Studi Promag 33 Eletromagnetic flow Measuring Pulp Dryer Di pabrik Kertas

STUDY PROMAG 33 ELECTROMAGNETIC FLOW

MEASURING SYSTEM PADA BAGIAN

PULP DRYER DI PABRIK KERTAS

Oleh:

FAISAL FACHRI TAMBUNAN

NIM. 025 203 025

PROGRAM DIPLOMA – IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK

STUDY PROMAG 33 ELECTROMAGNETIC FLOW MEASURING SYSTEM PADA BAGIAN

PULP DRYER DI PABRIK KERTAS

Oleh :

Faisal Fachri Tambunan NIM. 025 203 025

Disetujui Oleh : Pembimbing

Rahmat Fauzi, ST. MT. NIP. 132 161 239

Diketahui Oleh :

Ketua Program Diploma-IV Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik USU

Ir. Nasrul Abdi, MT. NIP. 131 459 554

PROGRAM DIPLOMA-IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK

ABSTRAK

Pada proses pengeringan pulp diperlukan sistem kendali aliran, tujuan pengendalian ini adalah untuk menjaga agar aliran pulp yang masuk ke dalam jetbox tetap stabil sehingga proses dapat berlangsung sesuai dengan yang diinginkan.

Salah satu instrument pengukuran aliran adalah Promag 33 yang berperan di dalam proses pulp dryer sebagai alat pengukur debet pulp yang keluar dari machine chest. Machine

chest adalah tempat pulp yang sudah di screening (penyaringan potongan kayu yang lebih

besar dari target ukuran) sebelum masuk ke dalam jetbox.

Promag 33 berfungsi untuk mengukur debet aliran pulp yang bergerak relatif

terhadap medan magnet sehingga menyebabkan tegangan induksi yang arahnya tegak lurus terhadap kecepatan dan induksi magnetik (flux density). Aliran pulp yang diukur merupakan

delution pulp (bubur kertas encer) yang berasal dari machine chest dimana delution pulp ini

akan dimasukkan ke dalam jetbox untuk dikeringkan.

Promag 33 terdiri dari pipa yang tidak dapat menghantarkan magnet, coil-coil, dan

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini, yang merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan perkuliahan pada Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tidak lupa shalawat beriring salam penulis ucapkan kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW, yang telah membawa umatnya dari zaman jahilliyah menuju zaman islamiah yang penuh dengan ilmu pengetahuan seperti saat sekarang ini.

Karya Akhir ini ditulis berdasarkan penelitian dan pengamatan yang penulis dapatkan dari proses pengepresan minyak pada industri minyak goreng. Sehingga Karya Akhir ini penulis beri judul “Study Promag 33 Electromagnetic Flow Measuring System Pada Bagian Pulp Dryer Di Pabrik Kertas”

Selama berlangsungnya penulisan Karya Akhir ini hingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan, dukungan, serta masukan dari banyak pihak. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya serta ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kakek A. Halim Tambunan, Ayah Nahar H. Tambunan, Ibu Hanifah, S.Pd, serta adik – adikku Fachrizal, Fahmi, Fauziah, dan Fuad yang telah memberikan dukungan moril, materi dan doa terhadap penulis.

2. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT. selaku Ketua Program Diploma-IV Teknologi

Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Rahmat Hasibuan selaku Koordinator Program Diploma-IV Teknologi Instrumentasi Pabrik.

5. Adlin, Iwan, Ipong, Dikin, Surya selaku Om dan Ust. Zulfan selaku guru yang telah memberikan saran-saran, dukungan dan doa terhadap penulis.

6. Seluruh staf pengajar serta pegawai administrasi.

7. Teman-teman seperjuangan angkatan khususnya Dedek, Safwan, Yuliandra,

Kurniadi, Indra, Irwan, Angga, Riza, Hafiz, Mia, Lani, Dani, Fajar H., Arsyad dan lain-lain.

8. Abang-abang alumni dan adik-adik junior Jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik

USU yang telah banyak membantu penulis.

9. Teman-teman sepermainan khususnya Betty, Dedi, Kiki, Saiful, Sari, Tuti, Yudha, Yudi dan lain-lain.

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.

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan

Abstrak ... i

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi ... iv

BAB I Pendahuluan ... 1

I.1. Latar Belakang Masalah ... 1

I.2. Rumusan Masalah ... 2

I.3. Tujuan Karya Akhir ... 2

I.4. Batasan Masalah ... 2

I.5 Metode Penulisan ... 3

I.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II Landasan Teori ... 5

II.1 Teori Pengukuran ... 5

II.1.1 Pengertian Pengukuran ... 5

II.1.2 Karakteristik Pengukuran ... 6

II.2 Aliran ... 8

II.3 Jenis-jenis Alat Ukur Aliran ... 9

II.3.1 Head Flow Meter ... 9

II.3.2 Area Flow Meter ... 14

BAB III Prinsip Kerja Proses Pulp Dryer ... 24

III.1 Pembuatan Pulp ... 24

III.2 Pengeringan Pulp ... 27

III.3 Peran Pemanasan Udara dalam Steam Coil ... 28

III.4 Peranan dari Penghilang Uap Lembab dari Pulp Sheet ... 29

III.5 Proses Visualisasi ... 29

III.6 Mengubah Panas pada Lembaran (Sheet) ... 31

BAB IV Promag 33 ... 32

IV.1 Sistem Pengukuran ... 32

IV.2 Prinsip Kerja Promag 33 ... 33

IV.3 Konstruksi Promag 33 ... 37

IV.4 Cara Pemasangan Promag 33 ... 38

IV.4.1 Lokasi Sambungan ... 39

IV.4.2 Instalasi Pompa ... 39

IV.4.3 Pipa Diisi Sebagian ... 40

IV.5 Data Teknis ... 40

IV.6 Trouble-Shooting ... 41

IV.7 Pemeliharaan (Manitenance) ... 42

BAB V Kesimpulan dan Saran ... 44

V.1 Kesimpulan ... 44

ABSTRAK

Pada proses pengeringan pulp diperlukan sistem kendali aliran, tujuan pengendalian ini adalah untuk menjaga agar aliran pulp yang masuk ke dalam jetbox tetap stabil sehingga proses dapat berlangsung sesuai dengan yang diinginkan.

