“penggunaan control valve pada sterilizier dengan...

Eva Febrina Sinulingga : “Penggunaan Control Valve Pada Sterilizier Dengan Fig 360 – 104 Untuk Mengontrol Aliran Steam” (Aplikasi PTPN IV Unit Usaha Adolina Sumatera Utara), 2010.

1

“PENGGUNAAN CONTROL VALVE PADA STERILIZIER

DENGAN FIG 360 – 104 UNTUK MENGONTROL ALIRAN

STEAM”

(Aplikasi PTPN IV UNIT USAHA ADOLINA SUMATERA UTARA)

OLEH :

EVA FEBRINA SINULINGGA 035203002

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Sains Terapan

PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2009


2

“PENGGUNAAN CONTROL VALVE PADA STERILIZIER DENGAN

FIG 360 – 104 UNTUK MENGONTROL ALIRAN STEAM”

(Aplikasi PTPN IV UNIT USAHA ADOLINA SUMATERA UTARA)

oleh :

EVA FEBRINA SINULINGGA

035203002

Disetujui Oleh :

Pembimbing Karya Akhir

Ir. Nasrul Abdi, MT

Nip : 131 459 554

Diketahui Oleh :

Ketua Program Diploma – IV

Teknologi Instrumentasi Pabrik

Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara

Ir. Nasrul Abdi, MT

Nip : 131 459 554

PROGRAM DIPLOMA – IV

TEKNOLOGI INTRUMENTASI PABRIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009


3

ABSTRAK

Pada perkembangan teknologi dunia perindustrian saat ini sangatlah pesat

dilihat dari sisi penggunaan – penggunaan alat instrumentasi pabrik yang semakin

canggih yang berfungsi membantu dan mempermudah pekerjaan manusia dalam suatu

proses produksi. Salah satu contoh dari alat instrument adalah Control Valve. Sistem

control valve merupakan salah satu sistem kendali yang terdapat di pabrik PTPN IV

UNIT USAHA ADOLINA. Tujuan pengendalian dengan menggunakan kontrol ini

adalah menjaga agar proses pengontrolan berlangsung sesuai dengan akurasi yang

diinginkan. pabrik ini bergerak dalam bidang pengolahan minyak kelapa sawit.

Salah satu instrument sistem control yang digunakan adalah Control Valve

HRC ( High Rate Control ) yang berperan dalam proses untuk mengontrol aliran

steam atau uap panas yang dialiran ke sterilizier pada unit Stasiun Rebusan yang

bekerja berdasarkan prinsip Air To Open, dengan menggunakan Pneumatic Actuator,

Pada proses sistem perebusan / sterilizer yang merebus TBS (Tandan Buah Segar)

agar buah mudah lepas dari janjangan dan mudah diolah menjadi minyak kelapa sawit

yang terdapat pada pabrik PTPN IV ADOLINA. Pada unit ini pemilihan material

merupakan hal yang paling utama, harus disesuaikan dengan material yang

dikontrolnya.

Kata Kunci ; Control Valve, Sterilizer, Steam


4

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memelihara dan

melimpahkan kasih dan berkat karunia-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat

menyelesaikan karya akhir ini.

Karya Akhir ini dimaksudkan adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan

Program studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik Diploma –

IV Universitas Sumatera Utara.

Dalam proses penyusunan karya akhir ini, penulis telah mendapat bimbingan

dan arahan dari berbagai pihak, maka untuk bantuan yang di berikan baik materil,

spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sudah sepantasnya penulis

mengucapakan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Orang tua yang saya sangat cintai Ayahanda Ngamanken Sinulingga dan

Ibunda Rohani Br Ginting, yang telah memberi dorongan moril, materil dan

doa terhadap penulis.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Armansyah Ginting M.Eng. selaku Dekan fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT. selaku Ketua Program Studi Teknologi

Instrumentasi Pabrik dan juga selaku dosen pembimbing dalam penyusunan

karya akhir ini.

4. Bapak Rahmat Fauzi ST, MT. selaku Sekretaris Program Studi Teknologi

Instrumentasi Pabrik.

5. Bapak Ir. H. Mansyur M.Si. selaku pembimbing lapangan.

6. Bapak Rudy syahputra selaku Pembimbing lapangan pabrik di PTPN-IV

Adolina


5

7. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane selaku Dosen Wali.

8. Keluarga Besar saya yang telah memberikan dukungan terutama HT.Erni

Purba serta Muda/i GSRI Sidodadi yang telah memberikan doanya terlebih

sahabat saya Esther, Sintice, Novi, Kak Tetty, Helmianna.

9. Rekan – rekan satu Kerja Praktek (KP) di PTPN-IV Adolina Afrizal Sam

Rangkuti, Silva Meiga Sitta Sitepu, Nurlia Husna, Hermansyah Malau,

Robin Hutagaol, M. Arie Syahputra dan khususnya bang Viktor ’02.

10. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik angkatan

2003, khususnya kak Khairina Matondang, Bang Dedianto Hasugian,

Eddy Rahman Chaniago, Ade Kurniawan, Boy Hazri Khairi, dan Suchi

Kesuma.

Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat untuk

kemajuan dimasa akan datang. Karena keterbatasan waktu dan kemampuan, penulis

menyadari bahwa dalam pembuatan Karya Akhir ini masih terdapat banyak

kekurangan maupun kesalahan. Untuk itu penulis membuka diri atas segala kritik dan

saran yang bersifat membangun agar dapat di diskusikan dan di pelajari bersama demi

kemajuan wawasan ilmu pengetahuann teknologi. Semoga karya akhir ini dapat

bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juni 2009

Hormat Saya

Penulis

DAFTAR ISI


6

Lembar Pengesahan

Abstrak ................................................................................................................ i

Kata Pengantar ................................................................................................... ii

Daftar Isi ............................................................................................................. iii

Daftar Istilah ....................................................................................................... vii

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang Pemilihan Judul ................................................................ 1

I.2 Tujuan Penulisan Karya Akhir ................................................................... 2

I.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

I.4 Metode Pembahasan ................................................................................. 3

I.5 Sistematika ............................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI

II.1 Pengertian Pengontrolan ........................................................................ 5

II.2 Karakteristik Pengontrolan ..................................................................... 6

II.2.1 Sistem Kontrol Loop Tertutup ....................................................... 6

II.2.2 Sistem Kontrol LoopTerbuka......................................................... 7

II.3 Pengertian Alat Kontrol ........................................................................ 8

II.4 Kontroller dan Kerangan Kontrol ........................................................... 8

II.4.1 Kontroller ...................................................................................... 8

II.4.2 Kerangan Kontrol .......................................................................... 10

II.5 Transmitter ............................................................................................. 16

BAB III CONTROL VALVE

III.1 Prinsip Kerja Control Valve .................................................................... 27


7

III.2 Definisi Komponen – komponen Utama Control Valve .......................... 28

III.3. Jenis – Jenis Control Valve .....................................................................31

III.3.1 Globe Valve ............................................................................... 32

III.3.2 Three Way Valve ........................................................................ 32

III.3.3 Angle Valve ................................................................................ 33

III.3.4 Y-Style Valve ............................................................................. 33

III.3.5 Cage Valve ................................................................................. 34

III.3.6 Saunders Valve ........................................................................... 34

III.3.7 Butterfly Valve ........................................................................... 35

III.3.8 Ball Valve ................................................................................... 36

III.4 Terminilogy Control Valve .................................................................... 36

III.5 Spesifikasi Control Valve ...................................................................... 37

III.6 Keterpasangan atau Instalasi Alat ........................................................... 40

BAB IV PENGGUNAAN CONTROL VALVE PADA STERILIZER DENGAN

FIG 360 – 104 UNTUK MENGONTROL ALIRAN STEAM ( UAP )

IV.1 Control Valve FIG 360 -104 Pada Proses Rebusan Yang Terdapat pada Unit

Sterilizer ................................................................................................ 41

IV.2 Sterilizer ................................................................................................. 43

IV.3 Jenis – Jenis Sterilizer .............................................................................43

IV.4 Bagian – Bagian dari Sterilizer ............................................................... 45

IV.5 Komponen – Komponen Pembangunan utama Control Valve FIG 360 104

(Air To Close) ........................................................................................46

IV.6 Analisa Data .......................................................................................... 49


8

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan ............................................................................................. 52

V.2 Saran ...................................................................................................... 52

Daftar Pustaka .................................................................................................. 53

Lampiran

BAB I


9

PENDAHULUAN

1.1 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 pengontrolan

besaran. Instrumen merupakan suatu alat yang sangat penting dalam suatu sistem

pengontrolan dan merupakan salah satu faktor yang sangat menentukan hasil

produksi. Dimana peralatan instrumentlah yang mengukur, mengontrol, mendeteksi,

menutup, membuka, menganalisa baik secara manual maupun otomatis.

