BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Unit Utilitas merupakan unit penunjang bagi unit-unit yang lain dalam suatu pabrik

atau sarana penunjang untuk menjalankan suatu pabrik dari tahap awal sampai produk akhir.

Unit utilitas adalah salah satu unit operasi yang ada di dalam sebuah pabrik kimia. Unit

utilitas dapat didefinisikan sebagai unit yang menyediakan media pendingin, media pemanas,

energi penggerak dan lain sebagainya untuk mendukung proses produksi pabrik

Plant industri menggunakan udara tekan untuk seluruh operasi produksinya, yang

dihasilkan oleh unit udara tekan yang berkisar dari 5 horsepower (hp) sampai lebih 50.000

hp. Departemen Energi 364 Amerika Serikat (2003) melaporkan bahwa 70 sampai 90 persen

udara tekan hilang dalam bentuk panas yang tidak dapat digunakan,gesekan, salah

penggunaan dan kebisingan. Sehingga, kompresor dan sistim udara tekan menjadi area

penting untuk meningkatkan efisiensi energi pada plant industri.

Sebuah pabrik mempunyai dua sistem proses utama, yaitu sistem pereaksian dan

sistem proses pemisahan & pemurnian. Kedua sistem tersebut membutuhkan kondisi operasi

pada suhu dan tekanan tertentu. Dalam pabrik, panas biasanya disimpan dalam fluida yang

dijaga pada suhu dan tekanan tertentu. Air atau uap air bertekanan (dinamakan kukus atau

steam) mendapatkan panas dari ketel uap (boiler). Sistem pemindahan panas bertugas

memberikan panas dan menyerap panas. Misalnya, menyerap panas dari sistem proses yang

menghasilkan energi seperti sistem proses yang melibatkan reaksi eksotermik atau menyerap

panas agar kondisi sistem di bawah suhu ruang atau suhu sekitar. Sistem pemroses yang

melakukan ini adalah cooling tower. Cooling tower, boiler dan tungku pembakaran

merupakan sistem pemroses untuk sistem penyedia panas dan sistem pembuang panas. Kedua

sistem proses ini bersama-sama dengan sistem penyedia udara pabrik, sistem penyedia listrik

air bersih dan instrument lainnya untuk kebutuhan produksi merupakan sistem penunjang

berlangsungnya sistem proses utama yang dinamakan sistem utilitas. Kebutuhan sistem

utilitas dan kinerjanya tergantung pada seberapa baik sistem utilitas tersebut mampu

melayani kebutuhan sistem proses utama dan tergantung pada efisiensi penggunaan bahan

baku dan bahan bakar.

1

1.2. Rumusan Masalah

Adapun masalah yang akan dibahas pada pembuatan makalah ini adalah sebagai

berikut.

1. Apa yang dimaksud dengan udara pabrik dan udara instrument ?

2. Bagaimana penggunaan dari udara tekan dalam sebuah industri ?

1.1. Manfaat

Adapun manfaat yang didapatkan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai

berikut.

1. Dapat memahami pengertian dari udara pabrik dan udara instrument.

2. Dapat mengetahui aplikasi dari penggunaan listrik, udara pabrik dan udara

instrument.

3. Dapat mengetahui penggunaan dari udara tekan dalam sebuah industri.

BAB II

PEMBAHASAN

2

2.1. Pengertian Udara Pabrik dan Udara Instrument

Plant air ( udara pabrik ) diperoleh dari kompresor udara 101-J Ammonia Plant pada

kondisi normal dengan tekanan system dikontrol oleh PCV yang kemudian dibagi menjadi 2

(dua ) cabang untuk Plant Air dan Instrument Air. Plant air ( udara pabrik ) pemakainya

langsung di distribusikan ke seluruh pabrik sesuai tekanan yang tersedia. Udara Instrument

diperoleh dari sumber yang sama dengan udara pabrik namun dilakukan proses penghilangan

kandungan uap airnya dengan cara pengeringan ( drying ) menggunakan silica gel dan

actived alumina dalam Air Dryer sehingga dew pointnya menjadi -40 F. Tekanan untuk

Instument air ini harus terjaga minimum 7.0 kg/cm2 karena dipakai untuk alat control

pneumatic, jika gangguan pada instrument air ini akan dapat menyebabkan shut-down pabrik.

