kompetensi keahlian kimia industri - kemenperin · 2021. 6. 11. · tidak ada persyaratan spesifik...
TRANSCRIPT
MODUL HASIL PENYELARASAN
SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN
SESUAI KEBUTUHAN INDUSTRI
KOMPETENSI KEAHLIAN
KIMIA INDUSTRI
KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN
PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN INDUSTRI
2017
Foto Cover : inotech.com.pk/wp-content/uploads/2017/03/phe.jpg
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas karunia dan
hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan modul hasil penyelarasan Kurikulum
Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) sesuai kebutuhan kompetensi di industri Kegiatan
penyelarasan kurikulum dan silabi ini dilakukan sebagai tindak lanjut atas Instruksi
Presiden No. 9 Tahun 2016 tentang Revitalisasi Sekolah Menengah Kejuruan dalam
rangka Peningkatan Kualitas dan Daya Saing Sumber Daya Manusia Indonesia.
Modul ini berisi materi kompetensi sisipan yang dibutuhkan oleh industri sebagai
pelengkap atas materi pembelajaran yang telah diberikan selama ini kepada peserta didik
di SMK. Untuk mencapai kompetensi yang sesuai kebutuhan industri tersebut,
pembelajaran dengan modul ini dilaksanakan dengan sistem modular, yaitu pembelajaran
diselesaikan untuk satu materi pembelajaran sebelum dilanjutkaan pada materi
pembelajaran berikutnya.
Penyusunan modul ini melibatkan berbagai pihak yang terkait, mulai dari praktisi
pada sektor industri; guru SMK di lingkungan Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan;
serta guru dan dosen unit pendidikan di lingkungan Kementerian Perindustrian. Modul ini
merupakan pelengkap bahan ajar pada SMK-SMK yang terkait sehingga kemampuan
peserta didik dapat sesuai dengan kebutuhan di sektor industri,
Akhir kata, semoga modul ini dapat meringankan tugas guru dalam mengajar serta
mempermudah peserta didik untuk menguasai kompetensi yang diharapkan oleh industri.
Kami menyadari bahwa modul ini jauh dari kesempurnaan, untuk itu kami mengharapkan
masukan dari para pemangku kepentingan, khususnya para praktisi di sektor industri.
Juni 2017
Tim Penyusun Modul
Penyelarasan Kurikulum dan Silabi
Pusdiklat Industri
MODUL
DASAR – DASAR MIKROBIOLOGI
MATERI SISIPAN
HACCP
ii
iii
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ................................................................................................ iii
PETA KEDUDUKAN BAHAN AJAR .......................................................... v
BAB. I. Pendahuluan .................................................................................. 1
A. Deskripsi ........................................................................................... 1
B. Prasyarat ......................................................................................... 1
C. Petunjuk Penggunaan Modul .......................................................... 1
D. Tujuan Akhir .................................................................................... 2
E. Cek Kemampuan ............................................................................. 2
BAB. II. Pembelajaran ................................................................................. 3
Kegiatan Pembelajaran 1 HACCP ............................................................. 3
A. Deskripsi ......................................................................................... 3
B. Kegiatan Belajar 1 ........................................................................... 3
1. Tujuan Pembelajaran 1 .............................................................. 3
2. Uraian Materi 1 ............................................................................ 3
3. Rangkuman 1 .............................................................................. 8
4. Tugas Formatif 1 ......................................................................... 8
5. Tes Formatif 1 ............................................................................ 8
Kegiatan Pembelajaran 2 Peraturan Perundangan Tentang Pangan,
Sanitasi Industry dan GMP ......................................................................... 9
A. Deskripsi ......................................................................................... 9
B. Kegiatan Belajar 2 ........................................................................... 9
1. Tujuan Pembelajaran 2 .............................................................. 8
2. Uraian Materi 2 ............................................................................ 8
3. Rangkuman 2 .............................................................................. 11
4. Tugas Formatif 2 ......................................................................... 12
5. Tes Formatif 2 ............................................................................ 12
BAB. III. PENUTUP ................................................................................... 13
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 14
iv
PETA KEDUDUKAN BAHAN AJAR
Dasar – dasar mikrobiologi terhadap mata pelajaran yang lain:
DASAR BIDANG KEAHLIAN
SIM
UL
AS
I
DA
N
KO
MU
NIK
AS
I
DIG
ITA
L
FIS
IKA
KIM
IA
DASAR PROGRAM KEAHLIAN
AN
AL
ISIS
KIM
IA
DA
SA
R
TE
KN
IK D
AS
AR
PE
KE
RJA
AN
LA
BO
RA
TO
RIU
M
KIM
IA
DA
SA
R –
DA
SA
R
MIK
RO
BIO
LO
GI
KOMPETENSI KEAHLIAN
AZ
AS
TE
KN
IK
KIM
IA
AL
AT
IND
US
TR
I
KIM
IA
OP
ER
AS
I
TE
KN
IK
KIM
IA
PR
OS
ES
IND
US
TR
I
KIM
IA
PR
OD
UK
KR
EA
TIF
DA
N
KE
WIR
AU
SA
HA
AN
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Deskripsi
Modul ini menjelaskan mengenai materi dasar – dasar mikrobiologi dengan
fokus pada bahasan HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point). HACCP
merupakan sistem jaminan keamanan pangan yang mendasarkan kepada suatu
kesadaran bahwa bahaya (hazard) berpeluang timbul pada berbagai titik atau tahap
produksi, dan harus dikendalikan untuk mencegah terjadinya bahaya-bahaya
tersebut.