Pada proses industri, pengendalian dilakukan dengan mengukur salah satu atau

lebih variabel. Hasil pengukuran ini digunakan untuk perbandingan apakah proses

variabel yang diukur sesuai dengan yang diinginkan. Pada umumnya proses variabel

yang diukur antara lain : aliran (flow), tekanan (Pressure), tinggi permukaan (level),

dan suhu (temperatur).

Setiap industri senantiasa memiliki peralatan elektronik sebagai peralatan

kontrol maupun sebagai instrumen. Alat kontrol maupun instrument tersebut

bermacam – macam bentuk dan fungsinya. Salah satu alat adalah Control Valve pada

stasiun rebusan atau sterilizer yang terdapat pada pabrik PTPN IV Usaha Adolina

Sumatera Utara. Control Valve ini berfungsi untuk mengontrol aliran steam atau uap

panas pada sterilizer atau stasiun rebusan. Dan juga berfungsi sebagai pendeteksi

untuk dikirim ke kontroller oleh bagian pengirim dari transmitter agar dapat dibaca

diruang kontrol yang terdapat pada ruang lain.


10

Oleh karena itu penulis tertarik untuk membahas tentang “Control Valve pada

Sterilizer FIG 360 – 104 untuk mengontrol aliran steam” sebagai judul karya akhir.

1.2 Tujuan Penulisan Karya Akhir

Sebagai perusahaan yang menghasilkan minyak mentah kelapa sawit dalam

skala besar dengan proses produksi yang rumit, maka diperlukan sistem control

instrumen dalam proses perebusan untuk mendapatkan kualitas minyak sesuai dengan

yang dinginkan. Dalam hal pengontrolan tersebut diperlukan sebuah perelatan

instrument yang kita sebut Control Valve.

Adapun yang menjadi tujuan penulisan dalam karya akhir ini adalah :

1. Untuk Mengetahui prinsip kerja dari Control Valve FIG 360 – 104

2. Mengetahui penggunanaan Control Valve FIG 360 – 104 untuk mengetahui

besarnya aliran steam pada proses perebusan pada TBS.

3. Mengetahui material pembangun Control Valve FIG 360 – 104.

1.3 Batasan Masalah

Setiap industri senantiasa memiliki instrumen, salah satunya adalah Control

Valve FIG 360 – 104 pada perebusan TBS (Tandan Buah Segar) atau stelirizer. Alat

ini berfungsi untuk mengontrol aliran steam atau uap panas.

Penulis merasa perlu untuk membatasi yang dibahas dalam Karya Akhir ini,

mengingat keterbatasan waktu, tempat, kemampuan dan pengalaman. Adapun hal –

hal yang dibahas adalah :


11

1. Prinsip kerja Control Valve FIG 360 – 104 secara umum dan kegunaanya

didalam pengontrolan dalam proses perebusan TBS (Tandan Buah Segar) atau

stelirizer.

2. Pemilihan material untuk Control Valve untuk mengontrol fluida jenis steam.

3. Mengetahui besarnya yang melalui Control Valve

1.4 Metode Pembahasan

Metode pembahasan yang digunakan dalam penulisan Karya Akhir ini antara

lain sebagai berikut :

1. Dengan mempelajari teori dan pengamatan langsung dilapangan selama Kerja

Praktek (KP) serta melakukan diskusi dengan pembimbing lapangan dan juga

operator lapangan.

2. Melakukan diskusi dengan Dosen Pembimbing.

1.5 Sistematika Pembahasan

Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan Karya Akhir ini, maka

penulis membuat suatu sistematika pembahasan. Sistematika pembahasan ini

merupakan urutan bab termasuk ini dari sub – sub babnya. Adapun pembahasan

tersebut adalah :

BAB I PENDAHULUAN

Bagian ini berisikan latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah,

metodologi penulisan atau metode pembahasan dan sistematika

penulisan.


12

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini memberikan penjelasan mengenai teori – teori dasar yang

diperlukan dalam karya akhir. Diantaranya dijelaskan mengenai dasar

pengontrolan, karakteristik pengontrolan, pengertian alat kontrol,

mengenai kontroller dan keterangan kontrol.

BAB III CONTROL VALVE

Mengenai Control Valve dimana pada bab ini penulis menguraikan

tentang Control Valve, Prinsip Kerja Control Valve, Definisi

Komponen – Komponen Utama Control Valve, Jenis – Jenis Control

Valve, Terminology Control Valve, Spesifikasi Control Valve,

Keterpasangan atau Instalasi Alat.

BAB IV PENGGUNAAN CONTROL VALVE PADA STERILIZIER

DEGAN FIG 360 – 104 UNTUK MENGONTROL ALIRAN

STEAM (UAP)

Pada bagian ini menguraikan tentang cara proses Control valve FIG

360 – 104 pada unit Stelirizier atau stasiun rebusan. Dan komponen –

komponen pembangun Control valve FIG 360 – 104.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bagian ini berisikan beberapa kesimpulan dan saran dari penulisan

karya akhir.


13

BAB II

LANDASAN TEORI

Pengertian Pengontrolan

Sistem pengontrolan terutama dalam sistem otomatisasi pada mesin produksi.

Sistem kontrol ini sangat diperlukan seperti pesawat rusang angkasa, peluru kendali,

sistem pengemudian otomatic pilot pesawat, dan sebagainya, sistem pengontrolan

telah menjadi bagian yang sangat penting dan terpadu dalam proses – proses dalam

industri. Misal pada proses pengontrolan tekanan, suhu, kelembapan viskositas arus

dan aliran dalam industri proses.

Variabel yang di kontrol adalah besaran atau keadaan yang diukur dan

dikontrol, dalam keadaan normal, variabel yang dikontrol adalah keluaran dari sistem,

dan sistem adalah kombinasi dari beberapa komponen yang bekerja sama – sama dan

melakukan sasaran tertentu. Sistem tidak dibatasi hanya pada sasaran fisik saja,

konsep sistem dapat digunakan pada bidang ilmu lain. Maka dapat disimpulkan sistem

pengontrolan berarti mengukur nilai dari variabel sistem yang dikontrol dan

menerapkan variabel yang di manipulasi dalam sistem untuk mengoreksi atau

membatasi penyimpangan nilai yang diukur dari nilai yang dikehendaki.


14

Karekteristik Pengontrolan

Karakteristik sistem pengontrolan dapat kita bagi dalam dua jenis sistem, yaitu

:

1. Sistem Kontrol Loop Tertutup (closed loop control system)

2. Sistem Kontrol Loop Terbuka (open loop control system)

Sistem Kontrol Loop Tertutup

Sistem kontrol umpan balik sering kali disebut sebagai sistem kontrol loop

tertutup. Praktisnya, istilah kontrol umpan balik dan kontrol loop tertutup dapat saling

diperlukan penggunaannya. Pada sistem kontrol loop tertutup, sinyal kesalahan yang

bekerja, yaitu antara sinyal masukan dan sinyal umpan balik (yang mungkin sinyal

keluarannya sendiri atau fungsi dari sinyal keluaran dan turunannya), disajikan ke

kontroller sedemikian rupa untuk mengurangi kesalahan dan membawa keluaran

sistem ke nilai yang dikehendaki. Istilah kontrol loop tertutup selalu berarti

penggunaan aksi kontrol umpan balik untuk mengurangi kesalahan sistem.

Pada gambar 2.1 [6] dapat kita lihat sistem kontrol loop tertutup seperti di

bawah ini.

Gambar 2.1 Sistem Kontrol Loop Tertutup


15

Sistem Kontrol Loop Terbuka

Suatu sistem yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi

kontrol disebut sistem kontrol loop terbuka. Dengan kata lain, sistem kontrol loop

terbuka keluarannya tidak dapat dipergunakan sebagai perbandingan umpan balik

dengan masukan. Suatu contoh sederhana adalah mesin cuci. Perendaman, pencucian

dan pembilasan dalam mesin cuci dilakukan atas basis waktu. Mesin ini tidak

mengatur sinyal keluaran yaitu tingkat kebersihan pakaian.

Dalam suatu sistem kontrol loop terbuka, keluaran tidak dapat dibandingkan

dengan masukan acuan. Jadi, untuk tiap masukan acuan berhubungan dengan kondisi

operasi tertentu , sebagai akibat, ketetapan dari sistem tergantung pada kalibrasi.

Dengan adanya gangguan, sistem kontrol loop terbuka tidak dapat melaksanakan

tugas seperti yang diharapkan. Sistem kontrol loop terbuka dapat digunakan, hanya

jika hubungan antara masukan dan keluaran diketahui dan tidak terdapat gangguan

internal maupun eksternal.

