BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Etilen Diklorida EDC atau 1,2-dichloroethan di masa lalu populer dengan sebutan Dutch Oil demi menghormati ilmuwan-ilmuwan Belanda yang pertama kali berhasil mensintesa zat tersebut dari gas etilen dan gas klorin di akhir abad ke-18. Dewasa ini EDC terutama digunakan untuk memproduksi Monomer Vinil Klorida (VCM), yang merupakan bahan baku utama pembuatan Polivinil Klorida (PVC). EDC juga digunakan sebagai zat-antara (intermediasi) dalam proses pembuatan berbagai zat-zat organic, disamping juga digunakan sebagai zat pelarut (solven). Etilen merupakan bahan baku yang digunakan dalam hampir semua proses produksi vinil klorida di dunia saat ini. Proses produksi vinil klorida yang dipraktekkan secara komersial saat ini merupakan kombinasi seimbang dari dua jenis proses untuk menghasilkan EDC yang merupakan produk-antara (intermediasi) dalam proses produksi vinil klorida. Kedua proses tersebut dinamakan Direct Chlorination (DC) dan Oxy-Chlorination (OC). Dalam proses Direct Chlorination (DC), etilen (CH2=CH2) di-klorinasi untuk menghasilkan EDC (CH2Cl-CH2Cl). CH2=CH2 + Cl2 → CH2Cl-CH2Cl………………………………………(2.1) EDC kemudian di-“cracking” (dipanaskan tanpa paparan oksigen) untuk menghasilkan vinil klorida (CH2=CHCl) dan asam klorida (HCl). CH2Cl-CH2Cl → CH2=CHCl + HCl…………………………………….(2.2)
6
7
Sementara itu dalam proses Oxy-Chlorination (OC), etilen (CH2=CH2), asam klorida (HCl) yang dihasilkan dari Reaksi (2) dan oksigen (O2) direaksikan untuk menghasilkan EDC (CH2Cl-CH2Cl). CH2=CH2 + Cl2 + ½ O2 → CH2Cl-CH2Cl + H2O………………………(2.3) Dengan menjumlahkan reaksi (1), (2) dan (3), didapat reaksi keseluruhan dari kombinasi proses Direct Chlorination dan Oxy-Chlorination: 2 CH2=CH2 + Cl2 + ½ O2 → 2 CH2=CHCl + H2O……………………..(2.4)
Gambar 2.1 Proses Pembentukan EDC
Masa jenis Etilen Diklorida lebih besar bila dibandingkan dengan massa jenis air, maka antara kedua cairan ini tidak dapat bercampur. Massa jenis Etilen Diklorida adalah 1.2 g/cm3, sedangkan air hanya 1 g/cm3. Etilen Diklorida mempunyai sifat yang mudah menguap dan mudah terbakar.
8
2.2 Fluida Fluida atau zat cair (termasuk uap air dan gas) dibedakan dari benda padat karena kemampuannya untuk mengalir. Fluida lebih mudah mengalir karena ikatan molekul dalam fluida jauh lebih kecil dari ikatan molekul dalam zat padat, akibatnya fluida mempunyai hambatan yang relatif kecil pada perubahan bentuk karena gesekan. Zat padat mempertahankan suatu bentuk dan ukuran yang tetap, sekalipun suatu gaya yang besar diberikan pada zat padat tersebut, zat padat tidak mudah berubah bentuk maupun volumenya, sedangkan zat cair dan gas, zat cair tidak mempertahankan bentuk yang tetap, zat cair mengikuti bentuk wadahnya dan volumenya dapat diubah hanya jika diberikan padanya gaya yang sangat besar dan gas tidak mempunyai bentuk dan maupun volume yang tetap,gas akan berkembang mengisi seluruh wadah. Karena fase cair dan gas tidak mempertahankan suatu bentuk yang tetap, keduanya mempunyai kemampuan untuk mengalir. Dengan demikian kedua – duanya sering secara kolektif disebut sebagai fluida.
2.2.1 Sifat Dasar Fluida Cairan dan gas disebut fluida, sebab zat cair tersebut dapat mengalir. Untuk mengerti aliran fluida maka harus mengetahui beberapa sifat dasar fluida. Adapun sifat – sifat dasar fluida yaitu; kerapatan (density), berat jenis (specific gravity), tekanan (pressure), kekentalan (viscosity).