Salah satu instrument pengukuran aliran adalah Promag 33 yang berperan di dalam proses pulp dryer sebagai alat pengukur debet pulp yang keluar dari machine chest. Machine

chest adalah tempat pulp yang sudah di screening (penyaringan potongan kayu yang lebih

besar dari target ukuran) sebelum masuk ke dalam jetbox.

Promag 33 berfungsi untuk mengukur debet aliran pulp yang bergerak relatif

terhadap medan magnet sehingga menyebabkan tegangan induksi yang arahnya tegak lurus terhadap kecepatan dan induksi magnetik (flux density). Aliran pulp yang diukur merupakan

delution pulp (bubur kertas encer) yang berasal dari machine chest dimana delution pulp ini

akan dimasukkan ke dalam jetbox untuk dikeringkan.

Promag 33 terdiri dari pipa yang tidak dapat menghantarkan magnet, coil-coil, dan

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang Masalah

Sejalan dengan kemajuan dan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat pada saat ini, manusia selalu berusaha untuk menemukan atau menciptakan suatu peralatan yang dapat mempermudah pekerjaan teknik pengukuran besaran. Instrumen merupakan peralatan yang sangat penting dari suatu sistem pengukuran dan merupakan salah satu faktor yang sangat menentukan hasil produksi. Dimana peralatan instrumenlah yang mengukur, mengontrol, mendeteksi, menutup, membuka, menganalisa baik secara manual maupun otomatis. Untuk itu pengoperasian peralatan instrumen yang terkendali dengan baik dan didukung dengan keahlian operator sangat diperlukan agar proses sesuai dengan yang diharapkan.

Pada proses industri, pengendalian dilakukan dengan mengukur salah satu atau lebih variable. Hasil pengukuran ini digunakan untuk perbandingan apakah proses variable yang diukur sesuai dengan yang diinginkan. Pada umumnya proses variabel yang diukur antara lain: aliran (flow), tekanan (pressure), tinggi permukaan (level), dan suhu (temperature).

drying. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip dasar Hukum Faraday, yakni tegangan diinduksikan ke dalam penghantar yang bergerak di dalam sebuah medan magnet.

Oleh karena itu penulis tertarik untuk membahas tentang “Study Promag 33 Electromagnetic Flow Measuring System Pada Bagian Pulp Dryer” sebagai

judul karya akhir.

I.2. Rumusan Masalah

• Bagaimana metode pengukuran aliran fluida menggunakan Promag 33.

• Bagaimana cara kerja Promag 33 sebagai alat ukur dan penggunaanya

pada Pulp Dryer.

• Bagaimana pemasangan dan pemeliharaan dari Promag 33 ini.

I.3. Tujuan Karya Akhir

Adapun tujuan dari karya akhir ini adalah untuk mengetahui dan memahami proses pengontrolan aliran fluida dengan menggunakan Promag 33 pada Pulp Dryer.

I.4. Batasan Masalah

Mengingat masalah yang akan diangkat sebagai karya akhir ini mempunyai ruang lingkup yang relatif luas, maka penulis hanya membahas tentang:

• Prinsip kerja Electromagnetic Flow Measurement (Promag 33).

• Penulis juga tidak membahas mengenai perhitungan secara mendetail.

I.5. Metode Penulisan

Metode penulisan yang dipergunakan dalam penulisan Karya Akhir ini antara lain sebagai berikut:

1. Dengan mempelajari teori dan pengamatan langsung dilapangan serta melakukan diskusi dengan pembimbing lapangan dan juga operator dilapangan.

2. Melakukan diskusi dengan Dosen Pembimbing Fakultas.

3. Dengan mencari buku-buku referensi dari beberapa pustaka yang dapat menunjang penyusunan Karya Akhir.

I.6. Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan karya akhir ini, maka penulis membuat suatu sistematika penulisan. Sistematika penulisan ini merupakan urutan bab demi bab termasuk isi dari sub-sub babnya. Adapun sistematika pembahasan tersebut adalah sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang pemilihan judul, tujuan karya akhir, tinjauan umum, rumusan masalah, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

Bab ini menjelaskan tentang teori pengukuran, teori aliran, alat-alat ukur aliran, teori dasar mengenai Electromagnetic Flow Measurement.

BAB III : PROMAG 33

Bab ini berisikan penjelasan mengenai Promag 33, prinsip kerja, konstruksi alat, cara pemasangan, pemeliharaan, data teknis, dan kegunaan Promag 33 pada Pulp Dryer.

BAB IV : PRINSIP KERJA PROSES PULP DRYER

Bab ini menjelaskan proses yang terjadi pada proses yang terjadi pada Pulp Dryer, gambar P&ID, flow chart dan instrumen lain yang terpasang pada Pulp Dryer.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

BAB II

LANDASAN TEORI

II. 1. Teori Pengukuran

II.1.1. Pengertian Pengukuran

Pengukuran adalah proses menetapkan standar untuk setiap besaran yang tidak terdefinisi. Standar tersebut dapat berupa barang yang nyata, dengan syarat sifat barang tersebut tidak berubah–ubah dalam waktu yang lama. Yang perlu diperhatikan dalam melakukan aktifitas pengukuran adalah:

a. Standar yang dipakai harus memiliki ketelitian yang sesuai dengan standar yang dapat diterima oleh umum.

b. Cara pengukuran dan alat yang digunakan harus sesuai persyaratan.

