsentrasi produk B meningkat
maka akan terkonversi menjadi C dan konsentrasi C akan meningkat juga jika suhu operasi
sama dengan proses awal, sehingga untuk mencegah hal itu terjadi maka suhu harus
diturunkan secara periodic agar reaksi bergeser ke arah B dengan cara mengatur pada
termokapel sehingga suhu akan turun secara periodic.
Control suhu : sensor berupa termokapel, controller otomatis, final element berupa valve
dimana control variable berupa suhu, sedangkan manipulated variable berupa aliran steam.
Sayidati Lutfita (14506110111001) kelas A
Control level : sensor berupa sensor level, controller, final element berupa valve, dimana
variable terkontrolnya berupa ketinggian fluida pada vessel, sedangkan manipulated variable
berupa aliran feed.
Kasus II
Pada proses pengendalian operasi tangki berpengaduk terjadi reaksi reaktan A menjadi B
yang irreversible dan reaksinya merupakan reaksi eksoterm. Sehingga pada proses ini perlu
adanya pendinginan yang disirkulasikan melalui jaket vessel dengan pendingin berupa
coolant untuk menjaga suhu. Coolant dialirkan pada jaket melalui bagian bawah tangki dan
selanjutnya terjadi pertukaran panas dengan vessel sehingga coolant akan menjadi uap dan
keluar melalui bagian atas jaket. Pada proses rekasi yang menyebabkan adanya gangguan
adalah konsentrasi, suhu dan laju alir feed serta suhu sehingga untuk menjalankan proses agar
memudahkan pengaturan maka perlu adanya asumsi, asumsi yang digunakan pada proses ini
adalah:
1. Level pada vessel konstan
2. CA1, T1, F1 konstan
3. T coolant konstan
Pada proses perlu dipasang sensor suhu berupa termokapel untuk menjaga suhu
reaksi. Langkah awal adalah mengatur suhu set point pada termokapel dan saat reaksi
berjalan sensor berupa termokapel akan mengukur suhu vessel. Jika suhu yang diukur sensor
pada vessel di bawah suhu set point maka sensor akan mengirimkan data pada controller dan
controller akan membuka valve untuk menambah laju alir steam dengan cara memperbesar
bukaan valve, tetapi ketika suhu yang diukur termokapel lebih besar dari suhu set point maka
sensor akan mengirim data pada controller, sehingga controller akan menutup valve (final
element) sehingga aliran steam akan berkurang. Pada control suhu yang berperan sebagai
sensor adalah termokapel, controller, final element berupa valve, dimana variable
terkontrolnya berupa suhu dan variable termanipulasi adalah laju alir coolant.
Untuk mengatur ketinggian fluida pada tangki agar konstan adalah dengan
memanfaatkan overflow, jadi ketika ketinggian sudah melebihi batas akan keluar mengalir
Sayidati Lutfita (14506110111001) kelas A
dengan sendirinya. Dengan memanfaatkan overflow maka tidak perlu adanya penambahan
sensor untuk ketinggian fluida.
Kasus III
Pada proses tangki pemanas berpengaduk ini feed masuk kemudian akan
ditingkatkan suhunya dengan steam pada heat exchanger. Pada proses pemanasan yang
menyebabkan gangguan berasal dari laju alir feed, laju alir steam dan suhu. Objek operasi
dari system continue ini adalah untuk mempertahankan suhu outlet pada suhu konstan dan
menjaga ketinggian fluida pada vessel. Untuk menjaga suhu dalam vessel maka dipasang
sensor berupa termokapel. Jika suhu yang diukur sensor pada vessel di bawah suhu set point
maka sensor akan mengirimkan data pada controller dan controller akan membuka valve
untuk menambah laju alir steam dengan cara memperbesar bukaan valve, tetapi ketika suhu
yang diukur termokapel lebih besar dari suhu set point maka sensor akan mengirim data pada
controller, sehingga controller akan menutup valve (final element) sehingga aliran steam akan
berkurang. Pada control suhu Pada control suhu yang berperan sebagai sensor adalah
termokapel, controller, final element berupa valve, dimana variable terkontrolnya berupa
suhu dan variable termanipulasi adalah laju alir steam.