9
1) Kerapatan (density) Kerapatan atau density dinyatakan dengan ρ (ρ adalah huruf kecil Yunani yang dibaca “rho”), didefinisikan sebagai mass per satuan volume. =
kg
m
…………………………………………………………………(2.5)
dimana ρ = kerapatan (kg/m3) m = massa benda (kg) v = volume (m3) Kerapatan adalah suatu sifat karakteristik setiap bahan murni. Benda tersusun atas bahan murni, misalnya emas murni, yang dapat memiliki berbagai ukuran ataupun massa, tetapi kerapatannya akan sama untuk semuanya. Satuan SI (Standar Internasional) untuk kerapatan adalah kg/m3. Kadang kerapatan diberikan dalam g/cm3. Dengan catatan bahwa jika kg/m3 = 1000 g/(100 cm)3, kemudian kerapatan yang diberikan dalam g/cm3 harus dikalikan dengan 1000 untuk memberikan hasil dalam kg/m3. Dengan demikian kerapatan air adalah 1,00 g/cm3, akan sama dengan 1000 kg/m3.
2) Berat jenis (specific gravity) Berat jenis suatu bahan perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat dengan massa jenis air murni. Air murni bermassa jenis 1 g/cm³ atau 1000 kg/m³. Berat jenis tidak mempunyai satuan atau dimensi.
10
3) Tekanan Konsep tekanan sangat berguna terutama dalam berurusan dengan fluida. Sebuah fakta eksperimental menunjukkan bahwa fluida menggunakan tekanan ke semua arah. Hal ini sangat dikenal oleh para perenang dan juga penyelam yang secara langsung merasakan tekanan air pada seluruh bagian tubuhnya. Pada titik tertentu dalam fluida diam, tekanan sama untuk semua arah. Ini diilustrasikan dalam gambar 2.1. Bayangan fluida dalam sebuah kubus kecil sehingga kita dapat mengabaikan gaya gravitasi yang bekerja padanya. Tekanan pada suatu sisi harus sama dengan tekanan pada sisi yang berlawanan. Jika hal ini tidak benar, gaya netto yang bekerja pada kubus ini tidak akan sama dengan nol, dan kubus ini akan bergerak hingga tekanan yang bekerja menjadi sama.
Gambar 2.2 Arah Tekanan
4) Kekentalan/Kepekatan (viscosity) Kekentalan/Kepekatan (viscosity) dalam hal ini didefinisikan sebagai gesekan internal atau gesekan fluida terhadap wadah dimana fluida itu mengalir. Ini ada dalam cairan atau gas, dan pada dasarnya adalah gesekan antar lapisan fluida yang berdekatan ketika bergerak melintasi satu sama lain atau gesekan antara fluida dengan wadah tempat ia mengalir. Dalam cairan, kekentalan disebabkan oleh gaya kohesif antara molekul-molekulnya sedangkan gas, berasal tumbukan diantara molekul-
11
molekul tersebut. Kekentalan fluida yang berbeda dapat dinyatakan secara kuantatif dengan koefisien kekentalan, η yang didefinisikan dengan cara sebagai berikut, fluida diletakkan diantara dua lempengan datar. Salah satu lempengan diam dan yang lain dibuat bergerak. Fluida yang secara langsung bersinggungan dengan masing-masing lempengan ditarik pada permukaanya oleh gaya rekat diantara molekul-molekul cairan dengan kedua lempengan tersebut. Dengan demikian permukaan fluida sebelah atas bergerak dengan laju (v) yang seperti lempengan atas, sedangkan fluida yang bersinggungan dengan lempengan diam bertahan diam.
2.2.2 Aliran Dalam Tabung Jika fluida tidak mempunyai kekentalan, ia dapat mengalir melalui tabung atau pipa mendatar tanpa memerlukan gaya. Oleh karena itu adanya kekentalan, perbedaan tekanan antara kedua ujung tabung diperlukan untuk aliran mantap setiap fluida nyata, misalnya air atau minyak didalam pipa. Laju alir dalam tabung bulat bergantung pada kekentalan fluida, perbedaan tekanan, dan dimensi tabung. Seorang ilmuan Perancis J.L Poiseuille (1977-1869), yang tertarik pada fisika sirkulasi darah (yang menamakan “poise”), menentukan bagaimana variabel yang mempengaruhi laju aliran fluida yang tak dapat mampat yang menjalani aliran laminar dalam sebuah tabung silinder.