B. Prasyarat Pembelajaran
Tidak ada persyaratan spesifik untuk menggunakan modul ini karena siswa
kompetensi keahlian Kimia Industri kelas XI wajib mengikuti mata pelajaran Dasar –
Dasar Mikrobiologi
C. Petunjuk Penggunaan Modul
1. Penjelasan Bagi Peserta Diklat
Untuk memperoleh hasil yang maksimal dalam menggunakan modul ini,
langkah- langkah yang perlu dilaksanakan antara lain:
a. Bacalah dan pahami dengan seksama uraian materi yang ada pada masing-
masing kegiatan belajar. Materi yang kurang jelas dapat ditanyakan pada guru
maupun instruktur yang mengampu kegiatan ini.
b. Kerjakanlah tugas-tugas yang diberikan pada setiap kegiatan belajar. Hal ini
akan menambah kedalaman penguasaan materi-materi peserta diklat pada
kegiatan belajar yang bersangkutan.
c. Kerjakan tes formatif dengan baik. Tes ini menunjukkan tingkat penguasaan
peserta diklat pada materi-materi yang dibahas dalam kegiatan yang
bersangkutan.
d. Jangan berpindah pada kegiatan belajar berikutnya, jika penguasaan materi
pada kegiatan belajar sebelumnya masih belum dikuasai. Ulangi kegiatan
belajar ini dan bertanyalah hal-hal yang belum dikuasai kepada guru atau
instruktur yang mengampu.
2
2. Petunjuk Bagi Guru
Peran guru pada setiap kegiatan belajar modul adalah:
a. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar.
b. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap
belajar.
c. Membantu siswa dalam memahami konsep dan praktik baru dan menjawab
pertanyaan siswa mengenai proses belajar siswa.
d. Membantu siswa untuk menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
yang diperlukan untuk belajar.
e. Mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok jika diperlukan.
f. Merencanakan seorang ahli / pendamping guru dari tempat kerja untuk
membantu jika diperlukan.
g. Melaksanakan penilaian.
h. Menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi dan
merundingkan rencana pembelajaran selanjutnya.
i. Mencatat pencapaian kemajuan siswa.
D. Tujuan Akhir
Setelah mempelajari seluruh materi kegiatan belajar dalam modul ini,
diharapkan peserta diklat dapat:
1. Memahami konsep HACCP
2. Menganalisis bahaya dan titik kritis dalam industri pangan
3. Memahami peraturan perundangan yang berkaitan dengan pangan
4. Memahami konsep sanitasi industri dalam industri pangan
5. Menerapkan Good Manufacturing Practices (GMP) sesuai dengan persyaratan
yang telah ditentukan
E. Cek Kemampuan
1. Apa yang dimaksud dengan HACCP dan arti penting HACCP dalam industri
pangan
2. Bagaimana cara menentukan CCP (Critical Control Point) dan limit kritis (critical
limit) pada CCP
3. Bagaimana garis besar Undang-undang No. 18 tahun 2012 tentang pangan
4. Apa yang dimaksud dengan sanitasi industri, sebutkan bahan yang digunakan
sebagai sarana sanitasi
5. Apa anda ketahui dengan Good Manufacturing Practice (GMP)
3
BAB II
PEMBELAJARAN
A. Rencana Belajar Peserta Diklat
Standar Kompetensi : HACCP
Kompetensi dasar : Memahami konsep HACCP serta menganalisis bahaya
dan titik kritis dalam industri pangan
B. Kegiatan Belajar 1
Penerapan HACCP pada industri pangan
1. Tujuan Kegiatan Belajar 1
Setelah berdiskusi dan menggali informasi HACCP peserta didik akan
dapat memahami konsep HACCP serta menganalisis bahaya dan titik kritis dalam
industry pangan dengan tepat.