2.1.1 Udara Pabrik

Udara pabrik adalah udara bertekanan yang digunakan untuk berbagai keperluan di

pabrik. Dalam keadaan normal, sumber udara pabrik dan udara instrument berasal dari

kompressor udara proses di Ammonia Plant. Sebagai sumber tambahan diperlengkapi dengan

kompressor udara pabrik dan kompressor udara instrument. Kebutuhan udara pabrik saat

awal pabrik dioperasikan serta pada saat emergency, yaitu dengan Kompresor Udara (63-GB-

5001), setelah pabrik beroperasi udara diambil dari Kompresor Udara Ammonia (51-101-J)

dengan tekanan 35 kg/cm2G. Udara ini masih belum kering atau murni maka dikeringkan

padadryer untuk menghilangkan kandungan air dengan menggunakan Silika Alumina Gel

(silica gel).

Plant udara pabrik ini digunakan untuk :

a. Udara purging

b. Mesin pengantongan pupuk

c. Udara pembersih area

d. Pengadukan

e. Peralatan lain seperti snapper,dll

3

Fungsi dari udara pabrik antara lain :

- Flushing jaringan pipa.

- Mixing tangki kimia pengantongan urea.

- Pembakaran di Burning pit.

2.1.2 Udara Instrument

Udara instrument adalah udara bertekanan yang dikeringkan atau dihilangkan

kandungan airnya. Instrument air digunakan untuk menggerakkan peralatan instrumentasi

(pneumatic) seperti control valve, transmitter, dan lain-lain. Udara disuplai ke receiver udara

instrument 1020 m3/jam untuk dipisahkan kandungan airnya dan sebagai penampung udara

sementara dengan tekanan 8,0 kg/cm2. Dari receiver masuk ke filter inlet untuk mengurangi

kotoran-kotoran dan minyak yang terbawa. Udara lembab ini masuk melalui 4 way valve ke

salah satu dryer (A atau B) yang berisi silica gel atau activated alummina . Fungsi Air Dryer

ini adalah untuk menyerap semua bintik-bintik air yang terkandung di dalam udara dan Dew

Point dari dryer dioperasikan pada -400C pada tekanan operasi. Penyerap air dari udara yang

dipakai adalah silika gel atau Activated Alumina.

Udara proses atau utilitis biasanya digunakan untuk mendayai suatu sistem atau alat

dimana perlu udara tekan dengan volume yang besar dan tidak perlu syarat – syarat yang

ketat seperti halnya instrumen pneumatik. Udara utilitis biasanya tidak perlu membersihkan

partikel-partikel atau air seperti standar kwalitas yang diperlukan oleh udara instrumen.

Tipe udara instrumen untuk industri biasanya terdiri dari beberapa hal berikut:

• Instrumen kompresor udara (bebas minyak)

• Pengering dan penyaring udara

• Pipa distribusi dengan pressure sefety valve

• Stasiun penurun tekanan

• Koneksi-koneksi instrumen lapangan

4

Gambar dibawah ini menunjukkan sistem pneumatik instrumen sederhana

Gambar. Sistem dan Ekuipmen Udara Instrumen

Kompresor Udara

Kompresor udara dipilih atas dasar pemakaian jumlah udara dan biasanya dalam

satuan standard cubic feet per minute (scfm) atau cubic meter per minute (m3/min).

Pada plan yang besar mungkin perlu dua tau tiga unit;

Unit kompresor tersebut bisa berupa tipe reciprocal atau rotari, tunggal atau

multistage, dan biasanya digerakkan oleh motor listrik, turbin gas atau mesin disel.

Kapasitas kompresor ditentukan oleh keperluan aliran udara plan. Pemakaian udara

pada plan ditentukan oleh jumlah maksium pemakaian udara (kira-kira 0,02 m3/menit) untuk

setiap devais dan adanya kebocoran.

Tangki Penampung

Tangki penampung udara dirancang berdasar jumlah kapasitas penyimpanan pada

sistem dan juga adanya tambahan untuk menghindari fluktuasi tekanan.

5

Penyaring dan Pengering Udara

Udara tekan yang baru saja keluar dari kompresor biasanya relatip basah, dan

mengandung kotoran-kotoran dan minyak-minyak sisa dari kompresornya sendiri. Karena

udara tersebut harus bersih dan kering, maka perlu menghilangkan kandungan air dan

kotoran-kotoran tersebut.

Pengering udara ada beberapa tipe, umumnya pengering regenerasi. Dua menara perlu

diisi dengan partikel pengadsorbsi (seperti alumina aktif).

Pengering yang satu dalam kondisi on-line, sedang pengering yang lain dalam kondisi off-

line diregenerasi dengan udara panas. Siklus regenerasi biasanya dikontrol dengan sistem

sekuensi waktu otomatis.

Secara normal pengering biasanya dihubungkan dengan pre-filter (untuk

menghilangkan partikel-partikel kotoran, butiran-butiran kecil air dan minyak sebelum ia

masuk ke pengering) dan after-filter (untuk mencegah zat-zat pengering yang pecah masuk ke

header udara).