2.3 Transduser Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dari masa ke masa berkembang cepat terutama dibidang otomasi industri. Perkembangan ini tampak jelas di industri
12
pembuatan (Pabrikasi), dimana sebelumnya banyak pekerjaan menggunakan tangan manusia, kemudian beralih menggunakan mesin, berikutnya dengan electro-mechanic (semi otomatis) dan sekarang sudah menggunakan robotic (full automatic) seperti penggunaan Flexible Manufacturing Systems (FMS) dan Computerized Integrated Manufacture (CIM) dan sebagainya. Model apapun yang digunakan dalam sistem otomasi pemabrikan sangat tergantung kepada keandalan sistem kendali yang dipakai. Hasil penelitian menunjukan secanggih apapun sistem kendali yang dipakai akan sangat tergantung kepada sensor maupun transduser yang digunakan. Sensor dan transduser merupakan peralatan atau komponen yang mempunyai peranan penting dalam sebuah sistem pengaturan otomatis. Ketepatan dan kesesuaian dalam memilih sebuah sensor akan sangat menentukan kinerja dari sistem pengaturan secara otomatis. Besaran masukan pada kebanyakan sistem kendali adalah bukan besaran listrik, seperti besaran fisika, kimia, mekanis dan sebagainya. Untuk memakaikan besaran listrik pada sistem pengukuran, atau sistem manipulasi atau sistem pengontrolan, maka biasanya besaran yang bukan listrik diubah terlebih dahulu menjadi suatu sinyal listrik melalui sebuah alat yang disebut transduser Transduser berasal dari kata “traducere” dalam bahasa Latin yang berarti mengubah. Sehingga transduser dapat didefinisikan sebagai suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain. Bagian masukan dari transduser disebut sensor, karena bagian ini dapat mengindera suatu kuantitas fisik tertentu dan mengubahnya menjadi bentuk energi yang lain. Kita mengenal ada enam macam energi, yaitu : radiasi, mekanik, panas, listrik, dan kimia
13
Gambar 2.3 Aplikasi Sensor
Transduser adalah peralatan yang dapat mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Transduser dalam sistem instrumentasi elektronika terdapat 3 bagian yaitu : 1.
Masukan (Input Transduser)
2.
Pengolahan Pengubah penampilan besaran listrik (signal conditioning)
3.
Keluaran (Output Transduser)
William D.C, (1993), mengatakan transduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya”. Transmisi energi ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal (panas). Contoh; generator adalah transduser yang merubah energi mekanik menjadi energi listrik, motor adalah transduser yang merubah energi listrik menjadi energi mekanik, dan sebagainya.
14
William D.C, (1993), mengatakan alat ukur adalah sesuatu alat yang berfungsi memberikan batasan nilai atau harga tertentu dari gejala-gejala atau sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi. Contoh: voltmeter, ampermeter untuk sinyal listrik; tachometer, speedometer untuk kecepatan gerak mekanik, lux-meter untuk intensitas cahaya, dan sebagainya.
2.4 Sensor Infra Merah Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak.
Jika dilihat
dengan dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spektrum
elektromagnet
dengan panjang gelombang di atas panjang
gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa/dideteksi. Pada dasarnya komponen yang menghasilkan panas juga menghasilkan radiasi infra merah termasuk tubuh manusia maupun tubuh binatang. Cahaya infra merah, walaupun mempunyai panjang gelombang yang sangat panjang tetap tidak dapat menembus bahan-bahan yang tidak dapat melewatkan cahaya yang nampak sehingga cahaya infra merah tetap mempunyai karakteristik seperti halnya cahaya yang nampak oleh mata. Pada pembuatan komponen yang dikhususkan untuk penerima infra merah lubang untuk menerima cahaya (window) sudah dibuat khusus sehingga dapat mengurangi interferensi dari cahaya non-infra merah. Oleh sebab itu sensor infra merah yang baik biasanya jendelanya (pelapis yang terbuat dari silikon) berwarna
15
biru tua keungu-unguan. Sensor ini biasanya digunakan untuk aplikasi inrfa merah yang digunakan diluar rumah (outdoor). Sinar infra merah yang dipancarkan oleh pemancar infra merah tentunya mempunyai aturan tertentu agar data yang dipancarkan dapat diterima dengan baik di receiver. Oleh karena itu baik di transmitter infra merah maupun receiver infra merah harus mempunyai aturan yang sama dalam mentransmisikan (bagian transmitter) dan menerima sinyal tersebut kemudian mendekodekannya kembali menjadi data biner (bagian receiver).