2. Uraian Materi 1
2.1. HACCP
Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP) adalah suatu sistem jaminan
keamanan pangan yang mendasarkan kepada suatu kesadaran bahwa bahaya
(hazard) berpeluang timbul pada berbagai titik atau tahap produksi, dan harus
dikendalikan untuk mencegah terjadinya bahaya-bahaya tersebut
Bahaya adalah segala macam aspek mata rantai produksi pangan yang tidak
dapat diterima karena merupakan penyebab masalah keamanan pangan
(Sudarmadji, 2005). Bahaya tersebut meliputi :
1. Keberadaan yang tidak dikehendaki dari pencemar biologis, kimiawi, atau fisik
pada bahan mentah.
2. Pertumbuhan atau kelangsungan hidup mikroorganisme dan hasil perubahan
kimiawi yang tidak dikehendaki (misalnya nitrosamin) pada produk antara atau
jadi, atau pada lingkungan produksi.
3. Kontaminasi atau kontaminasi ulang ( cross contamination) pada produk
antara atau jadi, atau pada lingkungan produksi
Filosofi sistem HACCP ini adalah pembinaan dan pengawasan mutu dan
keamanan pangan berdasarkan pencegahan preventif (preventive measure) yang
dipercayai lebih unggul dibanding dengan cara-cara tradisional (conventional)
yang terlalu menekankan pada sampling dan pengujian produk akhir di
4
laboratorium. Sistem HACCP lebih menekankan pada upaya pencegahan
preventif untuk memberi jaminan keamanan produk pangan
2.2. Tujuan HACCP
Tujuan HACCP secara umum adalah meningkatkan kesehatan masyarakat
dengan cara mencegah atau mengurangi kasus keracunan dan penyakit melalui
makanan (Food born disease). Food Born Disease dapat timbul dari beberapa
faktor, antara lain: pendinginan makanan yang tidak tepat, membiarkan makanan
selama ≥12 jam penyajian, kontaminasi makanan mentah ke dalam makanan
“non-reheating”, penanganan makanan oleh pekerja yang menderita infeksi,
proses pemasakan dan pemanasan yang kurang, penyimpanan makanan dalam
keadaan hangat, pemanasan kembali makanan dengan suhu yang tidak tepat,
berasal dari sumber yang tidak aman serta terjadinya kontaminasi silang.
Secara khusus, tujuan HACCP dalam proses produksi adalah
mengevaluasi cara produksi, memperbaiki cara produksi, memantau &
mengevaluasi penanganan, pengolahan, sanitasi serta meningkatkan inspeksi
mandiri. Sedangkan fungsi HACCP dalam proses produksi adalah mencegah
penarikan makanan, meningkatkan jaminan Food Safety, membenahi unit
produksi, mencegah kehilangan, meningkatkan kepercayaan konsumen serta
mencegah pemborosan biaya
2.3. Prinsip HACCP
Prinsip 1 Identifikasi Bahaya
Identifikasi bahaya ini berkaitan dengan pengetahuan jenis -jenis
mikroorganisme, bahan kimia dan benda asing. Pada prinsip ini dilakukan
pemeriksaan karakteristik produk serta bahaya yang akan timbul waktu
dikonsumsi oleh konsumen. Bahaya (hazard) yang dapat menyebabkan makanan
menjadi tidak aman untuk dikonsumsi yaitu:
a. Hazard fisik, contohnya Bahaya fisik termasuk benda -benda seperti pecahan
logam, gelas, batu, yang dapat menimbulkan luka di mulut, gigi patah, tercekik
ataupun perlukaan pada saluran pencernaan
b. Hazard kimia, contohnya pestisida, zat pembersih, antibiotik, logam berat, dan
bahan tambahan makanan
c. Hazard biologi, contohnya . Bahaya biologi antara lain mikroba patogen
(parasit, bakteri), tanaman, dan hewan beracun.