Penyaring udara biasanya juga dipasang pada header pencatu udara instrumen, dan

untuk mengatur catu udara ke instrumen-instrumen yang ada dilapangan, seperti ditunjukkan

pada Gambar 1.

Filter atau penyaring berfungsi untuk menghilangkan partikel-partikel kotoran dan

kerak-kerak, dan juga untuk memperangkap air dan minyak. Dalam beberapa hal ada

gabungan antara filter dan regulator yang dapat digunakan sebagai catu udara langsung pada

transmiter atau valve tunggal

Pipa Distribusi dan Pressure Safety Valve

Pipa utama yang digunakan untuk mengirim udara instrumen keseluruh plan biasanya

mempunyai diameter 50,8 mm (2 inch) skedul 40 dengan bahan dari carbon steel. Pipa

cabang catu udara yang menghubungkan header isntrumen individu biasanya berdiameter

25,4 mm ( 1 inch) dengan bahan dari pipa galvanis.

Pressure safety valve berfungsi untuk membuang tekanan lebih. Seperti ditunjukkan pada

Gambar 1. penampung udara akan membuang tekanan bila udara yang diblok kembali

mengalir ke tangki penampung udara. Relief valve yang ada pada main air header akan

membuang tekanan lebihnya bila terjadi kebakaran atau kejadian-kejadian yang lain yang

menyebabkan tekanan menjadi tinggi.

6

Tekanan Catu Udara

Stasiun penurun tekanan dalam aplikasinya adalah sebuah pengatur tekanan dengan berbagai

ukuran dan tipe. Stasiun penurun tekanan berfungsi menurunkan tekanan udara dari 700 kPa

(102 psi) menjadi level yang dapat digunakan yaitu 140 kPa (20 psi).

Untuk instrumen-instrumen biasanya menggunakan tekanan 20 – 100 kPa (3 – 15 psi),

standar ISA S7.4 mengijinkan tekanan catu maksimum 140 kPa (20 psi). Tekanan catu ini

harus cukup untuk mengirim volume udara yang cukup, karen bila terlalu tinggi akan

menyebabkan rusaknya instrumen-instrumen tersebut.

Tekanan catu harus konstan untuk menghindari kesalahan dalam pengukuran. Hal ini sangat

penting untuk menghindari tekanan yang turun pada pipa catu yang mencatu pada instrument

suplai header.

Koneksi Instrumen

Tubing catu udara dari pipa valve menuju ke regulator ukuran minimum harus 9,5

mm (3/8 inch) dengan bahan tubing berasal dari pvc jacketed cooper, plated carbon steel atau

stainless steel untuk menghindari tekanan drop yang berarti, terutama untuk control valve.

Untuk menghindari masalah vibrasi dapat menggunakan koneksi tubing flexible air hose.

Koneksi tubing hampir selalu bertipe fitting.

Fitting dengan tipe flare lama jarang digunakan meskipun masih dipakai pada

generator disel. Mur tubing harus tidak boleh longgar; pabrik seperti Swagelock menyediakan

gauge untuk mengecek kekencangan mur tersebut.

Kualitas standar Udara Instrumen

Kualitas standar udara instrumen dapat ditemukan pada ISA-S7.3

Fungsi dari udara instrument antara lain :

- Menggerakkan Pneumatic Control Valve.

- Purging diBoiler .

- Flushing di Turbin.

7

2.1.3 Udara Tekan

Plant industri menggunakan udara tekan untuk seluruh operasi produksinya, yang

dihasilkan oleh unit udara tekan yang berkisar dari 5 horsepower (hp) sampai lebih 50.000

hp. DepartemenEnergi 364 Amerika Serikat (2003) melaporkan bahwa 70 sampai 90 persen

udara tekan hilang dalam bentuk panas yang tidak dapat digunakan,gesekan, salah

penggunaan dan kebisingan. Sehingga, kompresor dan sistim udara tekan menjadi area

penting untuk meningkatkan efisiensi energi pada plant industri.

Merupakan catatan yang berharga bahwa biaya untuk menjalankan sistim udara tekan

jauh lebih tinggi daripada harga kompresor itu sendiri (lihat Gambar 5-11).Penghematan

energi dari perbaikan sistim dapat berkisar dari 20 sampai 50 persen atau lebih dari

pemakaian listrik, menghasilkan ribuan bahkan ratusan ribu dolar. Sistim udara tekan yang

dikelola dengan benar dapat menghemat energi, mengurangi perawatan, menurunkan waktu

penghentian operasi, meningkatkan produksi, dan meningkatkan kualitas.