Pada gambar 2.2 [6] dapat kita lihat sistem kontrol loop terbuka seperti di

bawah ini

Gambar 2.2 Sistem Kontrol Loop Terbuka


16

Pengertian Alat Kontrol

Variabel yang dikontrol adalah besaran atau keadaan yang diukur dan

dikontrol. Variabel yang dimanipulasi adalah besaran atau keadaan yang diubah oleh

Kontroller untuk mempengaruhi nilai variabel yang dikontrol. Kontrol berarti

mengukur nilai dari variabel yang dikontrol dan menerapkan variabel yang

dimanipulasi ke sistem untuk mengoreksi atau membatasi penyimpangan nilai yang

diukur dari nilai yang dikehendaki.

Jadi kesimpulannya, alat kontrol adalah suatu alat yang sengaja diproses dan

deprogram sesuai dengan keinginan dari pemakai. Sebagai contoh adalah sistem

kontrol suhu ruangan, dengan suhu ruangan sebenarnya dan membandingkannya

dengan acuan (suhu yang dikehendaki), thermostat menjalankan alat pemanas atau

pendingin, atau mematikannya sedemikian rupa, sehingga memastikan suhu ruangan

tetap pada suhu yang nyaman tidak tergantung dari keadaan suhu di luar ruangan.

Kontroller dan Kerangan

2.4.1 Kontroller

Kontroller berfungsi untuk mengatur agar keadaan yang sedang berlangsung

dari suatu proses dapat berlangsung sesuai keadaan yang diinginkan dari proses itu.

Pengontrolan dapat dilakukan dengan tangan manusia dan dapat dilakukan dengan alat

pengatur otomatis.

Berikut, beberapa bagan yang terdapat didalam kontroller lihat istilah yang

erat hubungan dengan kontroller.


17

1. Range

Batasan selalu terdiri dari dua nilai yaitu nilai terendah dan nilai tertinggi.

Misalnya batasan sebuah Kontroller adalah 0 – 100.

Nilai 0 disebut nilai batasan terendah (Lower Range Valve).

Sedangkan nilai 100 disebut nilai batasan tertinggi (Upper Range Valve).

2. Span

Bila batasan controller dari 0 – 100 maka Span dari kontroller itu adalah 0, Span

yang dimulai dengan angka 0 disebut Eleveted Span, sedangkan yang dimulai

dengan angka dibawah 0 (minus) disebut Supressed Span.

3. Reading

Reading adalah nilai yang sedang berlaku dalam proses, reading terdiri dari dua

jenis yaitu :

a. Corret Reading, yaitu nilai sebenarnya

b. Instrument Reading, yaitu nilai yang ditunjukkan oleh alat ukur.

4. Sinyal Fisik

Sinyal pneumatic atau listrik yang digunakan pada kontroller yaitu :

- Untuk sinyal pneumatik 3 – 15 Psi atau 0,2 – 1 Kg/Cm2

- Untuk Sinyal Elektrik 1 – 5 Volt 4 – 20 mA

5. Sinyal Skala

Sinyal indikasi yang diberikan Kontroller dalam bentuk persen.

Umumnya 0 – 100 %

6. Gangguan (Disturbancies)

Perubahan yang terjadi pada operasi kontroller. Perubahan ini biasanya

ditimbulkan oleh :


18

- Perubahan Set Point

- Perubahan input

- Perubahan beban

Dan masih banyak istilah – istilah lain yang di pakai pada proses kontroller.

Pada proses kontrol, kecematan terhadap alat penunjuk haruslah tetap diperhatikan.

Agar kita mendapatkan produk sesuai dengan yang kita inginkan.

2.4.2 Kerangan Kontrol (Valve Controller)

Kerangan kontrol mengatur aliran (flow) dari cairan atau gas melalui katup

atau energi untuk satu satu proses dengan mengatur suatu bukaan katup melalui di

mana cairan/gas itu mengalir. Jadi, kerangan Kontrol adalah Orifice yang berubah –

ubah, yang ditempatkan pada satu pipa proses.

Rumus untuk aliran melalui orifice adalah [5] :

PACQ ∆= . ………………………………………………….(2-1)

Dimana :

Q = Besarnya aliran, cairan ( gpm ), gas (scfh), Uap (lb/h)

C = Konstanta (a) untuk keadaan aliran

A = Bidang bukaan kerangan ( Luas penampang)

∆Ρ = tekanan yang melaui kerangan. (Psi)

Besaran aliran melalui suatu kerangan adalah berbanding pada bidang bukaan

dan jatuh melalui karangan itu. Bidang bukaan kerangan berubah – ubah dengan

sesuai dengan persen langkah kerangan sedang tekanan jatuh melalui karangan


19

berubah – ubah sesuai dengan kondisi hilir kerangan itu. Kondisi hilir suatu kerangan

ditentukan oleh proses yang bersangkutan, seperti keadaan pipa – pipa, bejana dan

peralatan – peralatan lainnya dalam prose situ ditempatkan.

Kapasitas melalui sebuah kerangan control dinyatakan dengan notasi Cv, Cv

adalah sejumlah laju aliran air dalam satuan gallon / menit yang dapat dialirkan

melalui kerangan ketika kerangan itu terbuka penuh dan terdapat pressure drop

sebesar 1 psi pada keadaan suhu dan tekanan standart [5].

Untuk Cairan :

∆Ρ

=GQCv …………………………………………………………( 2,2 )

Untuk Gas

)(1360 2Ρ∆Ρ=

TfGGCv …………………………………………………………...( 2,3 )

Untuk Uap

∆Ρ=

VQCv3,63

………………………………………………………………...( 2,4 )

Dimana :

Cv = laju aliran air (gallon/menit)

Q = laju aliran cairan ( gpm ), gas ( scfh ), uap ( lb/h )

G = berat jenis (kg/cm3)

Tf = Suhu Aliran dalam derajat rankine (0R)

P = pressure drop dalam psi (Psi)

P1 = Tekanan mutlak upstream kerangan (Psi)

P2 = Tekanan mutlak upstream kerangan (Psi)

V = Spesifikasi volume downstream (feet/lb)


20

Kerangan kontrol pada umumnya terdiri dari dua bagian pokok, yaitu:

1. Penggerak (Aktuator)

2. Perakit Badan Kerangan (Valve Body)

Maka dapat kita lihat pada gambar 2.3 dan gambar 2.4 [4] Penggerak Aksi

Lurus dan Aksi Terbalik seperti gambar dibawah ini

Gambar 2.3 Penggerak Aksi Lurus

Gambar 2.4 Aksi Terbalik


21

Gambar 2.3 menunjukkan skematik aksi lurus sedangkan gambar 2.4

menunjukkan skematik aksi terbalik, penggerak ini diproduksi oleh perusahaan fisher

dan termasuk penggerak pneumatik.

Bagian – bagian penting dari pennggerak ini adalah :

1. Sambungan sinyal penggerak

2. Rumah diafragma

3. Diafragma

4. Plat diafragma

5. Pegas penggerak

6. Dudukan pegas

7. Penyetel pegas

8. Penghubung tiang penggerak

9. Yoke

10. Skala penunjukan bukaan

Sinyal pneumatik dari kontroller atau alat bantu kontroler atau positioner

masuk rumah diafragma melalui sambungan sinyal penggerak, sinyal ini ditumpukkan

pada diafragma yang ditompang dengan plat diafragma, gaya yang dihasilkan sinyal

(diafragma) kemudian dilawan oleh pegas ini mempunyai nilai penekanan awal

tertentu yang kemudian dapat diatur melalui penyetel pegas, jadi letak kedudukan

penggerak adalah hasil keseimbangan kedua gaya itu.

Sedangkan gaya – gaya itu adalah tergantung pada luas bidang diafragra pegas

seperti dapat digunakan pada kerangan – kerangan globe, Saunder, Butterfly, dan

kerangan Ball.


22

Sewaktu tekanan sinyal pneumatik hilang, pegas penggerak dan

mengembalkan ke posisi sebelum tekanan pneumatic atau listrik mask ke rumah

diafragma, sifat ini sangat baik untuk sistem keselamatan pada proses dimana pegas

itu memungkinkan aksi udara menutup (Air To Close), dan udara untuk membuka (Air

To Open) pada kerangan yang bersangkutan.

Pada gambar 2.5 [4] dapat menunjukkan perakitan badan kerangan seperti

yang dibawah ini.

Gambar 2.5 menunjukkan skematik perakitan badan kerangan, perakitan

badan kerangan terdiri bagian – bagian pokok sebagai berikut :

1. Tiang sumbat Kerangan

2. Sumbat Kerangan

3. Perakitan Bonnet

4. Badan


23

Transmitter

Dalam dunia industri, biasanya digunakan dua jenis transmitter, yang kedua –

duanya digunakan untuk mengetahui skala pengontrolan yang biasanya dipasang atau

pada control valve.

Jenis transmitternya adalah :

1. Transmitter Pneumatik

2. Transmitter Elektrik

2.5.1 Transmitter Pneumatik

Pada dasarnya pneumatik berfungsi untuk mengubah sinyal proses menjadi

sinyal pneumatik. Serta mengirimkan sinyal pneumatik itu ke alat penerima seperti

pencatat, pengatur dan petunjuk.