2.4.1
Transmiter Infra Merah Infra merah dapat digunakan baik untuk memancarkan data maupun sinyal suara. Keduanya membutuhkan sinyal carrier untuk membawa sinyal data maupun sinyal suara tersebut hingga sampai pada receiver. Infra merah dibangkitkan dengan menggunakan tegangan DC 20 volt.
16
Gambar 2.4 Konverter Sinyal Suara Menjadi Frekuensi Untuk transmisi sinyal suara biasanya digunakan rangkaian voltage to frequency converter yang berfungsi untuk merubah tegangan sinyal suara menjadi frekuensi.
Dan jika sinyal ini
dimodulasikan sengan sinyal carrier maka akan menghasilkan suatu modulasi FM. Modulasi jenis ini lebih disukai karena paling kebal terhadap perubahan amplitudo sinyal apabila sinyal mengalami gangguan di udara. Untuk transmisi data biasanya sinyal ditransmisikan dalam bentuk pulsa-pulsa seperti telah dijelaskan di atas. Ketika sebuah tombol
ditekan
pada
remote
kontrol
unti
maka
IR
akan
mentransmitkan sebuah sinyal yang akan dideteksi sebagai urutan data biner
17
2.4.2
Receiver Infra Merah Komponen yang dapat menerima infra merah ini merupakan komponen yang peka cahaya yang dapat berupa dioda (photodioda) atau transistor (phototransistor). Komponen ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah, menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Komponen ini harus mampu mengumpulkan sinyal infra merah sebanyak mungkin sehingga pulsa-pulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik. Semakin besar intensitas infra merah yang diterima maka sinyal pulsa listrik yang dihasilkan akan baik jika sinyal infra merah yang diterima intensitasnya lemah maka infra merah tersebut harus mempunyai pengumpul cahaya (light collector) yang cukup baik dan sinyal pulsa yang dihasilkan oleh sensor infra merah ini harus dikuatkan. Pada prakteknya sinyal infra merah yang diterima intensitasnya sangat kecil sehingga perlu dikuatkan. Selain itu agar tidak terganggu oleh sinyal cahaya lain maka sinyal listrik yang dihasilkan oleh sensor infra merah harus difilter pada frekeunsi sinyal carrier yaitu pada 30KHz sampai 40KHz.
Selanjutnya baik photodioda maupun
phototransistor disebut sebagai photodetector. Dalam penerimaan infra merah, sinyal ini merupakan sinyal infra merah yang termodulasi.
Pemodulasian sinyal data dengan
18
sinyal carrier dengan frekuensi tertentu akan dapat memperjauh trasnmisi data sinyal infra. This image cannot currently be display ed.
Gambar 2.5 Respon Penerimaan Sensor Infra Merah
Komponen photodetector mempunyai karakteristik seperti komponen yang dinamakan ‘solar cell’, yang merubah energi cahaya menjadi energi listrik. Jika photo detector ini mendapat cahaya maka akan menghasilkan tegangan sekitar 0.5 volt dan arus yang dihasilkan tergantung dari intensitas cahaya yang masuk pada photo detector tersebut. Teknik ini biasa disebut sebagai ‘unbiased current sourcing’ atau ‘photovolataic mode’. Teknik ini jarang digunakan karena tidak efisien dan mempunyai respon yang lambat tehadap pulsa-pulsa cepat sinyal cahaya. Konfigurasi photo detector yang umum dipakai adalah teknik yang dikenal sebagai ‘reserved biased’ atau ‘photoconductive mode’. Pada mode reverse bias/bias terbalik, photo detector dibias dengan tegangan external mulai dari beberapa volt sampai sekitar 50 volt
19
(tergantung
karakteristik
photo
detector).