Sistim udara tekan terdiri dari bagian pemasokan, yang terdiri dari kompesor dan

perlakuan udara, dan bagian permintaan, yang terdiri dari sistim distribusi & penyimpanan

dan peralatan pemakai akhir. Bagian pemasokan yang dikelola dengan benar akan

menghasilkan udara bersih, kering, stabil yang dikirimkan pada tekanan yang dibutuhkan

dengan biaya yang efektif. Bagian permintaan yang dikelola dengan benar akan

meminimalkan udara 365 terbuang dan penggunaan udara tekan untuk penerapan yang

tepat.Perbaikan dan pencapaian puncak kinerja sistim udara tekan memerlukan bagian sistim

pemasokan dan permintaan dan interaksi diantara keduanya.

Komponen Utama Sistim Udara Tekan

Sistim udara tekan terdiri dari komponen utama berikut: Penyaring udara masuk, pendingin

antar tahap, after-coolers,pengering udara, traps pengeluaran kadar air, penerima, jaringan

pemipaan, penyaring, pengatur dan pelumasan (lihat Gambar 5-12).

1. Filter Udara Masuk: Mencegah debu masuk kompresor; Debu menyebabkan

lengketnya katup/ kran, merusak silinder dan pemakaian yang berlebihan.

8

2. Pendingin antar tahap: Menurunan suhu udara sebelum masuk ke tahap berikutnya

untuk mengurangi kerja kompresi dan meningkatkan efisiensi. Biasanya digunakan

pendingin air.

3. After-Coolers: Tujuannya adalah membuang kadar air dalam udara dengan penurunan

suhu dalam penukar panas berpendingin air.

4. Pengering Udara: Sisa-sisa kadar air setelah after-cooler dihilangkan dengan

menggunakan pengering udara, karena udara tekan untuk keperluan instrumen dan

peralatan pneumatik harus bebas dari kadar air. Kadar air dihilangkan dengan

menggunakan adsorben seperti gel silika/karbon aktif, atau pengering refrigeran, atau

panas dari pengering kompresor itu sendiri.

5. Traps Pengeluaran Kadar Air: Trap pengeluaran kadar air diguakan untuk membuang

kadar air dalam udara tekan. Trap tersebut menyerupai steam traps. Berbagai jenis

trap yang digunakan adalah kran pengeluaran manual, klep pengeluaran otomatis atau

yang berdasarkan waktu dan lainnya.

6. Penerima: Penerima udara disediakan sebagai penyimpan dan penghalus denyut

keluaran udara – mengurangi variasi tekanan dari kompresor

9

2.2 Penggunaan dari Udara Tekan dalam Industri

Kompresor adalah alat untuk memompa bahan pendingin (refrigeran) agar tetap

bersirkulasi di dalam sistem. Fungsi dari kompresor adalah untuk menaikan tekanan dari uap

refrigeran sehingga tekanan pada kondensor lebih tinggi dari evaporator yang menyebabkan

kenaikan temperatur dari refrigeran.

Kompresor dirancang dan diproduksi untuk dapat dipakai dalam jangka waktu yang

lama, karena kompresor merupakan jantung utama dari sistem refrigerasi kompresi uap dan

juga kapasitas refrigerasi. Suatu mesin refrigerasi tergantung pada kemampuan kompresor

untuk memenuhi jumlah gas refrigeran yang perlu disirkulasikan. Kompresor berfungsi untuk

menghisap uap refrigeran yang berasal dari evaporator dan menekannya ke kondenser

sehingga tekanan dan temperaturnya akan meningkat ke suatu titik dimana uap akan

mengembun pada temperatur media pengembun.

JENIS KOMPRESOR

Seperti terlihat pada Gambar 4, terdapat dua jenis dasar : positive-displacement and dinamik.

Pada jenis positive-displacement, sejumlah udara atau gas di- trap dalam ruang kompresi dan

volumnya secara mekanik menurun, menyebabkan peningkatan tekanan tertentu kemudian

dialirkan keluar. Pada kecepatan konstan, aliran udara tetap konstan dengan variasi pada

tekanan pengeluaran.

Kompresor dinamik memberikan enegi kecepatan untuk aliran udara atau gas yang kontinyu

menggunakan impeller yang berputar pada kecepatan yang sangat tinggi. Energi kecepatan

berubah menjadi energi tekanan karena pengaruh impeller dan volute pengeluaran atau

diffusers. Pada kompresor jenis d inamik sentrifugal, bentuk dari sudu-sudu impeller

menentukan hubungan antara aliran udara dan tekanan (atau head) yang dibangkitkan.

