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
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.
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
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.
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
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.
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
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.
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
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.
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 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.
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
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.
8
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan ............................................................................................. 52 V.2 Saran ...................................................................................................... 52 Daftar Pustaka .................................................................................................. 53 Lampiran
BAB I 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.
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.
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.
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 :
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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
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.
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. 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.
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 : 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.
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] : Q = C. A ∆P ………………………………………………….(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 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.
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 : G …………………………………………………………( 2,2 ) Cv = Q ∆Ρ Untuk Gas G TfG …………………………………………………………...( 2,3 ) Cv = 1360 ∆Ρ(Ρ2 ) Untuk Uap Q V ………………………………………………………………...( 2,4 ) Cv = 63,3 ∆Ρ
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)
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.
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 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.
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. 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.
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
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.
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 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.
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) 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.
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 : 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.
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 : 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.
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.
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.
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).
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.
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 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.
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 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.
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 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.
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.
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.
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 :
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.
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.
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.
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)
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.
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
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.
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 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.
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.
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.
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 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.
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 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.
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
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.
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.
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.
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 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.
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 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.
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, Ystyle 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
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.
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, 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.
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.
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.
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.
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.
49
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 From Turbin Safety Valve
BPV To Blow Up Sillincer
Safety Valve
Inlet Valve FIG Exhaust Valve F I G
Manometer
To Condensat
STERILLIZER
Condensat Valve FIG
Air Compressor
To Blowdown Sillincer
Gambar 4.1 Skema Aliran Steam Pada Sterilizer FIG – 360 - 104 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.
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 bukatutup 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 Kontroller
Sterilizer
Pressure gage
-
Control Valve
Proposioner
Gambar 4.2 Blok Diagram Sistem Pengontrolan dari Control Valve
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.
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 :
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.
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
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.
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
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.
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 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.
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 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.
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
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.
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
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.
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 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.
59
dengan ASA 150RF, agar rated 110 dapat di capai, jenis trim ini memiliki tahan temperatur bahwah mencapai -4500F dan tahan temperatur atas mencapai 6000 F 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.
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.
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.
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.
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
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.
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 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.
63
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.