membaca diagram alir proses industri

MEMBACA DIAGRAM ALIR PROSES

INDUSTRI

Yohanes Otto Maryoto, ST

6 LANGKAH PERANCANGAN PROSES (PABRIK) KIMIA

DIAGRAM ALIR (FLOW SHEET) PROSES KIMIA

Adalah gambar yang ringkas dan tepat yang menampilkan dalam jumlah besar informasi teknik tentang proses kimia

Merupakan bahasa yang digunakan oleh insinyur /operator proses kimia

Anda harus lancar dalam menterjemahkan dari kata-kata ke diagram alir (flow sheet) dan sebaliknya

TIPE UTAMA FLOW SHEET PROSES KIMIA

DIAGRAM ALIR INPUT-OUTPUT

Satu kotak mewakili semua operasi fisika dan kimia dalam proses

Garis dengan panah mewakili bahan bergerak masuk dan keluar proses

Bahan baku (raw material) masuk dari sebelah kiri Produk keluar dari kanan Laju alir (kuantitas) produk dan bahan baku bisa

ditampilkan

ProsesBahan Baku Produk

Proses pembuatan Amonia

350 ton CH4/hari

795 ton H2O/hari

825 ton N2/hari

1000 ton NH3/hari

970 ton CO2/hari

Diagram Alir Input-output pembuatan Amonia

Pertanyaan yang bisa dikembangkan:•Apa sumber Nitrogen?•Haruskah kita gunakan udara?•Jika ya, bagaimana dengan oksigen?

DIAGRAM ALIR BLOK (KOTAK)

Merupakan langkah berikutnya yang lebih kompleks dan detail

Mempunyai beberapa fitur:proses

kimia direpresentasikan sebagai kelompok blok (kotak) terhubung atau disebut Satuan Proses

Setiap satuan proses menggambarkan fungsi proses secara spesifik, dimana bahan mengalami perubahan fisika dan/atau kimia

Garis dengan panah menghubungkan kotak dan menggambarkan aliran proses: input dan output

Bahan baku masuk di sebelah kiriProduk keluar di sebelah kananJumlah atau laju alir input dan output

bisa ditampilkan, langsung dalam diagram atau dalam tabel yang menyertai

Hanya ada 4 macam satuan proses dalam Diagram Alir Blok:

1. Mixer

Mixer

Mentega

C12H22O11

(sukrosa)

Telur

TepungGaram

NaHCO3

Chocolate chip

Adonan chocolate chip cookies mentah

2. Reaktor

Reaktor (oven)

Chocolate chip cookies matang

3. Splitter

4 kg kue75% chocolate chip cookies25% peanut butter cookies

Splitter



Adonan chocolate chip cookies mentah

4. Separator


Separator



Satuan Proses dikategorikan berdasarkan fungsinya

Satuan Proses secara sederhana menunjukkan “tugas” penting yang dibutuhkan untuk mengubah bahan baku menjadi produk yang diinginkan

Mengabaikan apa yang terjadi di dalam Satuan Proses dan tidak menjelaskan bagaimana terpenuhinya fungsi Satuan Proses tersebut

Satu proses mungkin membutuhkan beberapa peralatan atau satu peralatan memenuhi beberapa fungsi

Mixer : mengkombinasikan 2 atau lebih input menjadi output tunggal

Reaktor : Arus input mengandung reaktan Terjadi 1 atau lebih reaksi kimia

Splitter : memisahkan input tunggal ke dalam 2 atau lebih output. Jika input

merupakan campuran 2 atau lebih komponen, semua arus output

mempunyai komposisi yang sama

Separator : 1 arus input dipisahkan menjadi 2 atau lebih output. Output mempunyai

komposisi yang berbeda terhadap input dan output yang lain. Perubahan

komposisi terjadi secara fisika dan tidak terjadi reaksi kimia

MixerReakto

rMixer

Reaktor

Reaktor

Separator MixerReakto

rSeparator Separator

Gas Alam

Steam

Udara

H2O2N2CH4COH2O

H2N2CO2H2O

CO2

H2N2

H2N2NH3

H2N2

AmoniaAir

Diagram Alir Blok yang disederhanakan untuk pembuatan amonia dari gas alam

Diagram alir blok berguna untuk menunjukkan satuan proses utama dan bahan mengalir antara satuan proses, tetapi bukan gambar nyata proses kimia sesuai fungsinya