Transmitter pneumatik pada umunya terdiri dari dua bagian yaitu :

- Bagian perasa

- Bagian pengirim

Karena pneumatik proses yang umum ada empat macam yaitu Pressure, Level,

Temperatur, dan Flow, maka transmitter yang mengirimkan sinyal proses dari

keempat variabel ini serin disebut Pressure Transmitter (PT), Level Transmitter (LT),

Temperatur Transmitter (TT), dan Flow Transmitter (FT).

A. Bagian Perasa (Detektor)

Bagian perasa berfungsi untuk mengubah sinyal proses kedalam bentuk gerak

–gerak mekanik. Misalnya, suhu dari minyak sebelumnya adalah 1000C, beberapa


24

detik kemudian menjadi 1100C, maka perubahan 100c ini merupakan sinyal yang

harus diubah oleh bagian perasa (detector) kedalam bentuk pergerakan mekanik.

Detektor yang sering digunakan pada sistem transmisi pneumatik adalah :

- Meterbodi (Meterbody)

- Sel Beda Tekanan

- Penggeser (Displacer)

- Bola Berisi Cairan (Liquid filled Buld)

a. Meterbodi

Pada meterbodi menunjukkan penampang dari meterbodi yang dipergunakan

untuk mendeteksi tekanan. Meterbody seperti ini disebut Remote Seal Diaphram

Bourdoun Tube Meterbody. Meter body jenis ini dapat kita lihat pada gambar 2.6 [4]

di bawah ini

Gambar 2.6 Meterbody

Remote Seal Diaphram terdiri bagian – bagian sebagai berikut :

1. Plensa Penghubung (Process Connecting Flange)

2. Diafragma Penyekat (Seal diaphram)

3. Pipa Kapiler (Capility Tube )

4. Elemen Perasa (Sensing Element)


25

5. Lengan Pemuntir (Torque arm)

6. Batang Pemuntir (Torque Rod)

7. Badan (Body)

8. Penutup (Cover)

Prinsip kerja dari Remote Seal Diaphram Meterbody adalah sebagai berikut :

- Pipa Kapiler, bagian dalam diafragma Penyekat Tabung Bourdoun diisi

dengan cairan kental.

- Perubahan tekanan proses mengakibatkan diafragma penyekat bergerak

mundur maju. Ini mengakibatkan tekanan cairan kental berubah.

- Berubahnya tekanan cairan kental pada elemen perasa (sensing element)

mengakibatkan Tabung Bourdoun itu bergerak – gerak mengembang atau

menyusut.

- Pergerakan Lengan Pemuntir kemudian diterima oleh Batang Pemuntir dapat

dibuat sebanding dengan perubahan tekanan proses.

Meterbody dan jenis diafragma penyekat bila tidak dilengkapi dengan Pipa

Kapiler, Diafragma penyekat dan cairan kental disebut sebagai : Meterbody Tabung

Bourdoun.

Pada gambar 2.7 [4] dapat kita lihat Meterbody tabung Bourdon seperti yang

terdapat dibawah ini.

Gambar 2.7 Meterbody tabung Bourdon

Keterangan Gambar :


26

1. Perasa

2. Lengan Pemuntir

3. Batang Pemuntir

4. Badan

5. penutup

Meterbody ini sebenarnya sama dengan Remote Seal Diaphram Meterbody

tanpa diafragma penyekat dan Pipa Kapiler.

Berbeda dengan Seal Diaphram Meterbody dimana gas atau cairan proses tidak

langsung berhubungan dengan Element Perasa maka pada Meterbody Tabung

Bourdoun dari gambar 2.7 materi proses adalah behubungan dengan Elemen Perasa,

karena itu Meterbody seperti ini tidak cocok dipergunakan untuk uap, gas – gas

korosif dan cairan – cairan berat.

Untuk uap, gas – gas korosif dan cairan – cairan berat biasanya dipergunakan Seal

Diaphram Meterbody.

Seal Diaphram Meterbody dapat kita lihat pada gambar 2.8 [4] di bawah ini.

Gambar 2.8 Menunjukkan penampang meterbodi jenis lain yang disebut Meterbodi

penghembus

Keterangan gambar :


27

1. Penutup

2. Eleman Perasa

3. Lengan Pemuntir

4. Batang Pemuntir

5. Badan

6. Pembatas Langkah

Perbedaan antara penghembus dan Meterbody Tabung Bourdoun adalah

terletak pada elemen Perasanya dimana Meterbody Tabung Bourdoun memakai

tabung Bourdoun Meterbody penghembus memakai penghembus sebagai Elemen

Perasa.

Sama halnya dengan Meterbody Tabung Bourdoun, Meterbody penghembus juga

dapat dimodifikasi sehingga menjadi Remote Seal Diaphram Bellow Meterbody

dengan menambahkan diafragma penyekat, pipa cairan ini umumnya sama seperti

ynga dipergunakan pada Termometer isi Cairan (Liquid Filled Thermometer).

Prinsip kerja dari Meterbody penghembus juga sama seperti Meterbody

Tabung Bourdoun dimana perubahan tekanan proses menghasilkan gerak mundur –

maju pada penghembus.

Kemudian gerak mundur – maju dirobah menjadi gerak setengah melingkar pada

Batang pemutir melalui Lengan Pemulir.


28

b. Sel Beda Tekanan (Diffrential Presure Cell)

Sel beda tekanan dapat digunakan untuk pressure transmitter, level

transmitter, dan flow transmitter. Elemen perasa dari detector sel beda tekanan dapat

berupa diafragma dan penghembus. Sel beda tekanan dapat kita lihat pada gambar 2.9

[4] di bawah ini.

Gambar 2.9 Sel Beda Tekanan Jenis Diafragm

Detector ini tidak mempunyai Batang pemuntir dengan gerak memuntir

melainkan hanya mempunyai batang lentur yaitu batang penghubung yang

menghubungkan diafragma dengan batang gaya.

c. Penggeser (Displacer)

Penggeser dapat dipergunakan sebagai detector pada level transmitter.

Perubahan tinggi permukaan cairan akan menghasilkan pergerakan pada penggeser

(Elemen Perasa).


29

Selanjutnya pergerakan dari perggeser diteruskan melalui batang pemuntir

yang diihubungkan dengan lengan pemuntir sehingga menghasilkan gerak memunitr

pada batang pemunitr, dapat kita lihat pada gambar dibawah 2.10 [4] ini.

Gambar 2.10 Menunjukkan Penampang dari Penggeser

d. Bola Berisi (Liquid Filled Bulb)

Bola berisi cairan yang disambungkan dengan meterbodi dapat dipergunakan

sebagai detector untuk mengukur suhu. Perubahan suhu proses menyebabkan cairan

pada bola mengembang dan memberikan tekanan yang lebih besar pada meterbodi

elemen perasa sehingga elemen perasa ini bergerak, dapat kita lihat pada gambar 2.11

[4] dibawah ini.

Gambar 2.11 Menunjukkan Bola Berisi Cairan


30

B. Bagian Pengirim

Bagian pengirim dari transmitter pneumatik berfungsi untuk mengubah gerak

– gerak mekanik detector kedalam bentuk sinyal pneumatic, salah satu contoh dari

bagian pengirim transmitter pneumatic adalah : Transmitter gaya seimbang. Bagian –

bagian pokok dari transmitter ini adalah :

1. Penyetel titik nol

Berfungsi untuk mendapatkan titik nol dari batasan operasi transmitter

2. Pengimbang kedua

Berfungsi sebagai batang yang meneruskan gaya gerak balas terhadap gaya

gerak pengimbang utama.

3. Kapsul pengimbang balik

Kapsul yang berisi diafragma penggerak pengimbang kedua.

4. Pemancar

Berfungsi sebagai buangan udara penggerak diafragma besar pada relay pilot

5. Pembalik

Berfungsi sebagai penutup

6. Pembatas beban balik berlebih

Berfungsi sebagai ganjal pembatas gerak pengimbang utama

7. Pengimbang utama

Berfungsi sebagai batang penerus gerak – gerak mekanik setengah melingkar

dari batang pemuntir pada detector.

8. Pipa – pipa kapsul pengimbang


31

Berfungsi sebagai pipa penyalur udara penghasil gaya gerak balas terhadap

gaya gerak utama.

9. Pipa untuk pemancar

Berfungsi sebagai pipa penyaur udara untuk pemancar

10. Penyetel batasan lebar

Berfungsi sebagai penyetelan untuk memperlebar bidang gerak pengimbang

utama.

11. Penyetel batasan sempit

Berfungsi sebagai penyetelan untuk mempersempit bidang gerak pengimbang

utama

12. Relai Pilot

Berfungsi sebagai kerangan pengatur tekanan udara instrumen output dari

transimitter

13. Pegas peninggi atau penekan

Berfungsi sebagai penyetelan untuk menaikkan skala perbandingan antara

variebel proses dengan tekanan udara instrumen output.