Jika
karakteristik
photodetector tidak diketahui maka bias tegangan dapat diberi 12V agar tidak merusak photodetector tersebut. Ketika photo detector ini mendapat cahaya, dalam hal ini cahaya infra merah maka terdapat arus bocor yang relatif kecil. Besarkecilnya arus bocor ini tergantung dari intensitas cahaya infra merah yang mengenai photodetector tersebut. Sebuah photodioda, biasanya mempunyai karakteristik yang lebih baik daripada phototransistor dalam responya terhadap cahaya infra merah. Biasanya photo dioda mempunyai respon 100 kali lebih cepat daripada phototransistor. Oleh sebab itulah para designer cenderung menggunakan photodioda daripada menggunakan phototransistor. Tetapi sebuah phototransistor tetap mempunyai keunggulan yaitu mempunyai kemampuan untuk menguatkan arus bocor menjadi ratusan kali jika dibandingkan dengan photodioda. Sebuah
photodioda
biasanya
dikemas
dengan
transparan yang juga berfungsi sebagai lensa fresnel.
plastik
Lensa ini
merupakan lensa cembung yang mempunyai sifat mengumpulkan cahaya. Lensa tersebut juga merupakan filter cahaya, lebih dikenal sebagai ‘optical filter’, yang hanya melewatkan cahaya infra merah saja.
Walaupun demikian cahaya yang nampakpun masih bisa
mengganggu kerjsa dari dioda infra merah karena tidak semua cahaya nampak bisa difilter dengan baik. Oleh karena itu sebuah penerima
20
infra merah harus mempunyai filter kedua yaitu rangkaian filter yang berfungsi untuk memfilter sinyal 30KHz sampai 40KHz saja. Faktor lain yang juga berpengaruh pada kemampuan penerima infra merah adalah active area dan respond time. Semakin besar area penerimaan suatu dioda infra merah maka semakin besar pula intensitas cahaya yang dikumpulkannya sehingga arus bocor yang diharapkan pada teknik ‘reserved bias’ semakin besar.
Selain itu
semakin besar area penerimaan maka sudut penerimaannya juga semakin besar. Kelemahan area penerimaan yang semakin besar ini adalah noise yang dihasilkan juga semakin besar pula. Begitu juga dengan respon terhadap frekuensi, semakin besar area penerimaannya maka respon frekuansinya turun dan sebaliknya jika area penerimaannya kecil maka respon terhadap sinyal frekuensi tinggi cukup baik. Respond time dari suatu dioda infra merah (penerima) mempunyai waktu respon yang biasanya dalam satuan nano detik. Respond time
ini mendefinisikan lama agar dioda penerima infra
merah merespon cahaya infra merah yang datang pada area penerima. Sebuah dioda penerima infra merah yang baik paling tidak mempunyai respond time sebesar 500 nano detik atau kurang. Jika respond time terlalu besar maka dioda infra merah ini tidak dapat merespon sinyal cahaya yang dimodulasi dengan sinyal carrier
21
frekuensi tinggi dengan baik. Hal ini akan mengakibatkan adanya data loss.
2.5 Flow Meter Flow meter merupakan instrumen guna mengukur aliran dari suatu fluida baik liquid, sludge maupun gas, baik bertemperatur rendah hingga temperatur tinggi. Dalam memilih flow meter harus disesuaikan dengan kondisi fluid dan fungsi flow meter itu sendiri. Karakteristik dari fluida yang diukur oleh flow meter sangat luas sekali mulai dari tingkat corosive fluida dimana untuk fluida yang tingkat keasamannya tinggi mungkin lebih cocok jika di guankan flow meter bahan dari PVC / non logam. Untuk fluida yang temperaturnya tinggi tentunya digunakan matrial lain. Begitu juga untuk tingkat kepekatan matrial fluida jenis flow meter harus disesuaikan. Jenis Flow meter yang beredar di pasaran cukup banyak dimana jenis flow meter ini disesuaikan dengan fungsi flow meter dan aplikasi flow meter di lapangan dan berdasarkan cara kerja flow meter dapat dibagi dalam beberapa jenis flow meter. Berikut ini adalah perhitungan ralat terhadap hasil pengukuran transduser :
=
(
−
…..
=
−
…………………………………………………………. 2.6
………………………………………..…………………...… 2.7
) ………………………………………………………...……………… 2.8
22
Ralat Mutlak = Ralat Nisbi =
∑(
(
)
)
………………………………………………............ 2.9 × 100
Keseksamaan = 100% − I 2.5.1
…………………………………………….. 2.10
…………………………………………..…....... 2.11
Portable Flow Meter Portble flow meter adalah flow meter yang dapat digunakan dimana saja sesuai dengan kebutuhan. Flow meter jenis ini ukuranyya kecil
sehingga
bisa
dipindah
sesuai
dengan
kebutuhan.