10

a) Kompresor Positive Displacement

Kompresor ini tersedia dalam dua jenis: reciprocating dan putar/ rotary.

Kompresor reciprocating

Di dalam industri, kompresor reciprocating paling banyak digunakan untuk

mengkompresi baik udara maupun refrigerant. Prinsip kerjanya seperti pompa sepeda dengan

karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan pengeluaran

tertentu. Juga, kapasitas kompresor proporsional langsung terhadap kecepatan. Keluarannya,

seperti denyutan.

11

Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi; terdapat empat jenis

yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertical, horizontal balance-opposed, dan

tandem. Jenis kompresor reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150

cfm. Kompresor horisontal balance opposed digunakan pada kapasitas antara 200 – 5000 cfm

untuk desain multitahap dan sampai 10,000 cfm untuk desain satu tahap (Dewan

Produktivitas Nasional, 1993).

Kompresor udara reciprocating biasanya merupakan aksi tunggal dimana penekanan

dilakukan hanya menggunakan satu sisi dari piston. Kompresor yang bekerja menggunakan

dua sisi piston disebut sebagai aksi ganda.

Sebuah kompresor dianggap sebagai kompresor satu tahap jika keseluruhan

penekanan dilakukan menggunakan satu silinder atau beberapa silinder yang parallel.

Beberapa penerapan dilakukan pada kondisi kompresi satu tahap. Rasio kompresi yang

terlalu besar (tekanan keluar absolut/tekanan masuk absolut) dapat menyebabkan suhu

pengeluaran yang berlebihan atau masalah desain lainnya. Mesin dua tahap yang digunakan

untuk tekanan tinggi biasanya mempunyai suhu pengeluaran yang lebih rendah (140 to

160oC),sedangkan pada mesin satu tahap suhu lebih tinggi (205 to 240oC).

Untuk keperluan praktis sebagian besar plant kompresor udara reciprocating diatas 100

horsepower/ Hp merupakan unit multi tahap dimana dua atau lebih tahap kompresor

dikelompokkan secara seri. Udara biasanya didinginkan diantara masing-masing tahap untuk

menurunkan suhu dan volum sebelum memasuki tahap berikutnya (Dewan Produktivitas

Nasional,1993).

12

Kompresor udara reciprocating tersedia untuk jenis pendingin udara maupun

pendingin air menggunakan pelumasan maupun tanpa pelumasan, mungkin dalam bentuk

paket, dengan berbagai pilihan kisaran tekanan dan kapasitas.

Kompresor Putar/ Rotary

Kompresor rotary mempunyai rotor dalam satu tempat dengan piston dan memberikan

pengeluaran kontinyu bebas denyutan. Kompresor beroperasi pada kecepatan tinggi dan

umumnya menghasilkan hasil keluaran yang lebih tinggi dibandingkan kompresor

reciprocating. Biaya investasinya rendah, bentuknya kompak, ringan dan mudah

perawatannya, sehingga kompresor ini sangat popular di industri. Biasanya digunakan dengan

ukuran 30 sampai 200 hp atau 22 sampai 150 kW.

Jenis dari kompresor putar adalah:

Kompresor lobe (roots blower)

Kompresor ulir (ulir putar helical-lobe, dimana rotor putar jantan dan betina bergerak

berlawanan arah dan menangkap udara sambil mengkompresi dan bergerak kedepan

(lihat Gambar 7)

Jenis baling-baling putar/ baling-baling luncur, ring cairan dan jenis gulungan.

13

Kompresor ulir putar menggunakan pendingin air. Jika pendinginan sudah dilakukan pada

bagian dalam kompresor, tidak akan terjadi suhu operasi yang ekstrim pada bagian-bagian

yang bekerja. Kompresor putar merupakan kompresor kontinyu, dengan paket yang sudah

termasuk pendingin udara atau pendingin air.

Karena desainnya yang sederhana dan hanya sedikit bagian-bagian yang bekerja,

kompresor udara ulir putar mudah perawatannya, mudah operasinya dan fleksibel dalam

pemasangannya. Kompresor udara putar dapat dipasa ng pada permukaan apapun yang dapat

menyangga berat Statiknya.

b.) Kompresor Positive Displacement

Kompresor udara sentrifugal (lihat Gambar 8) merupakan kompresor dinamis, yang

tergantung pada transfer energi dari impeller berputar ke udara. Rotor melakukan pekerjaan

ini dengan mengubah momen dan tekanan udara. Momen ini dirubah menjadi tekanan

tertentu dengan penurunan udara secara perlahan dalam difuser statis. Kompresor udara

sentrifugal adalah kompresor yang dirancang bebas minyak pelumas. Gir yang dilumasi

minyak pelumas terletak terpisah dari udara dengan pemisah yang menggunakan sil pada

poros dan ventilasi atmosferis. Sentrifugal merupakan kompresor yang bekerja kontinyu,

dengan sedikit bagian yang bergerak; lebih sesuai digunakan pada volum yang besar dimana

dibutuhkan bebas minyak pada udaranya.