Untuk mengatur ketinggian fluida pada tangki agar konstan adalah dengan memasang
level sensor pada tangki. Sensor akan mengukur ketinggian fluida dalam vessel, jika
ketinggiannya telah mencapai batas maksimum maka sensor akan mengirim data pada
controller dan selanjutnya controller akan memerintahkan valve untuk menutup/ mengecilkan
bukaan valve sehingga aliran yang masuk / debit ke dalam vessel berkurang. Sebaliknya jika
ketinggiannya telah mencapai batas minimal maka sensor akan mengirim data pada controller
dan selanjutnya controller akan memerintahkan valve untuk membuka/menambah bukaan
valve sehingga aliran yang masuk / debit yang masuk ke dalam vessel akan bertambah. Pada
control ketinggian ini sensor berupa sensor level, final element berupa valve dan variable
terkontrolnya adalah ketinggian sedangkan variable manipulated nya berupa debit fluida.
Sayidati Lutfita (14506110111001) kelas A
Kasus I
Objek Operasi :
1. Menghasilkan produk B semaksimal mungkin
2. Menjaga suhu reaksi agar bergeser ke arah produk B
Operasi pemanasan diganggu oleh adanya debit aliran feed dan konsentrasi feed.
Pada system tersebut reaksinya berjalan secara endotermis, sehingga butuh adanya
pemanas agar reaksinya berjalan ke arah produk. System pada reactor ini adalah batch.
Pemanas yang digunakan adalah steam yang disirkulasikan melalui jaket, dimana steam
masuk melalui aliran inlet pada bagian atas dan akan terkondensasi akibat pertukaran panas
dengan vessel dan keluar melalui bagian bawah vessel. Reaksi pada proses ini berturut turut
yaitu A
B
C dan produk yang diharapkan adalah B. pada saat reaksi awal dibutuhkan
pemanasan maksimum agar reaktan A terkonversi menjadi B. Sebelum melakukan proses,
langkah pertama adalah mengatur suhu maksimum reaksi / set point pada termokapel dan saat
reaksi berjalan sensor berupa termokapel akan mengukur suhu vessel dan akan mengontrol
suhu agar tetap sesuai dengan set point. Caranya jika suhu yang diukur sensor pada vessel di
bawah suhu set point maka sensor akan mengirimkan data pada controller dan controller akan
membuka valve untuk menambah laju alir steam dengan cara memperbesar bukaan valve,
tetapi ketika suhu yang diukur termokapel lebih besar dari suhu set point maka sensor akan
mengirim data pada controller, sehingga controller akan menutup valve (final element)
sehingga aliran steam akan berkurang.
Masalah lain dari proses reaksi ini adalah ketika konsentrasi produk B meningkat
maka akan terkonversi menjadi C dan konsentrasi C akan meningkat juga jika suhu operasi
sama dengan proses awal, sehingga untuk mencegah hal itu terjadi maka suhu harus
diturunkan secara periodic agar reaksi bergeser ke arah B dengan cara mengatur pada
termokapel sehingga suhu akan turun secara periodic.
Control suhu : sensor berupa termokapel, controller otomatis, final element berupa valve
dimana control variable berupa suhu, sedangkan manipulated variable berupa aliran steam.
Sayidati Lutfita (14506110111001) kelas A
Control level : sensor berupa sensor level, controller, final element berupa valve, dimana
variable terkontrolnya berupa ketinggian fluida pada vessel, sedangkan manipulated variable
berupa aliran feed.