Prinsip kerja transmitter gaya seimbang adalah :

1. Pergerakan dari batang pemuntir menghasilkan pergerakan maju – mundur

pada pengimbang utama

2. Bergeraknya pengimbang utama akan mengubah kedudukan pembalik

sehingga menjauhi atau mendekati pemancar.

3. Bila pembalik menjauhi pemancar maka “tekanan balik” udara penggerak

diafragma besar pada relay pilot akan berkurang dari sebelumnya, sebaiknya


32

bila pembalik mendekati pemancar, “tekanan balik” udara penggerak

diafragma besar pada relay pilot akan bertambah dari sebelumnya

4. Berubahnya “tekanan balik” uadar penggerak diafragma besar pada relay pilot

akan mengubah perubahan karangan pilot pada relay untuk membuka atau

menutup.

5. Bila kerangan pilot membuka maka tegangan udara instrument output

bertambah, sebaliknya bila kerangan pilot menutup, tekanan udara instrument

output menjadi berkurang. Dengan demikian pergerakan dari batang pemuntir

menghasilkan perubahan pada tekanan udara instrumen output.

6. perhatikan bahwa udara instrumen output juga dikirim ke kapsul pengimbang

balik.

7. Tekanan udara instrumen output akan terus bertambah atau berkurang sampai

pengimbang mendapat gaya balas yang sama besar dari kapsul pengimbang

balik melalui pengimbang utama.

8. Sekali gaya pada pengimbang utama sama dengan gaya pengimbang kedua

maka tekanan udara instrument output tidak berubah lagi.

2.5.2 Transmitter Listrik

Sama halnya dengan transmitter pneumatic listrik juga terdiri dari dua bagian

pokok, yaitu :

- Bagian Perasa

- Bagian Pengirim

Transmitter listrik ini dapat kita lihat pada gambar di bawah 2.12 [5] ini.


33

Gambar 2.12 Transmitter Listrik

Keterangan gambar :

1. Pengimbang utama

2. Pegas peninggi dan pegas titik nol

3. Peredam

4. Penyetelan batasan

5. Pengimbang Kedua

6. Pembatas Langkah

7. Kesatuan Magnet

8. Pegas Bias

9. Detektor

10. Kesatuan O.P.D

11. Menunjukkan Out-put

Transmitter ini juga termasuk gaya seimbang, detector pada transmitter ini

dapat berupa meterbodi, sel beda tekanan, bola berisi cairan, dan penggeser.

Prinsip kerja dari transmitter listrik ini adalah :


34

1. Batang pemuntir dari detector (Bagian Perasa ) disambungkan dengan

pengimbang utama dari bagian pengirim, sehingga pergerakan dari batang

pemuntir menghasilkan pergerakan dari pengimbang utama.

2. Pergerakan dari pembanding utama mengubah jarak antara kedua ferrite dari

detector bagian pengirim

3. Berubahnya jarak antara kedua ferrite menghasilkan perubahan pada induktansi

pick – up coil

4. Perubahan induktansi dari pick – up coil menghasilkan perubahan pada out-put

osilator

5. Perubahan pada out-put osilator menghasilkan perubahan pada nilai arus listrik

yang keluar dari transmitter. Dengan demikian, perubahan pada variabel proses

yang dirasakan oleh detektor pada bagian perasa dapat menghasilkan perubahan

pada nilai arus listrik yang keluar pada bagian pengirim

6. perhatikan bahwa sebagian dari out-put osilator dikirim ke kesatuan magnet

sehinng akan terjadi gaya tolak – menolak pada kesatuan magnet. Gaya tolak –

menolak pada kesatuan magnet akhirnya akan menghasilkan pergerakan pada

penghubung kedua.

7. pergerakkan atau gaya pada penghubung kedua diteruskan ke pengumbang

utama melalui penyetelan batasan. Gaya pengimbang kedua adalah melawan

gaya pada pengimbang utama. Dengan demikian akan dihasilkan kedudukan

dimana perubahan jarak antara ferrite akan sebanding dengan perubahan variabel

proses yang dirasakan oleh detector.


35

BAB III

CONTROL VALVE

Di dunia perindustrian Control Valve sangat penting peranannnya, apalgi

dalam proses pengontrolan pada pabrik – pabrik modern sekarang ini. Control Valve

pada umumnya digunakan untuk mengontrol laju aliran cairan gas. Alat ini sangat

penting bagi kelansungan proses produksi pabrik yang lebih baik.

Control yang demikian biasanya di gunakan untuk beberapa proses misalnya:

Pertukaran energi, pengurangan tekanan, pengontrolan tekanan, pengisian tekanan dan

yang paling sederhana untuk mengisi tangki.

Berikut ini akan di bahas lebih dalam mengenai Control Valve:

3.1 Prinsip Kerja Control Valve

Control valve terdiri dari dua jenis berdasarkan prinsip kerjanya. Yaitu:

1. Jenis Air To Open

2. Jenis Air to Close

Jenis air to open bekerja bila control valve mendapatkan sinyal maka katup

control akan membuka. Jenis Air To Open ini adalah proses ketika pneumatik actuator

dan control valve terbuka jika disuply udara bertekanan (air compressor). Jenis Air To

Close bekerja bila Control Valve mendapatkan mendapat sinyal maka control akan

menutup. Jenis Air To Close ini juga memproses ketika pneumatic actuator dan

control valve tertutup jika disuply udara bertekanan (air compressor)


36

3.2 Defenisi komponen-komponen pembangun utama control valve

Gambar 3.1.a menunjukkan skematik Alat Penggerak Aksi Lurus (direct)

sedangkan gambar 3.1.b, menunjukkan skematik penggerak skematik penggerak Aksi

Terbalik (Reverse).

Penggerak ini diproduksi oleh perusahaan fisher dan termasuk jenis Penggerak

Pneumatik [4].

Gambar 3.1 Penggerak Aksi Lurus dan Aksi Terbalik


37

Bagian – bagian penting dari penggerak itu adalah :

- Sambungan Sinyal Penggerak

- Rumah Diafragma

- Diafragma

- Plat Diafragma

- Pegas Penggerak

- Tiang Penggerak

- Dudukan Pegas

- Penyetel Pegas

- Penghubung tiang penggerak

- Yoke

- Skala Penunjuk Bukaan

Sinyal pnematik dari kontroller atau alat Bantu kontroller/potensioner masuk

ke Rumah Diafragma melalui sambungan sinyal penggerak. Sinyal itu akan

ditumpukan pada Diafragma yang di topang dengan Plat Diafrgama.

Gaya yang dihasilkan sinyal (diafragma) kemudian dilawan oleh Pegas

Penggerak. Pegas ini mempunyai nilai penekanan awal tertentu yang kemudian dapat

diatur melalui Penyetel Pegas. Jadi letak kedudukan tiang penggerak adalah hasil

keseimbangan kedua gaya itu. Sedangkan gaya – gaya itu adalah tergantung pada luas

bidang diafragma, tekanan sinyal pnematik dan penekanan pegas.

Penggerak jenis Diafragma Pegas seperti ini dapat dipergunakan pada

kerangan – kerangan Globe, Saunder, Butterfly dan Kerangan Ball (Ball Valve).

Sewaktu tekanan sinyal pnematik hilang, pegas penggerak akan mengembalikan


38

diafragma ke posisi semula yaitu posisi sebelum tekanan pneumatik masuk ke Rumah

Diafragma. Sifat ini sangat baik untuk sistem keselamatan pada proses dimana pegas

itu memungkinkan aksi udara untuk menutup (Air To Close) dan udara untuk

membuka (Air to Open) pada kerangan yang bersangkutan.

Di point ini kita juga membahas tentang komponen – komponen lain dari

pembangun utama dari sebuah Control Valve, komponen-komponen tersebut adalah :

a. Tutup Katup (Valve Bonnet)

Tutup katup adalah bagian paling atas dari bahan katup yang dapat dilepas

sebagai sub rakitan dan biasanya dihubungkan dengan badan dengan baut pengetat.

Tutup katup ini juga merupakan salah satu bagian yang mendapatkan tekanan yang

besar.

b. Kemasan Kotak Paking (Paking Box Assembly)

Tujuan dari paking kotak ini adalah untuk mencegah terjadinya kebocoran

cairan saat proses pengontrolan berjalan. Paking ini juga harus mampu menahan

tekanan tinggi dan suhu tinggi, sehingga bahan paking harus memenuhi semua

ketentuan, maka dalam seleksi pemilihan bahan paking harus dilakukan dari berbagai

bahan yang memenuhi ketentuan khusus. Lotal paking ini harus menggunakan,

pengikat paking, ring lantern, dan sejumlah ring paking ruang.