Kompresor udara sentrifugal menggunakan pendingin air dan dapat berbentuk paket.;

khususnya paket yang termasuk after-cooler dan semua control. Kompresor ini dikenal

14

berbeda karakteristiknya jika dibandingkan dengan mesin reciprocating. Perubahan kecil

pada rasio kompresi menghasilkan perubahan besar pada hasil kompresi dan efisiensinya.

Mesin sentrifugal lebih sesuai diterapkan untuk kapasitas besar diatas 12,000 cfm.

Beberapa kriteria seleksi untuk berbagai jenis kompresor terlihat pada tabel dibawah ini.

BAB III

PENUTUP

15

3.1 Kesimpulan

Dari penulisan makalah ini, dapat disimpulkan bahwa :

- Udara pabrik adalah udara bertekanan yang digunakan untuk berbagai keperluan di

pabrik. Sedangkan Udara instrument merupakan udara bertekanan yang dikeringkan

atau dihilangkan kandungan airnya.

- Kompresor udara dipilih atas dasar pemakaian jumlah udara dan biasanya dalam

satuan standard cubic feet per minute (scfm) atau cubic meter per minute (m3/min).

Unit kompresor tersebut bisa berupa tipe reciprocal atau rotari, tunggal atau

multistage, dan biasanya digerakkan oleh motor listrik, turbin gas atau mesin disel.

- Sistim udara tekan terdiri dari bagian pemasokan, yang terdiri dari kompesor dan

perlakuan udara, dan bagian permintaan, yang terdiri dari sistim distribusi &

penyimpanan dan peralatan pemakai akhir.

- Listrik digunakan untuk menggerakkan beberapa alat misalnya, dibutuhkan motor

listrik. Dan motor-motor listrik yang dipakai pada berbagai alat semuanya

membutuhkan listrik sebagai tenaga penggerak. Selain untuk menggerakkan motor,

listrik di industri juga dibutuhkan untuk pemanasan tanur dan proses elektrokimia.

Daftar Pustaka

Tim. 2011. Modul Utilitas. Palembang : Polsri.

16

http://abdi-tunggal.blogspot.com/2011/02/air-instrument-system.html

http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/195912311985031-

JAJA_KUSTIJA/MEKATRONIKA_MODUL_11.pdf

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/utilitas-pabrik/sistem-utilitas-udara-

tekan/

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/utilitas-pabrik/unit-penyediaan-

listrik/

http://hydraulic-pneumatic.blogspot.com/2010/07/penggunaan-udara-bertekanan-

pneumatic.html

http://kakap.wordpress.com/2011/03/31/udara-tekan-dan-penggunaannya/

Lampiran

Pertanyaan

17

1. Pertanyaan Richki Agus Satryan

Bagaimana prinsip kerja kompresor positive displacement dan dinamik ?

Jawab :

- Pada jenis positive-displacement, sejumlah udara atau gas di- trap dalam ruang

kompresi dan volumnya secara mekanik menurun, menyebabkan peningkatan tekanan

tertentu kemudian dialirkan keluar. Pada kecepatan konstan, aliran udara tetap

konstan dengan variasi pada tekanan pengeluaran. Kompresor ini terbagi menjadi 2,

yaitu : reciprocating dan rotari. Prinsip kerja kompresor reciprocating seperti pompa

sepeda dengan karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran

tekanan pengeluaran tertentu. Juga, kapasitas kompresor proporsional langsung

terhadap kecepatan. Keluarannya, seperti denyutan. Sedangkan Kompresor rotary

mempunyai rotor dalam satu tempat dengan piston dan memberikan pengeluaran

kontinyu bebas denyutan. Kompresor beroperasi pada kecepatan tinggi dan umumnya

menghasilkan hasil keluaran yang lebih tinggi dibandingkan kompresor reciprocating.

