PENGENDALIAN PROSES

Tujuan

Mata Kuliah Pengendalian proses bertujuan untuk memberikan konsep, prinsip, dan teknik pengendalian serta menerapkannya dalam proses-proses industri kimia.

Silabus• Pendahuluan a. Pengertian pengendalian proses b. Contoh aplikasi pengendalian proses dalam bidang

Teknik Kimia

• Aspek Desain Sistem Pengendalian Proses

a. Klasifikasi variabel dalam proses kimia b. Elemen desain sistem pengendalian c. Aspek pengendalian pabrik kimia

• Elemen perangkat keras sistem pengendalian proses

• Pemodelan matematis proses pengendalian

• Transformasi Laplace a. Definisi Transformasi b. Transformasi fungsi-fungsi sederhana c. Penyelesaian persaman diferensial

Pengendalian Proses?

Suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan dalam pengoperasiannya. Beberapa persyaratan tersebut adalah:

• Keselamatan - tekanan, suhu, konsentrasi harus dalam batas

yang aman

• Spesifikasi produk - biodisel harus memiliki viskositas <6 cSt,

kadar gliserol < 0.2%

• Regulasi lingkungan - Jumlah buangan SO2

- BOD dan COD air limbah

• Batasan operasional ( operational constrain)

- tanki tidak boleh over flow atau kering - suhu katalis tidak boleh terlalu tinggi

• Ekonomi - biaya operasi minimum - keuntungan maksimum

Kebutuhan/persyaratan

• Mengatasi pengaruh gangguan luar

•Menjaga stabilitas proses

•Optimalisasi kinerja proses

Monitoring

Sistem kontrol

Mengatasi gangguan luar

Fi, Ti

F, T

Steam, F st

Proses yang ingin dikendalikan:• Suhu aliran keluar tetap Ts

• Volum cairan dalam tangki tetap Vs

Gangguan yang mungkin terjadi:• Suhu aliran masuk berubah• kecepatan aliran masuk berubah

Skema sistem kendali prosesFi, Ti

F, T

Steam, F st

Termokopel

Set point

Ts

Controller

T

є

Setpoint, hs

Fi, Ti

F, T

Steam, F st

Level meter

Controller

є

h

Mengatur volume tanki

Pengaruh gangguan luar seperti contoh sebelumnya dapat menggangu kestabilan proses.

Sistem Stabil

x

t

Sistem tak stabil

y

t

Menjaga stabilitas proses

Fi, Ti. CAi

F, T, CACoolant, Fc, Tc

Coolant, Fc, Tc o

Reaksi A → B berlangsung dalam CSTR. Reaksi bersifat eksotermis sehingga dialirkan air pendingin untuk memindahkan panas. Reaksi iinginkan berlangsung pada suhu T agar sistem stabil

OPTIMASI PROSES UNTUK MENDAPATKAN PROFIT MAKSIMUM

Reaksi A → B merupakan reaksi endotermis sehingga diperlukan panas yang disuplai oleh steam. Keuntungan yang diperoleh dinyatakan dengan persamaan berikut:

)argargarg( AahsteamahBaHP

• Jika Q steam besar, maka yield B akan besar, tetapi harga steam akan mahal

•Jika Q steam kecil, harga steam murah, tapi yield B kecil

Untuk itu Q steam perlu dikendalikan agar memberikan profit yang optimum.

t

Q

Definisi istilah • Proses: alat dengan batas sistem di mana

terdapat aliran massa dan panas yang melalui sistem, misal pompa, tanki. Dll

• Gangguan/disturbance: perubahan yang terjadi pada proses, misal suhu aliran naik atau turun

• Variabel kendali /controlled variable: variabel proses yang ingin dikendalikan, misalnya suhu proses, tinggi fluida dalam tanki

• Set point: nilai/ kondisi variabel kendali yang ingin dicapai

• Variabel yang dimanipulasi : kondisi proses yang bisa diatur agar variabel kendali bisa berubah. Misal kecepatan aliran

• Elemen kendali : alat yang mengatur variabel yang dimanipulasi, misal kran,

• Sensor : alat ukur, misal termokopel