6.1 Instrumentasi
Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat-alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar para teknisi dapat memantau dan mengontrol kondisi di lapangan. Dengan adanya istrumentasi ini pula, para teknisi dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Considine, 1985).
Tujuan pabrik secara keseluruhan adalah untuk mengkonversi bahan baku tertentu menjadi produk yang diinginkan menggunakan sumber-sumber energi yang tersedia, dengan cara yang paling ekonomis. Selama operasi ini, suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan yang ditentukan perancangnya dan kondisi- kondisi teknis, ekonomi, serta sosial secara umum dengan adanya perubahan- prubahan eksternal yang mempengaruhi (gangguan). Diantara persyaratan- persyaratan tersebut adalah sebagai berikut:
1. Keamanan
2. Spesifikasi produk
3. Peraturan-peraturan yang berhubungan dengan lingkungan 4. Jenis peralatan yang digunakan
5. Ekonomi
Semua persyaratan yang disebutkan di atas memerlukan pengawasan yang kontinu terhadap operasi di dalam pabrik kimia dan pengendalian eksternal untuk menjamin tercapainya tujuan operasi pabrik. Hal ini dilakukan dengan suatu susunan peralatan yang rasional (alat-alat ukur, valve, kontroler, komputer) yang disebut juga dengan instrumentasi dan campur tangan manusia (perancang pabrik dan operator pabrik), yang keduanya merupakan suatu sistem kontrol (Stephanopoulos, 1984).
Peralatan Instrumentasi berfungsi sebagai pengontrol, penunjuk pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomio dan system peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis) (Timmerhaus dkk, 2004).
Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen adalah (Considine,1985):
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, huiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya.
Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah (Considine,1985): 1. Untuk variabel temperatur:
• Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati temperatur suatu alat. Dengan menggunakan Temperature
Controller, para teknisi juga dapat melakukan pengendalian terhadap
peralatan sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan. Temperature Controller kadang-kadang juga dapat mencatat temperatur dari suatu peralatan secara berkala (Temperature Recorder).
• Temperature Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati temperatur dari suatu alat 2. Untuk variabel tinggi permukaan cairan
• Level Controller (LC) adalah instumentasi yang digunakan untuk
mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat Dengan menggunakan Level
Controller, para teknisi juga dapat melakukan pengendalian ketinggian
cairan dalam peralatan tersebut.
• Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati
3. Untuk variabel tekanan
• Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi suatu alat. Para teknisi juga dapat melakukan perubahan tekanan dari peralatan operasi. Pressure Controller dapat juga dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara berkala (Pressure
Recorder).
• Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi suatu alat. 4. Untuk variabel aliran cairan
• Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.
• Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati
laju aliran atau cairan suatu alat.
Instrumentasi yang digunakan pada pabrik pembuatan vinil asetat adalah : 1. Instrumentasi tangki cairan
Instrumentasi pada tangki cairan mencakup level indicator (LI) yang berfungsi untuk menunjukkan tinggi cairan di dalam tangki bahan baku.
2. Insrumentai pada vaporizer
Instrumentasi pada vaporizer mencakup temperature controller (TC).
Temperature controller (TC) berfungsi untuk mengatur temperatur vaporizer
dengan mengatur bukaan katup uap pemanas yang masuk. 3. Instrumentasi reaktor
Instrumentasi pada reaktor mencakup temperature indicator controller (TC) dan
pressure indicator (PI). Temperature indicator controller (TIC) berfungsi untuk
mengontrol temperatur dalam reaktor dengan mengatur bukaan katup uap cairan pendingin. Pressure indicator (PI) berfungsi untuk menunjukkan tekanan dalam reaktor.
4. Instrumentasi pada separator
Instrumentasi pada separator mencakup pressure indicator (PI) dan level
dalam separator. Level controller (LC) berfungsi untuk mengontrol tinggi cairan yang ada di dalam separator dengan mengatur aliran umpan yang masuk.
5. Instrumentasi kolom distilasi
Instrumentasi pada kolom distilasi mencakup temperature indicator (TI),
pressure controller (PC), dan level controller (LC). Temperature indicator (TI)
berfungsi untuk menunjukkan temperatur dalam kolom distilasi. Pressure
controller (PC) berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam kolom distilasi
dengan mengatur bukaan katup uap keluar ke kondensor. Level controller (LC) berfungsi untuk mengontrol tinggi cairan dalam kolom distilasi dengan mengatur bukaan katup cairan refluks ke kolom distilasi, yang bertujuan untuk mengantisipasi terjadinya flooding (banjir) pada tray kolom distilasi.
6. Instrumentasi reboiler
Instrumentasi pada reboiler mencakup temperature controller (TC). Temperature
controller (TC) berfungsi untuk mengontrol temperatur dalam reboiler dengan
mengatur bukaan katup uap pemanas masuk. 7. Instrumentasi pompa
Instrumentasi pada pompa mencakup flow controller (FC) yang berfungsi untuk mengatur laju alir bahan dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran bahan. 8. Instrumentasi blower
Instrumentasi pada blower mencakup pressure controller (PC) yang berfungsi untuk mengatur tekanan bahan dalam blower dengan mengatur bukaan katup aliran bahan.
9. Instrumentasi ekspander
Instrumentasi pada ekspander mencakup flow controller (FC) dan pressure
controller (PC). Flow controller (FC) berfungsi untuk mengatur laju alir bahan
dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran bahan. Pressure controller (PC) berfungsi untuk mengatur tekanan bahan dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran bahan.
LC PI TIC PI Dowtherm E TI PC 10. Instrumentasi heater
Instrumentasi pada heater mencakup temperature controller (TC) yang berfungsi untuk mengatur temperatur bahan keluaran heater dengan mengatur bukaan katup uap pemanas masuk.
FC
Pompa
Heat Exchanger / cooler / kondensor Air pendingin/ steam B a h a n m a su k B a h a n ke lu a r Air pendingin bekas/ Kondensat bekas TC Reaktor LI
Gambar 6.1 Instrumentasi padaPra – rancangan Pabrik Pembuatan Vinil Asetat Tangki bahan / produk
Kolom destilasi PC Blower / Expander TC Vaporizer / Reboiler Separator
11. Instrumentasi cooler dan condenser
Instrumentasi pada cooler dan condenser mencakup temperature controller (TC) yang berfungsi untuk mengatur temperatur bahan keluaran cooler dan condenser dengan mengatur bukaan katup air pendingin masuk.
Tabel 6.1 Daftar penggunanan instrumentasi pada Pra – rancangan Pabrik Pembuatan Vinil Asetat
No Nama alat Jenis
instrumen Kegunaan
1 Pompa FC Mengontrol laju alir cairan dalam pipa
2 Tangki cairan LI Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki
3 Reaktor
PI Menunjukkan tekanan dalam reaktor TIC Mengontrol suhu dalam reaktor
4
Heater, Kondenser,
Heat Exchanger, dan
Cooler
TC Mengontrol suhu dalam alat
5