5
Hal-hal penting yang perlu dipertimbangkan adalah:
a. Formulasi yaitu bahan mentah dan bahan baku yang dapat mempengaruhi
keamanan dan kestabilan produk.
b. Proses yaitu parameter proses pengolahan yang dapat mempengaruhi bahaya.
c. Kemasan yaitu perlindungan terhadap kontaminasi ulang dan pertumbuhan
mikroorganisme
d. Penyimpanan/penanganan; adalah waktu dan kondisi suhu serta penanganan
di dapur dan penyimpanan di etalase.
e. Perlakuan konsumen; digunakan oleh konsumen atau ahli masak professional.
f. Target grup yaitu pemakai akhir makanan tersebut (bayi, orang dewasa, lanjut
usia)
Prinsip 2 Penetapan CCP (Critical Control Point)
Critical Control Point adalah setiap titik termasuk bahan mentah, tahap
atau prosedur pada suatu sistem produksi makanan yang jika tidak dikendalikan
dapat mengakibatkan risiko kesehatan yang tidak diinginkan.
CCP ditetapkan pada setiap tahap proses mulai dari awal produksi suatau
makanan hingga sampai ke konsumsi. Pada setiap tahap ditetapkan jumlah CCP
untuk bahaya mirobiologis, kimia, maupun fisik. Pada beberapa produk pangan,
formulasi makanan mempengaruhi tingkat keamanannya, oleh karena itu CCP
pada produk semacam ini diperlukan untuk mengontrol beberapa parameter
seperti pH, aktivitas air, dan adanya bahan tambahan makanan
Prinsip 3 Penetapan Batas / Limit Kritis
Limit kritis merupakan batas antara keadaan dapat diterima dan tidak
dapat diterima yang ditetapkan pada setiap CCP yang ditentukan. Ada dua titik
pengendalian kritis:
- Titik Pengendalian Kritis 1 (CCP-1), adalah sebagai titik dimana bahaya
dapat dihilangkan
- Titik Pengendalian Kritis 2 (CCP-2), adalah sebagai titik dimana bahaya
dikurangi.
Prinsip 4 Pemantauan Batas Kritis
Pemantauan adalah pengecekan bahwa suatu prosedur pengolahan dan
penanganan pada CCP dapat dikendalikan. Frekuensi pemantauan perlu
dicantumkan untuk pemantauan. Lima macam pemantauan yang penting
6
dilaksanakan antara lain: pengamatan, evaluasi, sensorik, pengukuran sifat fisik,
pengujian kimia, pengujian mikrobiologi.
Prinsip 5 Tindakan Koreksi
Tindakan koreksi harus ditetapkan jika hasil pemantauan menunjukan
penyimpangan batas kritis (CCP kehilangan kendali). Tindakan koreksi yang
ditetapkan spesifik untuk setiap CCP. Tindakan pencegahan termasuk menarik
produk yang menyimpang dari standar mutu (alternatif terakhir)
Prinsip 6 Verifikasi
Verifikasi dilakukan dengan mentapkan jadwal verifikasi, memeriksa
kembali rencana HACCP, memeriksa kembali rencana HACCP, memeriksa
catatan HACCP, memeriksa penyimpangan dan prosedur perbaikan,
mengendalikan CCP dengan pengamatan visual selama produksi, mengambil
contoh dan melakukan analisa serta membuat kesesuaian rencana HACCP
Prinsip 7 Dokumentasi HACCP
Dokumentasi HACCP mencakup judul dan tanggal pencatatan,
keterangan khusu pada makanan, bahan dan peralatan yang digunakan, proses
pengolahan yang dilakukan, CCP yang ditemukan, batas kritis yang ditetapkan,
penyimpangan dari batas kritis yang terjadi, tindakan koreksi / perbaikan serta
identifikasi tenaga operator peralatan khusus
2.4. Penarikan Pangan yang Pernah Terjadi
Peraturan Kepala BPOM Nomor 22 Tahun 2017 tentang penarikan
pangan dari peredaran memberikan aturan bahwa penarikan pangan adalah
tindakan menarik pangan yang berpotensi menimbulkan gangguan kesehatan
dan/atau tidak sesuai dengan peraturan perundang-undangan dari setiap tahapan
pada rantai Pangan, termasuk Pangan yang telah dimiliki oleh konsumen dalam
upaya untuk memberikan perlindungan terhadap konsumen.
Masyarakat perlu perlindungan dari Pangan yang dapat merugikan
dan/atau membahayakan kesehatan, seperti terkontaminasi oleh cemaran
mikrobiologi, cemaran kimia, dan/atau cemaran fisik, bahan baku atau bahan
tambahan Pangan yang tidak dicantumkan pada label, kerusakan kemasan,
kesalahan pelabelan dll. Apabila dalam peredaran Pangan ditemukan
ketidaksesuaian tersebut, maka Pangan harus ditarik dari peredaran
7
Peristiwa penarikan pangan yang pernah terjadi antara lain:
1. Perusahaan makanan Cargil Company telah menarik salah satu produknya
yaitu daging kalkun di tahun 2012. penarikan tersebut dilakukan di 26 negara
mengingat kalkun yang disembelihnya dinyatakan mengandung 76 penyakit.