Umumnya, dalam melakukan pengukuran dibutuhkan instrumen untuk menentukan besaran. Instrumen adalah sebuah alat untuk menentukan nilai dari suatu kuantitas atau variabel.

Instrumen membantu meningkatkan keterampilan manusia dalam banyak hal yang memungkinkan seseorang untuk menentukan nilai besaran yang tidak diketahui. Tanpa bantuan tersebut manusia tidak dapat menentukannya.

Dalam pengukuran, digunakan sejumlah istilah sebagai berikut: a. Ketelitian (Accuracy)

b. Ketepatan (Precision)

Ketepatan adalah kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang sama dengan memberikan harga tertentu bagi sebuah variabel.

c. Kesalahan (Error)

Kesalahan adalah penyimpangan variabel yang diukur dari harga yang sebenarnya.

d. Sensitivitas (Sensitivity)

Sensitivitas adalah kepekaan suatu masukan agar dapat memberikan perubahan pada sistem.

e. Resolusi (Resolution)

Resolusi adalah perubahan nilai terkecil dalam nilai yang diukur dimana instrumen akan memberikan respon.

Ada empat hal yang diukur dalam proses industri, antara lain: 1. Tekanan (Pressure)

2. Suhu (Temperature) 3. Aliran (Flow)

4. Tinggi Permukaan (Level)

II.1.2. Karakteristik Pengukuran [1]

Dengan mengetahui karakteristik suatu sistem instrumentasi maka kita dapat memperkirakan dan memperhitungkan tingkat kebenaran pengukuran dari sistem instrumentasi yang dipergunakan.

Karakteristik sistem instrumentasi yang akan menampilkan tingkat kebenaran pengukuran dapat disebabkan oleh beberapa faktor, misalnya karena perakitan yang kurang baik, jenis-jenis dan kualitas komponen yang digunakan atau dapat pula kondisi pemakaian yang tidak sesuai dengan kondisi pengkalibrasian alat.

Secara umum karakteristik sistem instrumentasi dapat digolongkan menjadi dua kelompok utama yaitu:

1. Karakteristik Statis

Karakteristik statis adalah karakteristik suatu sistem instrumentasi yang perlu diperhatikan untuk penggunaan pada suatu kondisi pengukuran yang tidak bergantung pada waktu (kapan saja).

Karakteristik – karakteristik tersebut antara lain: a. Ketelitian

Ketelitian dari suatu alat ukur (sistem instrumentasi) adalah penyimpangan dari harga yang diamati, dibandingkan dengan harga sebenarnya. Pada umumnya ketelitian ditentukan secara statis dan dinyatakan dalam satuan persentasi dari simpangan skala penuh.

b. Reproduksibilitas

suatu alat ukur dinyatakan dalam suatu unit untuk periode waktu tertentu. Misalnya dalam waktu sebulan, setahun dan seterusnya.

c. Sensitivitas

Sensitivitas dari sistem instrumentasi mempunyai pengertian: “Adanya perubahan terkecil dari suatu variabel pengukuran dengan menggunakan alat ukur yang masih memberikan pengamatan (response)”. Kebalikannya adalah “Dead Zone” yaitu harga terbesar dari suatu perubahan harga yang diukur dengan menggunakan alat ukur yang tidak dapat memberikan pengamatan (response).

2. Karakteristik Dinamis

Dalam banyak hal, karakteristik dinamis dari sistem instrumentasi menjadi pertimbangan pada pemakaiannya. Karakteristik dinamis antara lain adalah “kecepatan tanggap” dari sistem instrumen (alat ukur). Kecepatan tanggap adalah cepatnya alat ukur bereaksi terhadap setiap perubahan besaran yang diukur.

II. 2. Aliran [2]

Yang dimaksud dengan aliran (flow) ada tiga macam, yaitu: a. Kecepatan fluida mengalir (m/detik), dll.

c. Jumlah (volume) fluida yang mengalir untuk selang waktu tertentu (liter), (galon), dll.

II. 3. Jenis-Jenis Alat Ukur Aliran

II.3.1. Head Flow Meter

Untuk mengukur aliran fuida dalam suatu pipa dengan head flow meter, maka pada aliran fluida itu dipasang suatu penghalang dengan diameter lubang yang lebih kecil dari diameter pipa sehingga tekanan maupun kecepatannya berubah. Head flow meter ini bekerja dengan cara membedakan tekanan di sebelum dan sesudah penghalang. Faktor-faktor yang mempengaruhi head flow meter adalah:

 Kerapatan (densitas) dari cairan

 Temperatur

 Tekanan

 Kekentalan (viskositas)

 Aliran yang tidak konstan (osilasi)

 Kesalahan pemasangan pipa

 Ketelitian pemuatan orifice

 Adanya gas yang terjebak pada cairan

Beberapa flow meter di bawah ini merupakan alat pengukur aliran jenis

head flow meter:

a. Tabung Venturi

piezometer). Dengan demikian tekanan yang akan diukur merupakan tekanan rata-rata sehingga pengukuran menjadi lebih teliti. Kemiringan di bagian input kira-kira sebesar 30°C, sedangkan dari bagian output lebih kecil yaitu antara 3°C sampai 15°C. perbandingan diameter antara leher dan pipa terletak antara 0,25 sampai 0,50. Hasil pengukuran aliran dengan menggunakan tabung venturi ini adalah yang paling teliti dibandingkan dengan head flow meter yang lain. Karena bagian leher adalah bagian yang lebih mudah rusak, maka kadang-kadang bagian leher ini dibuat sebagai unit tersendiri agar mudah diganti-ganti.

Gambar 2.1 Tabung Venturi

b. Flow Nozzle

sambungan pipa saluran, pemasangan flow nozzle dapat dilaksanakan tanpa mengganggu sambungan pipa.

