INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA 6.1 Instrumentas
6.1.2 Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendal
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.
VI-3
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 pendingin/pemanas.
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
(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
VI-5
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 controlleryang 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
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
VI-7
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
DGDV
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)
FC umpan FC air pendingin TI air pendingin bekas C TC
Gambar 6.7 Instrumentasi kondensor