Dilaporkan setidaknya sudah ada satu orang meninggal dunia karena
mengkonsumsi sebelum dilakukan penarikan.
2. Mars menarik produk cokelatnya dari 55 negara pada 2016. Penarikan yang
bersifat sukarela ini terjadi karena adanya laporan konsumen berupa
penemuan plastik dalam produk cokelat.
3. Penambahan melamin pada susu juga membuat penarikan produk susu dari
peredaran pada 2008. Melamin merupakan senyawa yang digunakan dalam
pembuatan plastik dan pupuk, sehingga penggunaannya dalam pangan
melanggar peraturan dan disebut sebagai pemalsuan produk.
4. Pada tahun 2011 produsen melakukan penarikan sukarela untuk dua jenis
produk: Oral-B Tooth & Gum Care Mouth Rinse ukuran 350ml dan 500ml,
serta Oral-B Tooth & Gum Care Mouth Rinse – Alcohol Free ukuran 350ml
dan 500ml. Hal ini merupakan langkah antisipasi setelah menemukan tingkat
kandungan mikroba yang melewati batas pada produk yang diproduksi oleh
salah satu pabrik yang menerima kontrak produksi mereka.
5. Tahun 2005 Inggris melakukan penarikan besar-besaran terhadap produk
pangan yang menggunakan bahan pencelup Sudan 1 yang menyebabkan
kanker. Lebih dari 400 produk makanan ditemukan Agen Standarisasi
Pangan (FSA) Inggris mengandung Sudan 1 yang mengandung karsinogen.
Sudan 1 biasanya digunakan untuk mewarnai bahan pelarut, oli, lilin, minyak
tanah, sepatu, dan pengkilap lantai.Temuan awal bermula dari saus Crosse
and Blackwell Worcester yang diproduksi Premier Foods. Saus itu
mengandung bubuk cabai yang terkontaminasi dengan bahan pencelup
Sudan 1. Bahan ini dilarang ditambahkan dalam pangan.FSA memberikan
peringatan kepada Premier Food pada 15 Februari 2005. Namun baru pada
18 Februari, FSA mengeluarkan daftar bahan produk makanan berbahaya
kepada publik.Seperti dilansir www.food.gov.uk, FSA telah 4 kali
mengeluarkan daftar.
a. Daftar pertama dikeluarkan pada 18 Februari 2005 pukul 13.25 waktu
setempat. Daftar itu memuat 359 produk.
b. Daftar kedua dikeluarkan FSA pada 21 Februari 2005 pukul 12.15 karena
ada penambahan produk makanan berbahaya hingga menjadi 397 produk.
8
c. Pada tanggal yang sama pukul 16.45, FSA kembali mengeluarkan daftar
hingga menjadi 419 produk.
d. Pada 22 Februari 2005 pukul 16.10 ditambah hingga menjadi 428 produk.
Produk makanan itu antara lain: produk makanan dari Aldi, Asda, Birds Eye,
Booker, Brakes, Bramwell, Canterbury Foods, Colman's, Crosse &
Blackwell, CWS, GW Padley Ltd, Happy Shopper, Heinz, Iceland, Kwik
Save, Makro, Marks and Spencer, McCormick, McDonald's, Morrisons,
Netto, Northern Foods, Oak Farm Foods, Padley, Pot Noodle, Premier
Foods, Pret a Manger, Princes, Sandwich Factory, Sainsbury's, Somerfield,
Spar, Schweppes, Coca Cola Enterprises, Tesco, Thresher, Tryton Foods,
Unilever, Waitrose, Walkers Snack Foods, dan Weight Watchers.
6. Lebih dari satu juta cokelat ditarik kembali oleh Cadbury-Schweppes pada
tahun 2006 setelah terkontaminasi Salmonella di Inggris dan Irlandia.
Perusahaan memperkirakan recall mencapai 20 juta poundsterling. Recall
tersebut menyebabkan penurunan 14 persen dalam penjualan permen
tersebut pada saat itu.