Gambar 2.2 Flow Nozzle

c. Pelat Orifice

Pelat orifice merupakan pengukur aliran yang paling kecil ketelitiannya di antara pengukur-pengukur aliran jenis head flow meter. Pelat orifice merupakan pelat yang berlubang dengan pinggiran tajam. Pelat ini terbuat dari bahan-bahan yang kuat. Selain terbuat dari logam, ada juga orifice yang terbuat dari plastik agar tidak terpengaruh oleh fluida yang mengalir (erosi atau korosi).

Pelat orifice tipe eksentris dan segmen dipakai untuk mengukur aliran yang mengandung bahan-bahan padat. Bila dipakai pelat orifice tipe konsentris maka akan timbul endapan-endapan benda padat yang akan mengganggu pengukuran. Demikian juga dengan lubang kecil yang diletakkan di bawah yang dibuat agar kesalahan pengukuran dapat diperkecil, yaitu untuk mengalirkan cairan akibat kondensasi agar tidak berkumpul pada pelat orifice dan mengganggu pengukuran aliran gas. Untuk cairan udara yang terjebak dialirkan dengan memberi lubang kecil dibagian atas. Pemasangan tap (lubang) pengukuran untuk pelat orifice ini bermacam-macam, yakni:

 Tap vena contracta

 Tap flange

Tap flange diletakkan simetris di kiri dan kanan orifice sejauh kira-kira satu inci. Keuntungan cara ini adalah tap-tapnya dapat dipasang menjadi satu dengan flange pipa tanpa mengganggu pipa dan pelat orifice dapat digantikan tanpa harus mengubah letak tap. Kerugiannya adalah hasil pengukuran yang kurang teliti karena terdapat beda tekanan yang kecil.

 Tap pipa

Tap pertama dari tap pipa diletakkan dua setengah kali diameter sebelum orifice sedangkan tap kedua diletakkan sejauh delapan kali diameter sesudah orifice. Tekanan diferensial yang diukur sangat kecil karena hanya menyatakan rugi tekanan oleh orifice.

d. Tabung Pitot

Berbeda dengan ketiga head flow meter di atas yang hanya mengukur debit atau laju aliran, maka tabung pitot ini merupakan pengukur kecepatan fluida mengalir. Prinsip kerjanya hampir sama dengan penghalang yang lain. Misalkan fluida di mulut tabung pitot diam atau mempunyai kecepatan nol, maka persamaan Bernoulli menjadi: [2]

Dengan mengukur perbedaan tekanan (P2 – P1) maka kecepatan fluida

langsung dapat diketahui. Keuntungan tabung pitot ini adalah pengukuran tidak hanya dilakukan dalam pipa-pipa tertutup tetapi juga dalam saluran-saluran terbuka. Kerugiannya adalah tidak dapat dipakai utuk mengukur kecepatan fluida yang mengandung benda-benda padat.

Gambar 2.4 Tabung Pitot

II.3.2. Area Flow Meter

Area flow meter ini merupakan kebalikan dari head flow meter. Pada head flow meter, aliran mengalir melalui saluran yang mempunyai luas tertentu (ditentukan oleh luas pipa dan luas hambatan) yang kemudian perbedaan tekanannya diukur sehingga dapat diketahui debitnya.

akan berhenti pada suatu posisi. Makin besar alirannya maka makin tinggi posisi pelampung tersebut. Rotameter ini harus dipasang tegak lurus (tidak boleh miring lebih dari 2°). Misalkan pelampung mempunyai berat W, volume Vp dan luas

penampang Ap

p f p

WΔp A= ⋅ ρg V+ ⋅

. berat pelampung terbesar akan diimbangi oleh gaya ke atas oleh fluida dan gaya akibat perbedaan tekanan, sehingga dalam keadaan setimbang: [2]

... (2.3) pelampung. Jadi pada posisi manapun beda tekanan akan konstan. Karena luas penampang kerucut berubah terhadap posisi pelampung maka luas penampang di mana fluida mengalir di sekeliling pelampung juga tergantung pada posisi. Penampang aliran fluida ini berbentuk cincin. Di dalam aliran ini berlaku persamaan kontinuitas Bernoulli, sehingga pelampung akan mengatur dirinya sendiri pada posisi di mana kedua persamaan tadi dipenuhi. [2]

(

k p

)

p f

ρf

jadi laju aliran Q hanya merupakan fungsi dari luas kerucut. Bila sudut kemiringan kerucut kecil, maka luas kerucut ini sebanding dengan tinggi pelampung. Oleh karena berat jenis fluida mempengaruhi persamaan di atas, maka setiap rotameter dikalibrasi untuk fluida tertentu.

Gambar 2.5 Rotameter

II.3.3. Positive Displacement Meter

a. Meter torak bolak-balik

Pada saat torak bergerak ke kiri, fluida di ruang kiri terdesak keluar sedangkan ruang kanan terisi oleh fluida masuk. Kemudian pada saat torak bergerak ke kanan terjadi hal yang sebaliknya, yaitu fluida di ruang kanan terdorong keluar dan ruang kiri kembali terisi. Volume fluida mengalir setiap kali torak melakukan gerak bolak-balik tertentu jumlahnya, sehingga dengan menghitung gerak bolak-balik torak ini dapat diketahui jumlah volume yang telah mengalir. Biasanya torak ini dihubungkan dengan penghitung mekanis.

Gambar 2.6 Meter Torak Bolak Balik

b. Meter bilah berputar

terdorong keluar melalui salah satu sektor dan cairan mengalir masuk pada sektor yang lain. Disini juga volume fluida yang telah mengalir untuk satu kali putar tertentu besarnya. Sumbu silinder dalam dihubungkan dengan penghitung mekanis sehingga volume fluida yang telah melewati meter bilah berputar ini dapat diketahui jumlahnya. Silinder berputar karena disebabkan adanya beda tahanan yang bekerja pada pengukur aliran ini.