- Sedangkan kompresor dinamik dinamik memberikan enegi kecepatan untuk aliran

udara atau gas yang kontinyu menggunakan impeller yang berputar pada kecepatan

yang sangat tinggi. Energi kecepatan berubah menjadi energi tekanan karena

pengaruh impeller dan volute pengeluaran atau diffusers. Pada kompresor jenis d

inamik sentrifugal, bentuk dari sudu-sudu impeller menentukan hubungan antara

aliran udara dan tekanan (atau head) yang dibangkitkan. Kompresor udara sentrifugal

(lihat Gambar 8) merupakan kompresor dinamis, yang tergantung pada transfer energi

dari impeller berputar ke udara. Rotor melakukan pekerjaan ini dengan mengubah

momen dan tekanan udara. Momen ini dirubah menjadi tekanan tertentu dengan

penurunan udara secara perlahan dalam difuser statis. Sentrifugal merupakan

kompresor yang bekerja kontinyu, dengan sedikit bagian yang bergerak; lebih sesuai

digunakan pada volum yang besar dimana dibutuhkan bebas minyak pada udaranya.

2. Pertanyaan Lia Windiyati

Sumber udara pabrik dan instrument di PT Pusri berasal dari kompresor udara proses di Ammonia Plant. Bagaimana dengan industri lain darimanakah sumber udara tersebut ?

Jawab :

18

Udara pabrik dan instrument merupakan udara bertekanan yang digunakan untuk berbagai keperluan di industri. Dalam keadaan normal, sumber udara pabrik dan udara instrument berasal dari plant atau unit kompressor udara. Jadi di industri manapun sumber utama udara adalah dari kompresor. Begitu juga dengan PT Pusri, walaupun udara pabrik dan instrument berasal dari amonia plant, akan tetapi sumber utama udara tetap diperoleh dari kompresor.

3. Pertanyaan Ika Utami

Jelaskan perbedaan antara udara pabrik dan udara instrument ?

Serta jelaskan tipe udara instrument yang digunakan di industri ?

Jawab :

Udara pabrik adalah udara bertekanan yang digunakan untuk berbagai keperluan di pabrik. Sedangkan udara intrument adalah udara bertekanan yang dikeringkan atau dihilangkan kandungan airnya.

Tipe udara instrument :

- Instrument Kompresor Udara

Kompresor udara dipilih atas dasar pemakaian jumlah udara dan biasanya dalam

satuan standard cubic feet per minute (scfm) atau cubic meter per minute (m3/min).

Unit kompresor tersebut bisa berupa tipe reciprocal atau rotari, tunggal atau

multistage, dan biasanya digerakkan oleh motor listrik, turbin gas atau mesin disel.

- Penyaring dan Pengering Udara

Udara tekan yang baru saja keluar dari kompresor biasanya relatip basah, dan

mengandung kotoran-kotoran dan minyak-minyak sisa dari kompresornya sendiri.

Karena udara tersebut harus bersih dan kering, maka perlu menghilangkan kandungan

air dan kotoran-kotoran tersebut dengan menggunakan alat penyaring dan pengering

udara.

- Pipa Distribusi dan Pressure Safety Valve

Pipa utama yang digunakan untuk mengirim udara instrumen keseluruh plan biasanya

mempunyai diameter 50,8 mm (2 inch) skedul 40 dengan bahan dari carbon steel.

Pipa cabang catu udara yang menghubungkan header isntrumen individu biasanya

berdiameter 25,4 mm ( 1 inch) dengan bahan dari pipa galvanis. Pressure safety valve

berfungsi untuk membuang tekanan lebih.

- Tekanan Catu Udara

Stasiun penurun tekanan dalam aplikasinya adalah sebuah pengatur tekanan dengan

19

berbagai ukuran dan tipe. Stasiun penurun tekanan berfungsi menurunkan tekanan

udara dari 700 kPa (102 psi) menjadi level yang dapat digunakan yaitu 140 kPa (20

psi).

- Koneksi Instrumen

Tubing catu udara dari pipa valve menuju ke regulator ukuran minimum harus 9,5

mm (3/8 inch) dengan bahan tubing berasal dari pvc jacketed cooper, plated carbon

steel atau stainless steel untuk menghindari tekanan drop yang berarti, terutama untuk

control valve.

4. Pertanyaan OktarianaKompresor apa yang digunakan pada udara pabrik, udara instrument dan udara bertekanan? Mengapa ? serta berikan spesifikasi kompresor tersebut ?

Jawab :

Di dalam industri, kompresor reciprocating paling banyak digunakan untuk mengkompresi baik udara maupun refrigerant. Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi; terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertical, horizontal balance-opposed, dan tandem. Jenis kompresor reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150 cfm. Kompresor horisontal balance opposed digunakan pada kapasitas antara 200 – 5000 cfm untuk desain multitahap dan sampai 10,000 cfm untuk desain satu tahap. Untuk keperluan praktis sebagian besar plant kompresor udara reciprocating diatas 100 horsepower/ Hp merupakan unit multi tahap dimana dua atau lebih tahap kompresor dikelompokkan secara seri. Udara biasanya didinginkan diantara masing-masing tahap untuk menurunkan suhu dan volum sebelum memasuki tahap berikutnya.