Pemasangannyapun relatif lebih mudah daripada flow meter jenis yang lain. Jenis flow meter ini juga banyak, ada yang khusus untuk udara, air, maupun cairan kimia. Flow meter ini banyak diminati karena disamping ukurannya yang kecil, mudah dalam pemasangan juga harganya lebih murah serta mudah dalam pengoprasiannya.
Gambar 2.6 Flow Meter Portable
23
2.5.2
Ultrasonic Flow meter Ultrasonic bisa diartikan banyak hal. Semenjak popular menjadi portable ultrasonic flow meter, para teknisi membayangkan bahwa
flow
meter
adalah
portable
ultrasonic
flow
meter.
Bagaimanapun juga, ultrasonic flow meter adalah sebuah alat yang diperluakan untuk mengukur kecepatan aliran, volume, aliran masa dari cairan atau gas dengan karakteristik bisa dibawah berpindahpindah. Pada ultrasonic flow meter transmisi dari gelombang yang melewati sensor secara tidak langsung berhubungan dengan fluida dinamakan non contact type.
Gambar 2.7 Flow Meter Ultrasonik
24
2.5.3
Glass Tube Flow Meter Type Galss tube flow meter banyak digunakan untuk aplikasi pemasangan dengan sistem vertikal dan beasaran flow rate bisa langsung di baca pada tabung kaca yang mana bahan dari kaca cukup baik yaitu Pyrex glass. Jenisi Galss tube flow meter ini banyak digunakan ketika installasi pipa cairan tidak mempunyai area horisontal yang memadai sehingga tidak terlalu membutuhkan area yang luas. Untuk aplikasinya Galss tube flow meter ini hanya maksimal pada temperature 120o C, sedangkan pressure maksimal pada jenis ini tidak terlalu tinggi hanya pada kisaran 10 bars, sedangkan untk aplikasi jenis galss tube flow meter ini hanya untuk jenis liquid dan gas. Sedangkan jika kita menginginkan untuk pressure yang lebih tinggi di kisaran hingga 60 bar bisa digunakan jenis metal tube flow meter.
Gambar 2.8 Glass Tube Flow Meter
25
2.5.4
Turbine Flow Meter Turbine Flow meter pada dasrnya menggunakan prinsip dari woltmann rotating vane meter, dimana didalam Flow meter terdapat vane yang akan berputar saat fluid mengalir kedalam flow meter sehingga cukup tepat digunakan untuk mengukur fluid yang flow nya rendah namun punya pressure yang sangat tinggi.
Gambar 2.9 Turbine Flow Meter
2.5.5
Orifice Flow Meter Flow meter jenis ini pada prinsip kerjanya menggunakan pressure difference dan bisa digunakan untuk high temperature maupun high pressure. Orifice flow meter disamping bisa digunakan untuk mengukur aliran liquid, gas juga bisa untuk diaplikasikan pada aliran Steam. Flow meter yang dibuat dari bahan UPVC, PE dan PP atau PTFE sangat cocok sekali untuk aplikasi aliran chemical yang corosive. Pada type orifice flow meter ini ada juga yang diaplikasikan
26
untuk cairan matrial yang berat / kental seperti cairan slude pada proses WWT atau mengukur gas yang mempunyai humadity yang tinggi.
Gambar 2.10 Orrifice Flow Meter 2.5.6
Rotameter Rotameter merupakan salah satu jenis flow meter yang banyak digunakan untuk aplikasi pemasangan dengan sistem vertikal dan beasaran flow rate bisa langsung di baca pada display yang berupa jarum penunjuk seperti jam dinding. Pergerakan jarum sesuai dengan besarnya flow yang mengalir. Yang menggerakkan jarum pada dasarnya adalah magnet yang bergerak naik turun karena aliran liquid. Pada jarum itu sendiri mengandung magnet, sehingga saling tarik menarik antara jarm dengan magnet yang ada didalam.