Gambar 2.7 Meter Bilah Berputar [4]

c. Meter baling-baling

Gambar 2.8 Meter Baling-Baling

d. Meter piringan bergoyang

Prinsip dari meter piringan bergoyang ini sama dengan ketiga pengukur aliran yang telah diterangkan di atas, yaitu dengan mengisi suatu ruangan yang tertentu volumenya kemudian karena bergoyangnya piringan, fluida akan keluar (gambar 2.9). Bergoyangnya piringan ini disebabkan adanya aliran fluida yang melaluinya. Batang dari yang berada di tengah-tengah piringan dapat dihubungkan ke penghitung mekanis untuk mengetahui jumlahnya volume total yang telah melaluinya.

e. Meter roda gigi oval

Bentuk dan cara kerjanya mirip dengan meter baling-baling, hanya kedua baling-baling diganti oleh dua buah roda gigi yang berbentuk oval (gambar 2.10).

Gambar 2.10 Meter Roda Gigi Oval [4]

II.3.4. Pengukur-pengukur aliran yang lain

a. Meter kecepatan turbin

Gambar 2.11 Meter Kecepatan Turbin [5]

Frekuensi pulsa yang akan dihasilkan akan sebanding dengan laju aliran volume dari cairan. Meter kecepatan turbin ini mempunyai sifat sebagai berikut:

 Ketelitian tinggi (0,5%)

 Sesuai untuk cairan kekentalan rendah

 Ukuran kecil

 Sinyal keluaran berupa pulsa

 Dikalikan dengan pengukuran densitas, dapat menunjukkan laju aliran

b. Meter aliran massa

Pengukuran aliran massa dapat dilakukan secara langsung dan tidak langsung (inferensial). Pengukuran tidak langsung dilakukan dengan mengukur volume dan densitas (rapat massa). Dengan mengalikan kedua hasil pengukuran ada suatu komputer, laju aliran massa dapat ditentukan.

c. Meter aliran magnetik (Magnetic Flowmeter)

Meter aliran magnetik berdasarkan Hukum Faraday tentang induksi tegangan. Pada suatu aliran muatan listrik yang melintasi medan magnet akan timbul tegangan yang besarnya: [2]

8

e=B l V 10× − ... (2.7) Dimana : e = tegangan induksi (volt)

B = fluks density (gauss) l = panjang konduktor (cm)

v = kecepatan dari konduktor (cm/detik)

dan untuk alasan inilah magnetik flowmeter sangat cocok dipasang unutk semua cairan konduktif.

Gambar 2.12 Meter Aliran Magnetik

Adapun syarat pengukuran aliran fluida dengan menggunakan meter aliran magnetik ini adalah:

 Fluida harus mengantarkan arus listrik dan pipa dari bahan isolator.

 Elektroda ditempatkan pada permukaan sebelah dalam dari pipa

dan berhubungan langsung dengan fluida.

 Tegangan output kecil sekali dan medan magnet AC digunakan

BAB III

PRINSIP KERJA PROSES PULP DRYER

III.1. Pembuatan Pulp

Industri pulp mengubah bahan baku serat menjadi pulp. Urutan proses pembuatannya adalah persiapan bahan baku, pembuatan pulp (secara kimia, semi-kimia, mekanik atau limbah kertas), pemutihan, pengambilan kembali bahan kimia, pengeringan pulp.

Pulp adalah hasil pemisaha non kayu) melalui berbagai proses pembuatannya (mekanis, semikimia, kimia).

Pulp terdiri dari serat-serat

Diameter serat berpengaruh besar terhadap sifat kekuatan pulp dalam pencucian, penyaringan, refining, pembentukan lembaran (sheet), ikatan antar serat, kekuatan serat dalam lembaran. Serat dengan diameter sedang dan berdinding tipis mampu memberikan ikatan antar serat yang kuat dengan kekuatan yang tinggi. Tebal dinding serat merupakan salah satu ukuran dimensi serat yang ikut menentukan sifat-sifat kertas. Semakin tebal dinding serat maka pulp yang dihasilkan kurang baik.

Proses pembuatan pulp dengan proses kimia dikenal dengan sebutan proseskraft karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan lebih tinggi daripada proses mekanis dan semikimia, akan tetapi rendemen yang dihasilkan lebih kecil diantara keduanya karena komponen yang

tligni

Prinsip pembuatan pulp secara mekanis yakni dengan pengikisan bahan baku dengan menggunakan alat seperti gerinda (penggiling cakram) sehingga selulosa terpisah dari zat-zat lain. Proses mekanis yang biasa dikenal diantaranya PGW (Pine Groundwood), SGW (Semi Groundwood). [6]

Pembuatan pulp secara mekanik yang merupakan proses penggiling cakram suhu rendah pada tekanan atmosfer, sebagian besar telah diganti dengan proses yang menggunakan pengukusan awal dan penggilingan dengan menggunakan tekanan dan bahan kimia.

Pada umumnya untuk proses penggilingan mekanik terdapat dua operasi dasar yang dilakukan selama penggilingan, pelepasan kayu menjadi serat-serat tunggal dan berkas serat, dan fibrilasi yang meliputi pengubahan serat-serat menjadi unsur-unsur fibriler.