Process Flow Diagram (PFD) lanjutan dari diagram alir blok yang lebih kompleks dan lebih banyak informasinya

FITUR-FITUR PADA PFD

Proses kimia ditampilkan sebagai kelompok peralatan proses yang terhubung

Semua peralatan proses utama digambar secara representatif. Tipe reaktor dan metode pemisahan juga dipilih

Terdapat peralatan yang digunakan untuk memindahkan /mengalirkan bahan (seperti pompa, kompresor, konveyor) dan untuk memanaskan atau mendinginkan bahan (seperti penukar panas, furnace)

Setiap peralatan proses ditandai dengan nomor dan nama

Ditampilkan Utilitas utama (steam, cooling water, dsb)

Garis dengan panah menghubungkan setiap peralatan proses dan menunjukkan input dan output

Aliran proses diberi nomor

Bahan masuk dari sebelah kiri dan keluar dari sebelah kanan

Umumnya, aliran gas di atas, cairan di tengah dan padatan di bawah

Laju alir atau kuantitas, komposisi, temperatur, tekanan dan/atau fase aliran ditampilkan, biasanya dalam sebuah tabel yang menyertai

Simbol Peralatan

MODE (CARA) OPERASI PROSES

Proses Batch

•Semua aliran input, masuk satuan proses satu kali, dan pada waktu kemudian semua aliran output dikeluarkan dari satuan proses satu kali juga •Jumlah aliran input dan output dinyatakan dalam massa atau mol

Proses Aliran Kontinyu

•Aliran input secara kontinyu mengalir ke dalam satuan proses dan aliran output secara kontinyu keluar dari satuan proses•Jumlah aliran input dan output dinyatakan dalam laju alir massa atau laju alir molar

Proses Semi Batch

Merupakan kombinasi dari proses batch dan kontinue, misalnya semua aliran input dimasukkan satu kali dan aliran output dikeluarkan secara kontinyu

Proses Steady State

Proses yang tidak tergantung waktu, variabel proses tidak berubah terhadap waktu

Proses Transient /Unsteady state

Satu atau lebih variabel proses berubah terhadap waktu

CATATAN-CATATAN

Semua satuan proses (mixer, reaktor, splitter, separator) dapat dioperasikan secara batch, kontinyu atau semibatch

Proses batch, biasanya digunakan dalam indutri farmasi, polimer khusus dan produk perawatan pribadi (kosmetik)

Proses batch, kapasitas produksi tahunannya rendah (50 – 500 ton/th atau lebih kecil)

Proses batch, peralatan dapat digunakan beberepa kali untuk produk yang berbeda

Proses aliran kontinyu biasanya untuk industri dengan kapasitas produksi besar (1000 – 5000 ton/th atau lebih untuk setiap pabrik), seperti industri minyak, industri kimia

Proses aliran kontinyu, peralatan digunakan untuk satu tujuan khusus dan beroperasi 24 jam/hari, 7 hari/minggu

Proses batch dan semibatch secara alami adalah unsteady state

Proses aliran kontinyu hampir selalu beroperasi dalam kondisi steady state kecuali selama start-up dan shutdown

Kualitas produk lebih konsisten dan biaya operasional secara umum lebih rendah dengan kondisi steady state

Semua jenis diagram alir (flowsheet) – diagram alir input-output, blok dan PFD – dapat digunakan baik untuk operasi batch, semibatch, kontinyu, steady state atau unsteady state

Untuk semua proses, komponen A dan B dicampur dan bereaksi menjadi C

08.00

09.00

10.00

11.00

A

BC

Operasi Batch

08.00

09.00

10.00

11.00

Operasi Kontinue Steady State

A

BC

A

BC

A

BC

A

BC

08.00

09.00

10.00

11.00

A BC

Operasi Semibatch

B

membaca diagram alir proses industri

Documents