39

c. Batang Katup (Valve Steams)

Batang katup ini menahan beban dari actuator ke plug, sehingga pada bagaian

ini dibebankan pada ujung batang dengan penahan horizontal pada masing – masing

ujung. Maka batang akan menekuk jika mendapat beban berlebih, pemilihan dari jenis

batang katup yang di gunakan adalah berdasarkan kekakuan batang menahan lekukan.

d. Bonnet

Pada perakitan bonnet mencakup bagian – bagian pencegah bocoran sepanjang

batang katup, batang katup dijaga agar jangan longgar dan bergerak menyimpang.

Untuk itu diperlukan penuntun yaitu sumbat kerangan.

e. Badan Katup

Pada pembahasan badan katup ini lebih terfokus pada pemilihan jenis material

pembuatan badan katup, pada proses pemilihan material pembangunnya di dasarkan

pada jenis fluida yang akan melaluinya, dengan memperlihatkan tinggi rendahnya

temperatur, tekanan, dan kemampuan fluida terhadap terjadinya karat atau pengikisan.

3.3 Jenis –Jenis Control Valve

Control Valve pada umumnya yang sering di gunakan pada industri modern

pada saat ini dapat di kategorikan atas beberapa jenis Control Valve, dan yang

penggunanya di sesuaikan dengan kebutuhan, jenis – jenisnya adalah:

3.3.1 Globe Valve


40

Control Valve jenis Globe merupakan salah satu jenis kontrol yang paling

sering di gunakan, terdiri dari dua jenis yaitu single seated dan double seated. Dan

biasa di gunakan untuk mengontrol flluida dengan kapasitas kecil., dengan ukuran

pipa berukuran dengan pipa berukuran satu inci atau bahkan lebih kecil. Control valve

jenis globe dapat kita lihat pada gambar 3.1 [2]di bawah ini.

Gambar 3.1. Globe Valve

3.3.2 Three Way Valve

Jenis control valve ini terdiri dari satu lubang masuk dan dua lubang keluaran.

Kita dapat mengontrol sesuai dengan kebutuhan, jenis control valve biasa digunakan

apabila ada dua jenis fluida yang berbeda, biasa perbedaan ini didasarkan pada

perbedaan suhu dan jenis fluida yang dikontrol. Jenis Three Way Valve dapat kita

lihat pada gambar 3.2 [2]dibawah ini.

Gambar 3.2 Three Way Valve

3.3.3 Angle Valve


41

Angle Valve pada umumnya dirancang untuk pengontrolan media jenis

hidrokarbon dan konstruksi bagian dalam dari control valve jenis tahan terhadap

tekanan tinggi dan juga sangat baik untuk mengontrol jenis cairan tertentu seperti

yang cukup berbahaya, contoh radioaktif.

Control Valve Jenis Angel ini dapat kita lihat 3.3 [2] dibawah ini.

Gambar 3.3. Angle Valve 3.3.4 Y-Style Valve

Jenis Y-Style valve ini sering digunakan untuk mengontrol jenis cairan. Cairan

yang biasanya dapat di kontrol adalah cairan metal atau dapat juga berupa

cryogenetic, pada gambar 3.4 di bawah menunjukkan Control Valve jenis Y-Style

valve yang digunakan untuk mengontrol jenis hydrogen, digunakan jenis ini karena

mampu menahan tekanan yang sangat tinggi dan tahan terhadap temperatur tinggi [2].

Gambar 3.4. Y-Style Valve 3.3.5 Cage Valve


42

Jenis control ini sering digunakan untuk mengontrol aliran dengan kapasitas

aliran yang tinggi, karena Control Valve jenis ini dapat dengan mudah menahan jenis

aliran yang tinggi, dan bahan gasket pada umumnya terbuat dari logam yang sangat

fleksibel. Control valve jenis ini dapat kita lihat pada gambar 3.5 [2] di bawah ini.

Gambar 3.5. Cage Valve

3.3.6 Saunders Valve

Control valve jenis saunders valve, pada umumnya digunakan bila fluida yang

akan di kontrol memiliki sifat korosi yang tinggi, dan apabila fluida yang akan

dikontrolnya mengandung butiran – butiran atau partikel – partikel kecil padat.

Sehingga untuk mengatasinya pada lapisan bagaian dalam biasanya digunakan bahan

yang terbuat dari gelas atau kaca, plastic atau teflon, karena akan memiliki permukaan

yang lebih halus dan licin dan juga sangat baik untuk mengatasi terjadinya tumpukan

karat dalam control valve tersebut. Jenis saunders valve ini dapat kita lihat pada

gambar 3.6. [2] di bawah ini.


43

Gambar 3.6. Saunders Valve 3.3.7 Butterfly Valve

Butterfly valve sering digunakan karena kontrol jenis ini lebih dominan dalam

aplikasi kontrolnya. Kontrol jenis ini dibuat dalam tiga tingkatan : Standart,

menengah, dan beban berat. Tingkatan ini di klasifikasikan atas dasar besarnya

tekanan yang akan di terima kontrol, jenis standart digunakan bila beda tekanan yang

didapat oleh kontrol rendah, dan jenis menengah apabila tekanan yang diterimanya

tidak terlalu besar, dan jenis beban berat di gunakan apabila beda tekanan yang

diterima sangat besar. Control valve jenis ini dapat kita lihat pada gambar di bawah

3.7 [2] ini.

Gambar 3.7. Butterfly Valve

3.3.8 Ball Valve

Control valve jenis ball valve sering digunakan karena bentuknya sangat

sederhana karena hanya berbentuk parabola pada bagian portnya. Kontrol jenis ini


44

sangat baik digunakan untuk mengontrol fluida yang memiliki kapasitas laju aliran

yang tinggi, selain itu juga dapat digunakan untuk mengontrol fluida dengan kapsitas

laju aliran yang rendah.

Control valve jenis ball valve ini dapat kita lihat pada gambar 3.8 [2] di bawah

ini.

Gambar 3.8. Ball Valve

3.4 Terminology Control Valve

Control valve merupakan salah satu jenis alat Kontrol yang sangat memegang

peranan penting dalan suatu proses produksi, dan paling sering digunakan adalah

dengan ukuran antara 2 inci sampai 32 inci atau lebih, untuk yang bertekanan rendah

atau yang bertekanan tinggi. Control valve dimodifikasi untuk meminimumkan

kebocoran atau mungin kendalan lain yang sering dialaminya, termasuk sudut

dudukan dan pengunanaan alat – alat penyusunnya.

Karena desain badannya yang sederhana, maka control valve dapat

memberikan penyesuaian dalam batasan suhu bahan, termasuk suhu dari zat – zat

kimia yang bersuhu tinggi. Tetapi perlu diperhatikan juga bahan – bahan

pembentukanya, misalnya bahan actuator, bonnet, dan lain – lain, semua bahan

pembentukanya harus disesuaikan dengan fluida yang akan dikontrol. Agar proses


45

pengontrolan dapat berjalan sesuai dengan apa yang kita inginkan. Pada umunnya,

bahan pembentuk control valve terbuat dari jenis logam yang tahan terhadap

temperatur tinggi dan tahan karat.

3.5 Spesifikasi Control Valve

Spesifikasi Control Valve di dasarkan pada Body, Actuator, Positioner,

Transmitter, Service Conditions.

Body

Sesuai dengan pembahasan pada sub bab sebelumnya, type body control valve

ada beberapa jenis, yaitu : jenis globe, angle, three-way, butterfly, saunders, cage, Y-

style dll, yang pemilihan penggunaannya didasarkan pada jenis material pembangunan

yang disesuaikan dengan kebutuhan, biasanya keterpasangannya berdasarkan besar

pipa dalam ukuran inci, juga perakitan body yang didalamnya terdapat plat diafragma,

packing, steams, dll.

Actuator

Actuator juga terdiri dari beberapa jenis yaitu :

- Aktuator diafragma

Actuator jenis ini umumnya berbentuk diafragma fleksibel, system

kerjanya bila ada sinyal udara yang menghasilkan tekanan terhadap

diafragma, baik tekanan tinggi atau rendah, maka diafragma akan langsung

merespon

- Actuator piston


46

Actuator jenis ini umumnya terbuat dari besi tuang sehinggga mempunyai

rating tekanan yang tinggi, karena mempunyai rating tekanan yang tinggi,

sehinga pada diameter kecil memiliki gaya yang sangat tinggi.

- Actuator hidroelektrik

Ada banyak peningkatan penerimaan instrument control listrik dalam suatu

proses kontrol, jenis ini disamping menghasilkan error Dea latic juga dapat

mengkoreksi sibyal, menghasilkan berbagai sinyal listrik berdaya rendah

yang bersifat transducer.

- Actuator servo kinerja tinggi

Actuator jenis ini digunakan untuk mengatasi tekanan tinggi yang bias saja

tiba – tiba terjadi atau sangat ekstrim yang membutuhkan pembukaan dari

katup secara cepat yang mengarahkannya pada frekuensi gerakan yang

sangat tinggi.