Bahan baku dimasukkan ke dalam PULPER untuk defiberization dan mempercepat beating serta fibrilasi dikarenakan pemekaran serat. Ada 9 tahapan dalam pembuatan pulp, yakni: [7]

a. Woodyard

b. Barker

Dalam proses barker (penghilangan kulit kayu) ini, gelondongan kayu dimasukkan dalam debarking drums, gelondongan silinder berputar mengakibatkan gelondongan kayu ikut berputar dan bergesekkan satu dengan yang lain sehingga melucuti kulit kayunya.

c. Chipper

Chipper merupakan mesin pemotong gelondongan kayu menjadi ukuran kecil yaitu kurang dari 2 cm dan setipis 0,5 cm.

d. Screen

Screen merupakan filter penyaring untuk memisahkan potongan kayu yang lebih besar dari target ukuran di atas, dan menghilangkan debu mesin potong yang tidak perlu.

e. Digester

f. Chemical Recovery and Regeneration

Proses sampingan kimia inorganik yang diolah ulang dari proses memasak sebelumnya untuk dimasak kembali. Bahan kimia buangan dari proses memasak sebelumnya masih dapat diproses ulang dan tidak dibuang begitu saja.

g. Blow tank

Di sini serat kayu sudah terpisah satu dengan lainnya. Secara resmi mereka sudah disebut pulp atau bubur kertas.

h. Washing

Sisa-sisa larutan kimia dan lignin yang masih tertinggal akan dikembalikan ke proses Chemical Recovery and Regeneration untuk diproses ulang.

i. Bleaching

Proses pemutihan bubur kertas menggunakan kimia pemutih atau bleach

yang bertujuan untuk membuat kertas cetak atau kertas budaya.

III.2. Pengeringan Pulp

Mekanisme pengeringan melibatkan dua operasi yang terpisah: 1. Pemanasan udara di dalam Steam Coil

Di coil: perputaran udara dipanaskan oleh steam.

Pada permukaan lembaran: udara panas memanaskan lembaran dan mengangkut uap air dari lembaran.

III.3. Peran pemanasan udara dalam Steam Coil

Pemanasan udara dalam Steam Coil merupakan operasi umum suatu industri. Dengan memanaskan udara, kita dapat meningkatkan kemampuannya untuk menerima air. Daya larut air di dalam udara sangat berhubungan dengan temperatur, seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.1. Pada temperatur -40o

Tabel 3.1. Hubungan daya larut uap air dalam udara dan temperatur

daya larut air di udara adalah 0.008 lb/100 lb air- ini kita sebut dengan instrument udara. Pada 188ºF (87ºC) udara dapat membawa beban uap air.

Temperatur Daya Larut Uap Air / 100 lb Udara

4 1

59 10

126 100

188 1000

Tekanan jatuh yang lebih besar memberi arus udara yang lebih rendah, dan temperatur yang berhubungan selalu lebih tinggi. Pengeringan lembaran dari pulp

tidak hanya tergantung pada temperatur tetapi juga pada kemampuan pengering untuk mengangkut embun.

III.4. Peranan dari Penghilang Uap Lembab dari Pulp Sheet

Udara dapat mendukung lembaran, dan menyampaikan panas untuk pengeringan. Suatu kenyataan bahwa udara juga menjauhkan uap air dari lembaran, dan bahkan udara membawa lapisan udara dingin yang basah menjauh dari permukaan lembaran, dan meningkatkan pemindahan kalor.

Kita sering berfikir bahwa udara sebagai pelarut untuk uap air. Atas dasar ini seseorang dapat melihat bahwa kebocoran steam lebih serius dari hanya sekedar kehilangan uap air. Tidak hanya kehilangan daya penggerak untuk proses penguapan, tetapi juga sebagai sarana untuk memperkenalkan lebih banyak embun yang konteraktif.

Air pada pulp sheet tidak mendidih. Air menguap pada temperatur lembab di udara, yang akan berada di antara 110°F − 130°F. Udara kering memiliki suatu kecenderungan yang kuat untuk menarik air dari sumber manapun, termasuk pulp sheet yang lembab. Dengan memanaskan udara, kita meningkatkan kekuatannya untuk menerima air. Hal ini sama persis dengan yang kita lakukan pada pulp dryer.

Saat air diuapkan dari lembaran, meskipun tidak dididihkan, air tetap memerlukan panas. Pada 120°F panas dari penguapan berkisar 1025 BTU/lb air. Hal tersebut mendinginkan pulp sheet dan juga udara.

III.5. Proses Visualisasi

dingin. Dia menjadi lebih dingin dan udara lebih lembab memiliki lebih sedikit daya penggerak sekarang untuk menerima uap air dari lembaran, yang memperlambat proses penguapan. Kecuali jika ada pergolakan kuat untuk melepaskannya dari lembaran, dan membentuk suatu batasan di sepanjang permukaan lembaran.

Gambar 3.1 Proses pengeringan dalam blow box

Gambar 3.1 menunjukan proses yang terjadi di blow box jets. Detil jet adalah ciri khas dari pengering tipe FC. Ada satu rangkaian eyelet kecil yang membuka bagian atas blow box, yang menciptakan semi-sirkular fan di udara. Mengubah penunjuk jet atau dengan melawan perjalanan pulp sheet. Jets (pancaran) diharapkan dapat mendukung dan menstabilkan lembaran, bukan untuk mnggerakkannya. Jarak antara blow box dan sheet kira-kira 0.1”

pemindahan kalor. Keperluan menggosok permukaan lembaran belum dikenal seluruhnya.

III.3 Mengubah Panas pada Lembaran (Sheet)

Persamaan dari pertukaran panas klasik adalah adalah Q = U.a. t∆ ... (3.1)

Dimana :

Q = nilai pertukaran panas (BTU/hr). U = koefisien pertukaran panas. a = area permukaan (ft).

t

∆ = perbedaan suhu antara pemanasan cairan dan cairan yang dipanaskan (°F).

U-faktor memberikan fakta bahwa adanya perlawanan terhadap aliran panas, sebagian besar menuju lapisan batas yang diam dari aliran di sebelah penghalang yang memisahkan cairan panas dan dingin. Tanpa lapisan batas, aliran panas akan bersifat spontan dan lengkap. U merupakan kebalikan dari R-faktor yang digunakan untuk memondokkan penyekat. R-faktor menggambarkan balasan ke aliran panas, sedangkan U menggambarkan kemampuan arus.