Kasus II
Pada proses pengendalian operasi tangki berpengaduk terjadi reaksi reaktan A menjadi B
yang irreversible dan reaksinya merupakan reaksi eksoterm. Sehingga pada proses ini perlu
adanya pendinginan yang disirkulasikan melalui jaket vessel dengan pendingin berupa
coolant untuk menjaga suhu. Coolant dialirkan pada jaket melalui bagian bawah tangki dan
selanjutnya terjadi pertukaran panas dengan vessel sehingga coolant akan menjadi uap dan
keluar melalui bagian atas jaket. Pada proses rekasi yang menyebabkan adanya gangguan
adalah konsentrasi, suhu dan laju alir feed serta suhu sehingga untuk menjalankan proses agar
memudahkan pengaturan maka perlu adanya asumsi, asumsi yang digunakan pada proses ini
adalah:
1. Level pada vessel konstan
2. CA1, T1, F1 konstan
3. T coolant konstan
Pada proses perlu dipasang sensor suhu berupa termokapel untuk menjaga suhu
reaksi. Langkah awal adalah mengatur suhu set point pada termokapel dan saat reaksi
berjalan sensor berupa termokapel akan mengukur suhu vessel. Jika suhu yang diukur sensor
pada vessel di bawah suhu set point maka sensor akan mengirimkan data pada controller dan
controller akan membuka valve untuk menambah laju alir steam dengan cara memperbesar
bukaan valve, tetapi ketika suhu yang diukur termokapel lebih besar dari suhu set point maka
sensor akan mengirim data pada controller, sehingga controller akan menutup valve (final
element) sehingga aliran steam akan berkurang. Pada control suhu yang berperan sebagai
sensor adalah termokapel, controller, final element berupa valve, dimana variable
terkontrolnya berupa suhu dan variable termanipulasi adalah laju alir coolant.
Untuk mengatur ketinggian fluida pada tangki agar konstan adalah dengan
memanfaatkan overflow, jadi ketika ketinggian sudah melebihi batas akan keluar mengalir
Sayidati Lutfita (14506110111001) kelas A
dengan sendirinya. Dengan memanfaatkan overflow maka tidak perlu adanya penambahan
sensor untuk ketinggian fluida.
Kasus III
Pada proses tangki pemanas berpengaduk ini feed masuk kemudian akan
ditingkatkan suhunya dengan steam pada heat exchanger. Pada proses pemanasan yang
menyebabkan gangguan berasal dari laju alir feed, laju alir steam dan suhu. Objek operasi
dari system continue ini adalah untuk mempertahankan suhu outlet pada suhu konstan dan
menjaga ketinggian fluida pada vessel. Untuk menjaga suhu dalam vessel maka dipasang
sensor berupa termokapel. Jika suhu yang diukur sensor pada vessel di bawah suhu set point
maka sensor akan mengirimkan data pada controller dan controller akan membuka valve
untuk menambah laju alir steam dengan cara memperbesar bukaan valve, tetapi ketika suhu
yang diukur termokapel lebih besar dari suhu set point maka sensor akan mengirim data pada
controller, sehingga controller akan menutup valve (final element) sehingga aliran steam akan
berkurang. Pada control suhu Pada control suhu yang berperan sebagai sensor adalah
termokapel, controller, final element berupa valve, dimana variable terkontrolnya berupa
suhu dan variable termanipulasi adalah laju alir steam.
Untuk mengatur ketinggian fluida pada tangki agar konstan adalah dengan memasang
level sensor pada tangki. Sensor akan mengukur ketinggian fluida dalam vessel, jika
ketinggiannya telah mencapai batas maksimum maka sensor akan mengirim data pada
controller dan selanjutnya controller akan memerintahkan valve untuk menutup/ mengecilkan
bukaan valve sehingga aliran yang masuk / debit ke dalam vessel berkurang. Sebaliknya jika
ketinggiannya telah mencapai batas minimal maka sensor akan mengirim data pada controller
dan selanjutnya controller akan memerintahkan valve untuk membuka/menambah bukaan
valve sehingga aliran yang masuk / debit yang masuk ke dalam vessel akan bertambah. Pada
control ketinggian ini sensor berupa sensor level, final element berupa valve dan variable
terkontrolnya adalah ketinggian sedangkan variable manipulated nya berupa debit fluida.
Sayidati Lutfita (14506110111001) kelas A