27
Gambar 2.11 Rotameter
2.5.7
Corriolis Mass Flow Meter Sebuah aliran massa meteran, juga dikenal sebagai flow meter inersia adalah sebuah perangkat yang mengukur laju aliran massa dari fluida mengalir melalui tabung. Laju aliran massa adalah massa dari fluida mengalir melewati suatu titik tetap per satuan waktu. Alat ukur aliran massa tidak mengukur volume per satuan waktu (misalnya, meter kubik per detik) yang melewati perangkat, melainkan mengukur massa per satuan waktu (misalnya, kilogram per detik) yang mengalir melalui perangkat. laju aliran volumetrik adalah massa laju aliran fluida dibagi dengan kerapatan . Jika kerapatan konstan, maka hubungan yang sederhana dapat terjadi, namun jika
28
cairan memiliki berbagai kepadatan, maka hubungan ini tidak sederhana. Kepadatan cairan dapat berubah dengan suhu, tekanan. Fluida dipompa melalui alat ukur aliran massa. Ketika ada aliran liquid mengalir mengikuti bentuk tabung yang membelok membentuk seperti lengan. Fluida harus dipompa karena letak sumbu rotasi jauh dari lengan, semantara fluida harus mampu keluar dari sumbu rotasi agar dapat dketahui berapa besar massa per satuan waktu yang terukur. Gambar 2.5 merupakan contoh dari Corriolis Mass Flow Meter
Gambar 2.12 Corriolis Mass Flow Meter
2.6 Filtrasi (Penyaringan) Filtrasi (penyaringan) adalah proses pemisahan partikel zat padat, cair atau gas dari fluida dengan jalan melewatkan fluida tersebut melalui suatu medium penyaring atau septum (septum), dimana zat yang ingin di saring itu terpisah. Istilah
29
medium penyaring dapat dikatakan juga sebagai medium berpori (filter cloth). Dalam operasi filtrasi, partikel-partikel padatan tersuspensi dalam cairan atau gas dihilangkan secara fisika atau mekanis dengan cara melewatkannya melalui medium penyaringan tersebut. Di dalam campuran zat cair, partikel-partikel padat tersuspensi dapat berupa partikel yang sangat halus, partikel tegar (rigid) atau plastis, berbentuk bulat atau beragam dan partikel agregat atau individual (diskrit). Filter medium (medium penyaring) adalah bahan padat berpori yang berfungsi menahan partikel-partikel padatan berukuran lebih besar dan meloloskan partikel padat berukuran lebih kecil dari diameter porinya bersama-sama dengan cairan. Beberapa filter medium yang sering digunakan antara lain seperti nilon, dacron cloth, kawat baja (steel mesh) gulungan baja tahan karat berbentuk koil, kain kasa dan lainlain. Dalam industri, filtrasi ini meliputi beragam operasi mulai dari penapisan sederhana sampai separasi yang amat rumit. Fluidanya mungkin berupa zat cair atau gas, arus yang berharga mungkin fluidanya, tetapi bisa pula zat padatnya, atau bahkan kedua-duanya. Terkadang tidak ada diantara keduanya yang berharga, seperti limbah padat yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Dalam filtrasi industri, kandungan zat padat dapat mencapai jumlah yang sangat tinggi. Kadangkadang umpan itu dimodifikasi dengan sesuatu cara perlakuan pendahuluan untuk meningkatkan laju filtrasi, misalnya dengan pemanasan, rekristalisasi, atau dengan menambahkan bahan penolong filtrasi (filter aid), seperti selulosa, kapur giling, atau tanah diatomea. Selain dapat membantu melancarkan proses penyaringan atau
30
meningkatkan laju filtrasi, filter aid juga dapat dapat mempertinggi umur (life time) medium filter dan menghilangkan zat warna dan bau yang terdapat dalam cairan. Fluida mengalir melalui medium filter oleh karena adanya perbedaan tekanan yang melintas pada medium itu. Oleh karena itu, ada filter yang beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfer di sebelah hulu medium filter, dan ada yang beroperasi dengan tekanan atmosfer di sebelah hulu dan vakum di sebelah hilir. Tekanan di atas tekanan atmosfer dapat disebabkan oleh gaya gravitasi yang bekerja pada suatu kolom zat cair, oleh pompa atau blower, atau oleh gaya sentrifugal. Kebanyakan filter industri adalah filter tekanan atau filter vakum. Alat itu ada yang kontiniu dan ada pula yang tidak kontiniu, bergantung pada cara mengeluarkan zat padatnya, stedi atau terputus-putus. Pada filter tak kontiniu, aliran zat cair yang melalui piranti itu adalah kontiniu pada sebagian besar siklusnya, tetapi aliran itu harus diputus-putuskan secara periodic guna memungkinkan zat padat yang terkumpul itu dikeluarkan. Dalam filter kontiniu, pengeluaran zat padat maupun zat cair berlangsung secara kontiniu tanpa terputus selama alat itu beroperasi.