BAB IV

PROMAG 33

IV.1. Sistem Pengukuran

Sistem pengukuran dengan promag 33 adalah suatu sistem yang dirancang secara mekanis dan elektronis untuk fleksibilitas yang maksimum dengan sensor dan transmitter yang dikombinasikan dalam berbagai variasi. Sistem pengukuran ini terdiri dari:

• Promag 33 transmitter (gambar 4.1)

• Promag A, H, F sensor (gambar 4.2)

Versi Compact Versi Remote

Promag A Promag H Promag F Promag F

Gambar 4.2 Promag A, H, F Sensor [2]

Untuk Promag A, H, F Sensor dapat dibedakan berdasarkan diameter pipa.

Promag A memiliki diameter 2 sampai 25 mm, Promag H memiliki diameter 25 sampai 100 mm, sedangkan Promag F terbagi atas dua jenis yakni Promag F yang memiliki diameter 15 sampai 300 mm dan Promag F yang memiliki diameter 350 sampai 2000 mm.

Promag 33 hanya dapat digunakan untuk mengukur aliran dari cairan yang konduktif seperti cuka, pasta, bubur kayu (pulp), air minum, air limbah, limbah kotoran, susu, air mineral dan lain-lain yang mempunyai konduktifitas ≥ 5 µS/cm untuk proses dan pengukuran. Konduktifitas ≥ 20 µS/cm dibutuhkan untuk mengukur air yang dijernihkan kembali.

IV.2. Prinsip Kerja Promag 33

Promag 33 terdiri dari dari pipa yang tidak dapat menghantarkan magnet,

menggunakan Hukum Faraday tentang induksi magnetik sebagai prinsip kerja yakni ketika sebuah cairan yang konduktif bergerak melewati medan magnet maka akan menimbulkan tegangan.

Gambar 4.3 Prinsip Kerja Promag 33

Dimana : U

= induksi magnetik (medan magnet)

= jarak antara dua buah elektroda pengukuran (diameter = pipa)

= kecepatan aliran = debit aliran

Tegangan yang dihasilkan sebanding dengan kecepatan cairan, medan magnet dan jarak antara dua elektroda. Tegangan tersebut dideteksi oleh elektroda untuk dikonversikan melalui transmitter ke dalam sinyal-sinyal output standar. Output-output yang tersedia untuk sinyal tersebut adalah:

• Arus output

• Frekwensi output

• Alarm output (Relay 1)

• Status output (Relay 2)

Promag 33 juga mempunyai fitur-fitur sebagai berikut:

• Relay 1 dan 2 dapat dikonfigurasi secara bebas

• Empty Pipe Detection (EPD) mendeteksi dan mengindikasikan atau pipa pengukuran yang kosong atau terisi sebagian.

• The Electrode Cleaning Circuitry (ECC) membersihkan elektroda-elektroda dari kotoran yang dapat menyebabkan kesalahan dalam pengukuran.

Sistem pengukuran Promag 33 dilengkapi dengan sebuah indikator

• Unit-unit teknik

• Fungsi-fungsi arus output

• Fungsi-fungsi frekwensi output

• Fungsi-fungsi relay (relay functions)

• Nilai-nilai batas

• Parameter-parameter displai

• Pengukuran satu dan dua arah

Promag 33 mempunyai alat penghubung (interface) yang berbeda untuk kemampuan komunikasi dengan tingkat sistem yang lebih tinggi seperti:

• HART protocol yang memungkinkan untuk mengatur nilai pengukuran.

• Komunikasi langsung untuk sebuah komputer pribadi melalui penghubung

RS 485.

• Versi PROFIBUS-PA menyediakan suatu koneksi yang tidak langsung ke sistem kontrol proses melalui segmen couplers.

• Promag 33 juga tersedia dalam versi PROFIBUS-DP untuk koneksi terhadap jaringan PROFIBUS-DP.

Fitur komunikasi ini memungkinkan untuk mengoperasi dan mengkonfigurasi dari instrumen-instrumen yang tidak memiliki tampilan lokal.

IV.3. Konstruksi Promag 33

Pada gambar 4.5 dan 4.6 dapat dilihat bentuk fisik dan konstruksi promag 33. Dari konstruksi tersebut terlihat bahwa elektroda-elektroda dipasang tegak lurus terhadap medan magnet yang dihasilkan oleh coil-coil yang dialirkan arus.

Gambar 4.6 Konstruksi Promag 33

IV.4. Cara Pemasangan

(a) (b) (c) Gambar 4.7 (a) dan (b) pemasangan bantalan untuk meredam getaran

(c) pemasangan bantalan yang harus dihindari

IV.4.1 Lokasi Sambungan

Pengukuran dapat terjadi apabila pipa berisi penuh dengan fluida. Oleh karena itu instalasi pipa pengukuran air perlu menghindari lokasi-lokasi sebagai berikut:

1. Titik paling tinggi dalam pencapaian untuk menghindari terjadinya penumpukan udara.

2. Membuka langsung pipa outlet dalam pipa menurun.

(a) (b)

Gambar 4.8 : (a) lokasi sambungan sensor yang harus dihindarkan (b) lokasi sambungan sensor yang benar

IV.4.2 Instalasi Pompa

Gambar 4.9. Instalasi pompa dengan sensor

IV.4.3 Pipa Diisi Sebagian

Pipa diisi sebagian dapat mengganggu proses pengukuran karena pengukuran yang baik hanya akan terjadi pada pipa yang diisi penuh. Untuk menghindari hal ini sebaiknya pada pipa dibuat lereng yang akan terisi penuh sehingga sensor dapat dipasang pada lereng tersebut (lihat gambar 4.10).