- Actuator elektro mekanika

Actuator jenis ini terdiri dari roda – roda bergigi bermotor untuk

menggerakan batang katup, actuator jenis ini memiliki kelemahan tidak

dapat berhenti secara langsung atau respon cepat mematikan roda – roda

gigi bermotornya.

Positioner

Positioner yang sering digunakan adalah jenis positioner gerak seimbang,

positioner ini juga mempergunakan tekanan balik nozzle sebagai tenaga untuk

membuat sumbat relay dalam mengatur besaran sinyal penggerak kontrol, besarnya

tekanan balik nozzle di tentukan oleh kerenggangan flepper dab nozzle, sedangkan

kerenggangan itu sendiri ditentukan oleh kesimbangan antara bellow input dan cam,


47

pengerakan input di dapat dari sinyal output kontroller sedangkan pergerakan cam di

dapat pergerakan tiang penggerakan kontrol yang diteruskan melalui tuas – tuas

penghubung.

Bila kedua pergerakan ini belum seimbang, berarti posisi tiang penggerak kontrol atau

bukan kontrol masih menyimpang dari yang seharusnya.

Transmitter

Pada bab sebelumnya kita sudah membahas mengenai transmitter, transmitter

ada dua jenis, tetapi pada perkembangan sekarang ini yan paling sering digunakan

adalah transmitter jenis elektrik, tetapi transmitter ini memiliki prinsip kerja yang

sama, yaitu berfungsi untuk mengubah sinyal proses menjadi sinyal pneumatic atau

sinyal listrik, serta mengirimkan sinyal itu ke alat penerima seperti pencatat, pengatur,

dan penunjuk.

Service Conditions

Pada bagian service, yang paling penting kita perhatikan adalah jenis fluida

yang melaluinya baik berdasarkan viskositas fluida, lalu kapasitas maksimum aliran

yang dapat di kontrolnya, variasi tekanan yang akan diterima, dan suhu yang akan di

dapat dari fluida yang mengalir, setelah kita mengetahuinya, maka dapat

memprediksikan kapan saatnya kontrol tersebut harus diservis atau dikalibrasi ulang,

ini untuk kelancaran dari proses produksi dapat berjalan sesuai dengan yang kita

harapkan.


48

3.6 Keterpasangan atau Instalasi Alat

Dalam hal ini kita harus memiliki pertimbangan – pertimbangan khusus,

misalnya dalam memilih jenis control valve yang akan kita gunakan, ada beberapa

pertimbangan misalnya :

1. Ketahanan badan katub terhadap tekanan yang akan diterimanya

2. Bagaimana kapasitas laju aliran yang dikontrol

3. Kisaran suhu operasi

4. Tingginya tingkat korosi yang akan diterimanya

Poin – poin diatas merupakan pertimbangan utama dalam penentuan untuk memilih

jenis control valve yang akan digunakan.


49

From Turbin

Safety Valve

BPV

To Condensat

Inlet Valve F I G

STERILLIZER

Air Compressor

Exhaust Valve F I G

To Blow Up Sillincer

Safety Valve

Manometer

Condensat ValveF I G

To Blowdown Sillincer

BAB IV

PENGGUNAAN CONTROL VALVE PADA STERILIZIER DENGAN

FIG – 360 – 104

UNTUK MENGONTROL ALIRAN STEAM ( UAP )

4.1 Control Valve FIG – 360 – 104 Pada Proses Rebusan Yang Terdapat Pada

Unit Sterilizier.

Pabrik pengolahan kelapa sawit PTPN IV unit Usaha Adolina menghasilkan

produk utama berupa minyak kelapa sawit atau CPO (Crude Palm Oil) yang diambil

dari daging buah dengan kapasitas 30 ton/jam, dan inti sawit (Kernel) yang diambil

dari biji (Noten).

SKEMA ALIRAN STEAM PADA STERILIZIER FIG 360 – 104

Gambar 4.1 Skema Aliran Steam Pada Sterilizer FIG – 360 - 104


50

Prinsip kerja dari Control Valve pada sterilizier FIG 360 – 104 adalah :

Steam dihasilkan dari boiler dan dari boiler dialirkan ke turbin kemudian dari

turbin steam tadi (uap kering masuk ke BPV kemudian BPV mendistribusikan steam

tadi ke sterilizier untuk merebus TBS). pengaturan aliran uap/ steam melalui solenoid

valve dan control valve. Solenoid valve bekerja berdasarkan tekanan udara yang

dihasilkan compressor yang mana fungsinya untuk membuka dan menutup aliran

steam dari BPV ke sterilizer sedangkan control valve mengatur laju aliran steam yang

diinginkan. Dimana Pressure Gauge untuk mengukur tekanan sterilizer dimana buka-

tutup solenoid valve berdasarkan tekanan dan temperatur yang ada di sterilizer,

apabila terjadi tekanan berlebih maka steam akan dibuang melewati safety valve.

Setelah 90 menit proses perebusan selesai steam akan dibuang melewati exhaust FIG

360 – 104 dan kondensat akan dibuang melewati condensat valve FIG 360 – 104.

Pada gambar dibawah ini menunjukkan diagram blok dari sistem pengontrolan

dari Control Valve pada sterilizer

Set Point

+ Input Output

-

Gambar 4.2 Blok Diagram Sistem Pengontrolan dari Control Valve

Kontroller

Sterilizer

Pressure gage

Control Valve

Proposioner


51

4.2 Sterilizer

Sterilizer adalah suatu alat yang digunakan unruk merebus kelapa sawit (tanda

buah segar/TBS) dalam ketel rebusan. Tahapan proses pengolahan kelapa sawit dari

TBS (Tandan Buah Segar) hingga menghasilkan CPO dan inti sawit melalui beberapa

proses tahapan yaitu : Stasiun Penerimaan buah, Stasiun rebusan/Sterilizer, Stasiun

Penembah, Kempa, Klarifikasi, Penimbunan Minyak, Depericarper, Pabrik biji,

Pengolahan Air, Ketel Uap, Kamar Mesin.

Di point ini kita bahas adalah Stasiun Rebusan/Stelirizer. Sterilizer adalah

ketel rebusan bejana uap yang digunakan untuk merebus kelapa sawit. Untuk menjaga

tekanan dalam rebusan tidak melebihi tekanan kerja yang diatur dan dikontrol dalam

rebusan maka diberikan Control Valve dan juga safety valve agar tidak melebihi

tekanan. Tujuan dari sterilizer adalah :

1. Menghentikan aktifitas enzim

2. Melepaskan buah dari spiklet

3. Menurunkan kadar air

4. Pemesahan Emulasi

5. Melepaskan serat biji

6. Membantu proses pelepasan inti dari cangkang

4.3 Jenis – Jenis Sterilizer

Alat sterilizer yang dikenal terdiri dari dua tipe, yaitu tegak dan tipe horizontal.

Tipe tegak mempunyai kelemahan, yakni :


52

- kapasitas rebusan sangat kecil, karena membutuhkan tuangan yang cukup tinggi,

sedangkan kapasitasnya rata – rata 5 ton TBS (Tandan Buah Segar)

- Bejana memuat buah yang diisi dengan menggunakan bunch elevator, sehingga

buah mengalami tingkat kelukaan yang tinggi selama proses.

- Teknik pengoperasian yang sangat sulit dan membutuhkan tenaga yang lebih

banyak terutama pada saat menutup dan membuka, serta mengeluarkan buah dari

dalam yang dilakukan secara manual.

Akibat kelemahan tersebut maka alat ini tidak lagi dikembangkan, atau tidak

sesuai lagi dengan kebutuhan usaha pengembangan kelapa sawit yang memerlukan

kapasitas olah yang tinggi.

Pada gambar 4.3 [1] dapat dilihat jenis sterilizer tipe tegak seperti yang

terdapat dibawah ini.

Gambar 4.3 Sterilizier tipe tegak


53

Tipe horizontal, yang merupakan bejana horizontal dan memiliki keuntungan

antara lain :

- Kapasitas sterilizer antara 15 – 30 ton TBS

- Pengoperasian lebih mudah dan praktis

- Buah tidak bersinggungan langsung dengan dinding, sehingga bahan olah tidak

mungkin menyebabkan bejana menjadi korosi.

- Pengisian uap masuk dan pembuangan uap keluar serta pembuangan air kondensat

lebih muda dilakukan.

Pada gambar 4.4 [1] dapat dilihat jenis sterilizer tipe horizontal seperti yang

dibawah ini

Gambar 4.4. Sterilizer tipe horizontal

4.4 Bagian – Bagian dari Sterilizer

1. Body

Body sterilizer merupakan lembaran – lembaran dari plat – plat yang di rol,

kemudian disambungkan membentuk silinder yang panjang.

Saluran pemasukan uap


54

Saluran uap ini dilas dengan body dan dibuat flensa untuk menyambungkan ke

pipa uap masuk. Selain saluran masuk juga ada saluran air kondensat dan alat

pengukur tekanan.