5. Pertanyaan Fitri Kortina

Sebutkan dan jelaskan penggunaan udara pabrik dan instrument ?

Jawab :

Penggunaan udara pabrik :

f. Udara purging

g. Mesin pengantongan pupuk

h. Udara pembersih area

i. Pengadukan

j. Peralatan lain seperti snapper,dll

Penggunaan udara instrument :

20

Menggerakkan peralatan instrumentasi (pneumatic) seperti control valve, transmitter,

dan lain-lain.

6. Pertanyaan Marliana Atmi Rahayu

Adakah perbedaan kompresor yang digunakan untuk udara kering dan basah ?

Jawab :

Udara kering dan udara basah ini berkaitan erat dengan udara pabrik dan udara instrument. Dimana udara pabrik merupakan udara bertekanan yang diambil dari udara terbuka yang bertekanan digunakan untuk berbagai kegiatan industri, sehingga dengan kata lain udara pabrik juga merupakan udara basah. Sedangkan udara instrument merupakan udara bertekanan yang dikeringkan untuk menghilangkan kadar airnya, sehingga dapat dikatakan bahwa udara instrument merupakan udara kering. Jadi menurut kami penggunaan yang paling banyak digunakan adalah jenis reciprocating.

7. Pertanyaan Yulia Eka Windra Sari

Apakah udara pabrik, instrument dan udara tekan memerlukan penyaring dan pengering udara ? Apa maksud dari air dan minyak tersaring pada filter ini? Serta jelaskan asal minyak ?

Jawab :

Ya, karena udara yang digunakan masih dalam keadaan tercemar oleh kotoran-kotoran dan partikel air. Hal ini akan sangat mengganggu kerja kompresor. Bahkan akan dapat merusak kompresor. Pengotor atau pencemar udara dalam bentuk butiran-butiran dari karat besi karena minyak pelumas yang berlebihan serta kelembaban udara, sehingga diperlukan proses penyaringan dan pengeringan terlebih dahulu sebelum udara digunakan.

8. Pertanyaan Rendi Ramadhana

Jelaskan apa yang mempengaruhi nilai FAD ?

Jawab :

Debit aliran yang sebenarnya, bukan merupakan nilai volum aliran yang tercantum pada alat, yang disebut juga pengiriman udara bebas (free air delivery/fad) yaitu udara pada kondisi atmosfir tertentu. Fad dipengaruhi oleh ketinggian, barometer, suhu dan waktu. Pengaruh ketinggian akan mengurangi nilai FAD nya.

Tugas

9. Sebutkan syarat-syarat udara instrument yang akan digunakan di industri ?

21

Jawab :

• Mengandung kandungan air maksimum yang diijinkan agar instrumen tersebut berfungsi secara memuaskan. 

• Ukuran partikel yang terperangkap maksimum sehingga terhindar adanya penyumbatan, terhindar dari goresan dan erosi pada jalur jalannya udara dan orifice-orifice yang ada disebelah dalam instrumen-intrumen yang digunakan tersebut.

• Mengandung kandungan minyak maksimum yang diijinkan untuk menghindari malfungsi yang disebabkan adanya penyumbatan dan goresan-goresan pada komponen-komponen tersebut.

10. Filter jenis apa yang digunakan pada penyaringan udara? Jelaskan alasannya !

Pengering udara ada beberapa tipe, umumnya pengering regenerasi. Dua menara perlu diisi dengan partikel pengadsorbsi (seperti alumina aktif). Pengering yang satu dalam kondisi on-line, sedang pengering yang lain dalam kondisi off-line diregenerasi dengan udara panas. Siklus regenerasi biasanya dikontrol dengan sistem sekuensi waktu otomatis. Secara normal pengering biasanya dihubungkan dengan pre-filter (untuk menghilangkan partikel-partikel kotoran, butiran-butiran kecil air dan minyak sebelum ia masuk ke pengering) dan after-filter (untuk mencegah zat-zat pengering yang pecah masuk ke header udara). Penyaring udara biasanya juga dipasang pada header pencatu udara instrumen, dan untuk mengatur catu udara ke instrumen-instrumen yang ada dilapangan.Filter atau penyaring berfungsi untuk menghilangkan partikel-partikel kotoran dan kerak-kerak, dan juga untuk memperangkap air dan minyak. Dalam beberapa hal ada gabungan antara filter dan regulator yang dapat digunakan sebagai catu udara langsung pada transmiter atau valve tunggal.

22