Gambar 4.10. pemasangan sensor pada pipa yang diisi sebagian

IV.5. Data Teknis

Data teknis untuk promag 33 dapat kita lihat dalam tabel 4.1 di bawah ini: Tabel 4.1. Data Teknis untuk Promag 33

Jarak pengukuran Jarak pengukuran dari elektronik berkisar pada kecepatan v = 0 - 12,5 m/s

Nilai skala penuh untuk arus output dapat dipilih dengan batas sebagai berikut:

• Nilai skala penuh minimum pada kecepatan v = 0,3 m/s

• Nilai skala penuh maksimum pada kecepatan v = 10 m/s

Flow range Aliran yang dapat diukur berkisar antara 0,01 - > 10 m/s

Input tambahan Input tambahan hanya dapat digunakan dengan modul komunikasi

Ri= 1,8 kΩ

Kondisi yang diinginkan Temperatur fluida + 28 0

Temperatur ruang + 22

C ± 2 K

0_{C ± 2 K}

Power suplai 85 – 260 V AC, 45 – 65 Hz

Daya konduksi Untuk fluida pada umumnya > 5 µS/cm

Untuk air demineralisasi >20 µS/cm

IV.6. Trouble-shooting

Berikut ini (Tabel 4.2.) adalah kerusakan yang mungkin terjadi pada

Promag 33 dan cara penanggulannya.

Tabel 4.2. Kerusakan dan Penanggulangan untuk Promag 33

Gangguan Waktu Kejadian Penyebab Kerusakan Penanggulangan

Start-up Beroperasi

1. Periksa power suplai 2. Diganti

- +

• Arus pada coil melebihi batas toleransi

1. Untuk versi Remote : matikan power suplai sebelum kabel

coil di hubungkan atau dilepas 2. Untuk versi Remote : matikan power suplai dan periksa kabel di terminalnya

3. Matikan power suplai dan periksa kabel arus coil 4. Diganti

perangkat elektronik, periksa apakah amplifier beroperasi dengan software yang lama

- +

1. Coba masukkan kembali parameternya

2. Matikan power suplai dan hidupkan lagi

1. Periksa kondisi proses pemasangan

Indikasi aliran terlalu tinggi

- +

• Kecepatan aliran di dalam pipa

1. Kurangi laju aliran

Arus keluar terlalu tinggi

- +

• Laju aliran terlalu tinggi untuk nilai dalam skala penuh (Imax = 25 mA)

1. Kurangi laju aliran

IV.7. Pemeliharaan (Maintenance)

Pemeliharaan sangatlah penting untuk keselamatan dan menjaga keakurasian pengukuran kecepatan dan debet aliran dan juga pengontrolan/ engaturan. Walaupun metode pemeliharaan berbeda-beda tergantung pada pengoperasian, maka disarankan untuk mengikuti cara berikut ini :

a. Cara pengaturan pemeliharaan dalam bekerja.

b. Pemberian tambahan pengetahuan dan training kepada para pekerja. c. Keamanan dari para pekerja.

f. Persiapan dan manajemen dari data pemeliharaan.

Pemeliharaan dan inspeksi dari pemakaian Promag 33 sangat bergantung pada cara penginstalasian dan maksud penggunaannya, mereka tidak bisa ditanggani secara sama. Metode umum berikut dapat dijadikan masukan:

a. Pemeriksaan dan pemeliharaan harian

Promag 33 tidak akan memberikan informasi tentang kecepatan dan debet aliran jika hubungan antara sensor dan transmiter tidak terkoneksi dengan baik. Kita juga tidak mengetahui jika terjadi kerusakan/naik-turunnya kecepatan atau debet aliran pada pulp dryer secara tidak normal. Oleh sebab itu, sebaiknya perlu diadakan pemeriksaan harian terhadap peralatan..

b. Pembersihan elektroda

Kotoran dan benda-benda lain yang terdapat pada elektroda akan menyebabkan kesalahan dalam pengukuran. Bersihkan secara periodik dengan ECC. Sebaiknya dipastikan bahwa itu tidak berkarat atau teroksidasi dan bebas dari gangguan mekanikal.

c. Pemeriksaan berkala

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

1. Prinsip pembuatan pulp secara mekanis yakni dengan pengikisan bahan baku dengan menggunakan alat seperti gerinda (penggiling cakram) sehingga selulosa terpisah dari zat-zat lain. Proses mekanis yang biasa dikenal diantaranya PGW (Pine Groundwood), SGW (Semi Groundwood).

2. Mekanisme pengeringan melibatkan dua operasi yang terpisah:

a. Pemanasan udara di dalam Steam Coil, dimana di coil: perputaran udara dipanaskan oleh steam

b. Menghilangkan uap lembab dari Pulp Sheet, dimana pada permukaan sheet udara panas memanaskan sheet dan mengangkut uap air dari sheet.

V.2 Saran

1. Kotoran dan benda-benda lain yang terdapat pada elektroda akan menyebabkan kesalahan dalam pengukuran. Bersihkan elektroda-elektroda secara periodik dengan ECC. Sebaiknya dipastikan bahwa elektroda-elektroda tersebut tidak berkarat atau teroksidasi dan bebas dari gangguan mekanikal.

DAFTAR PUSTAKA

1. Sutanto, Teknik Instrumentasi. 1987. Terjemahan dari Techniques of Instrumentation, oleh A.C. Srivastava Penerbit Universitas Indonesia (Jakarta:UI-Press)

2. Mansyur, “Instrumentasi Pabrik I”, Diktat untuk Kalangan Sendiri, (Medan: PTKI, 2004).

3. The School of Pressure and Measuring Technology and Manual Handbook ofInstrumentation, Endress Hauser.

4. Hayward, Alan T. J., 1979, “Flowmeters: A Basic Guide and Source-Book for Users”, by Macmillan Publishers, Ltd., London.

5. Miller, R. W., 1983, “Flow Measurement Enginering Handbook”, The Kingsport Press, United Stated of America.

6. Giestz, H. W. 1977, Basic Wood Raw Material Properties and Their Significance in Mechanical Pulping. Proc. In. Mechanical Pulp Conf.,

Helsinki 1977, Vol. 1.