2. Pintu

Pintu dibuat seperti potongan bola, yang terletak di kiri dan kanan. Pintu

merupakan sarana untuk mempermudah pemasukan lori yang berisi sawit.

3. Locking Ring

Fungsi locking ring adalah untuk memperketat pintu dan untuk menjaga uap

tidak tembus dari sela – sela pintu.

4. Rel dan Lori

Untuk mempercepat proses perebusan maka buah sawit dimasukkan ke dalam

lori, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk mengeluarkan buah tidak lama.

Akan tetapi, tanpa adanya rel lori juga susah untuk dimasukkan dan

dikeluarkan dari sterilizer

4.5 Komponen - Komponen Pembangun Utama Control Valve FIG 360 – 104

(Air To Close)

Control valve adalah valve yang mengendalikan laju arus sesuai dengan

tekanan udara dari positioner. Control Valve terdiri dari tiga bagian utama, yaitu

bagian actuator, bonnet dan body.

Sistem kerjanya adalah dengan menaikan tekanan udara operasi, plat

diafragma turun menekan pegas yang dihubungkan dengan plat diafragma, sehingga

menggerakkan tangkai actuator. Kemudian tangkai itu berhenti dimana posisi gaya

pegas itu seimbang dengan tekanan udara. Bukaan Control valve tergantung pada


55

gerakan tangkai valve. Dan apabila terjadi suatu kesalahan, maka valve ini secara

otomatis akan tertutup.

Control Valve ini dalam penggunaannya juga ditunjang dengan pemakainan

controller yang memegang perannan penting setelah recorder dan indicator. Yang

terpasang pada panel control. Sedangkan alat penunjang lain disebut by pass valve

yang terpasang di pasangan.

Bagian – bagian pembangun Control Valve FIG 360 – 104 dapat kita lihat

dibawah ini [5].

Gambar 4.5 Control Valve

Keterangan gambar :

1. Diaphragm Casings

2. Diaphragm


56

3. Diaphragm Plate

4. Actuator Spring

5. Actuator Steam

6. Spring Seat

7. Spring Adjustor

8. Steam Conector

9. Yoke

10. Travel Indikator

11. Indikatos Skale

12. Valve Plug Steam

13. Packing Flange

14. Actuator Yoke Locknut

15. Packing

16. Packing Box

17. Bonnet

18. Bonnet Gasket

19. Spiral Wound Gasket

20. Cage Gasket

21. Valve Plug

22. Cage

23. Seat Ring

24. Valve Body


57

4.6 Anilisa Data

Control Valve FIG – 360 – 104 ini terletak pada stasiun rebusan atau sterilizer,

penamaan dari pada control valve ini didasarkan keterpasangannya di dalam pabrik,

control valve ini digunakan untuk mengukur laju aliran steam (HRC), terdapat pada

unit stasiun rebusan / Sterilizer, dan merupakan Control Valve ke 104.

Penamaan ini di tujukan untuk memberikan kemudahan, baik pada saat proses

produksi berjalan dan pada saat pemeliharaan. Dengan data pemeliharaan sebagai

berikut :

Control Valve no : FIG – 104V

Fluid : Steam Boiler

Valve Size : 3’’

Connection : ASA 150#RF

No. Port : Single

Plug Type : EQ% Countoured

Port Size : Full

Rate : 110

Action : Air To Close

Spring Range : 0,2 – 1,0

Bonnet Type : Standart

Body Material : Carbon Steel

Trim Material : AISI 316 ST.ST (SU 532)

Gasket Material : ASBESTOS SEAT (920 OR EQ)

Packing Material : Teflon dan Ring


58

Positioner : Yew Supply Type

Air Seat : Yew Supply

Pada control valve Material pembangun utama merupakan pertimbangna yang

paling utama agar proses pengontrolan dapat berjalan dengan lancer dan sesuai

dengan yang diinginkan. Beberapa hal yang menjadi bahan pertimbangan pada saat

menentukan material valve adalah :

1. Pemilihan Bahan yang harus disesuaikan dengan besar tekanan yang akan

diberikan atau yang akan didapat oleh valve

2. Pemilihan bahan yang harus disesuaikan dengan temperatur bahan atau fluid

yang harus disesuaikan dengan temperatur bahan fluid yang akan melalui

valve

3. kemampuan bahan yang dapat menimulkan erosi atau korosi pada valve

Control valve yang terdapat pada stasiun Rebusan / Sterilizer ini,

menggunakan maerial jenis carbon steel untuk mengontrol aliran steam /uap dengan

jenis HRC (High Rate Control). Digunakannya material jenis carbon steel karena

sangat baik dan cocok untuk menahan temperatur atau tekanan yang dapat diberikan

oleh jenis fluida steam. Dengan kemampuan tahan temperature bawah 200F dan

kemampuan tahan temperatur atas memcapai 10000F, selain itu material jenis ini juga

sangat baik untuk mengatasi terjadinya korosi.

Pada trim, control valve ini menggunakan jenis AISI 316ST. trim jenis ini

menggunakan jenis stainless steel, pada trim, yang menjdai factor pemilihan

materialnya sama dengan faktor pemilihan material pada body valve, dan disesuaikan


59

dengan ASA 150RF, agar rated 110 dapat di capai, jenis trim ini memiliki tahan

temperatur bahwah mencapai -4500F dan tahan temperatur atas mencapai 6000F juga

material jenis ini sangat baik untuk mengatasi terjadinya erosi dan korosi.

Pada material paking menggunakan type menggunakan jenis solid dan Teflon

dan V-Ring. Dan pada bonnet menggunakan type standart, dengan perkiraan

temperatur antara 00F- 4000F. karakteristik valve ini menggunakan system air to close,

yang apabila bekerja bila mendapat sinyal operasi maka control akan menutup,

sehingga fluida steam/uap dapat melalui valve.


60

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Dalam penulisan Karya Akhir ini kesimpulan yang dapat diambil oleh penulis

ada beberapa hal yaitu :

1. Control Valve FIG – 360 – 104 merupakan control valve yang berfungsi untuk

mengontrol laju aliran fluida jenis steam atau uap

2. Pemilihan material pembangun Control Valve ini di dasarkan pada jenis fluida

yang akan dikontrolnya, mulai temperatur, tekanan, kemampuan fluida dalam

menimbulkan korosi ataupun erosi pada control valve.

3. Jenis Control Valve yang digunakan pada proses ini adalah jenis butterfly

Control Valve

4. Control Valve pada Sterilizer sangat berfungsi penting dalam kelangsungan

aktivitas produksi pada pabrik kelapa sawit.

V.2 Saran

1. Melakukan pengecekan kerja alat dan kondisi alat paling tidak dalam sehari

2. Melakukan perawatan berkala alat secara teratur setiap 3 bulan sekali untuk

mendapatkan pengontrolan yang baik sehingga hasil yang diproduksi sesuai

dengan apa yang diinginkan

3. Dalam proses produksi pengontrolan terhadap alat control harus dilakukan

secara cermat untuk menghindari kesalahan pengontrolan oleh control valve agar

proses produksi dapat berjalan dengan baik menghasilkan kualitas yang baik

pula.


61

DAFTAR PUSTAKA

1. Vademecum Teknik & Teknologi Kelapa Sawit, Penerbit PTPN – 4

2. J. W. Huctchison, 1976, Instrument Society of America,

2nd Edition,Honeywell, Inc.

3. H. Sitepu, 2004, Teknologi Operasi Pabrik, PTKI, Medan

4. Mansyur, 2004 Instrument dan Proses Kontrol I, PTKI, Medan.

5. Mansyur, 2004 Instrument dan Proses Kontrol II, PTKI, Medan.

6. Fisher Controls International, Emerson Control Valve Handbook,

4nd Edition, Emerson Proses Management, USA

7. Katsuhiko Ogata, 1997, Teknik Kontrol Automatik,

2nd Edition, University Of Minosota


62

DAFTAR ISTILAH

Valve controller : kerangan kontrol

Aktuator : penggerak

Air to open : udara untuk membuka

Air to close : udara untuk menutup

Displacer : penggeser

Liquid filled buld : bola berisi cairan

Differential pressure cell : sel beda tekanan

Flow : aliran

Air compressor : udara bertekanan

Direct : penggerak aksi lurus

Reverse : penggerak aksi terbalik

Valve bonnet : tutup katup

Valve steams : batang katup

Safety valve : katup pengaman

Sterilizer : stasiun rebusan

High rate control : nilai batal aman

Paling box assembly :kemasan kotak paking

Pressure : tekanan

Level : permukaan

Closed loop control system : sistem kontrol loop tertutup

Open loop control system : sistem kontrol loop terbuka

Valve body : perakit badan kerangan

Sensing element : elemen perasa


63

“penggunaan control valve pada sterilizier dengan...

Documents