7. Pada tahun 2008, Departemen Pertanian Amerika Serikat memesan
makanan kepada Westland/Hallmark berupa 143 juta pon daging sapi. Tapi
sebagian yang digunakan untuk program makan siang sekolah dianggap tak
layak konsumsi.
3. Rangkuman 1
HACCP pentinhg artinya dalam industry yang mengolah bahan pangan.
Penerapan HACCP akan meminimalisir resiko yang mungkin terjadi pada bahan
pangan. Hal ini akan menguntungkan bagi konsumen maupun industri
4. Tugas 1
Carilah informasi tentang penerapan HACCP di Indonesia serta Industri yang
menerapkan. Diskusikun dengan anggota kelompok Anda kemudian paparkan di
depan kelas
5. Tugas Formatif 1
1. Apa yang dimaksud dengan HACCP
2. Jelaskan tujuan HACCP
3. Bagaimana cara menerapkan HACCP dalam industry pangan
9
Kegiatan Belajar 2
Mengetahui peraturan perundangan tentang pangan, sanitasi industry dan GMP
1. Tujuan Kegiatan Belajar 2
Peserta dapat mengetahui tentang Good Manufacturing Practice dan
pengelolaan sanitasi di industry pangan
2. Uraian Materi 2
2.1.GMP
GMP merupakan pedoman cara berproduksi pangan yang bertujuan
supaya produsen pangan memenuhi persyaratan-persyaratan yang telah
ditentukan untuk menghasilkan produk pangan yang bermutu dan aman
dikonsumsi sesuai dengan tuntutan konsumen.
GMP mempersyaratkan setiap permukaan yang bersinggungan dengan
makanan dan berada dalam kondisi basah harus dikeringkan dan disanitasi.
Peraturan GMP juga mempersyaratkan penggunaan zat kimia yang cukup dalam
dosis yang dianggap aman.
Cakupan secara umum dari penerapan pedoman cara produksi pangan
yang baik untuk industri rumah tangga (CPPB-IRT) berdasarkan Surat Keputusan
Kepala Badan POM RI Nomor : HK. 00.05.5.1639 tahun 2003 yang diperbaharui
dengan Peraturan Kepala Badan Pengawas Obat Dan Makanan Republik
Indonesia Nomor HK.03.1.23.04.12.2206 Tahun 2012 adalah sebagai berikut
1. Lokasi dan lingkungan produksi
Lokasi dan lingkungan produksi perlu diperhatikan pada aspek sumber
pencemaran potensial dan pertimbangan tindakan pencegahan yang mungkin
dapat dilakukan untuk melindungi pangan yang diproduksinya.
2. Bangunan dan Fasilitas
Bangunan dan fasilitas industri menjamin bahwa bahan pangan tidak tercemar
oleh bahaya fisik, biologis dan kimia serta mudah dibersihkan dan disanitasi
selama proses produksi.
3. Peralatan produksi
Perhatikan potensi kontaminasi silang. Konstruksi dan tata letak diatur
sehingga ada jaminan mutu dan keamanan pangan yang dihasilkan.
4. Suplai air atau sarana penyediaan air
Air yang digunakan selama proses produksi harus cukup dan memenuhi
persyaratan kualitas air bersih dan atau air minum.
5. Fasilitas dan kegiatan higiene dan sanitasi
10
6. Kesehatan dan higiene karyawan
Kesehatan dan hygiene karyawan yang baik dapat menjamin bahwa pekerja
yang kontak langsung maupun tidak langsung dengan pangan tidak menjadi
sumber pencemaran.
7. Pemeliharaan dan program hygiene sanitasi karyawan
8. Penyimpanan
9. Pengendalian proses
10. Penarikan produk
Penarikan produk pangan adalah tindakan menghentikan peredaran pangan
karena diduga sebagai penyebab timbulnya penyakit atau keracunan pangan.
Tujuannya adalah mencegah timbulnya korban yang
11. Pencatatan dan dokumentasi
12. Pelatihan karyawan
Pimpinan dan karyawan harus mempunyai pengetahuan dasar mengenai
prinsip–prinsip dan praktek higiene dan sanitasi pangan
2.2.Sanitasi
Sanitasi adalah kegiatan pengendalian lingkungan produksi, bahan baku,
peralatan dan pekerja untuk mencegah pencemaran dan kerusakan pada produk
serta mengupayakan lingkungan kerja yang bersih dan sehat
Sanitasi pabrik diatur dalam SSOP (Sanitation Standard Operating
Procedures) yaitu prosedur pelaksanaan sanitasi untuk memastikan area
produksi dan semua permukaan yang kontak dengan produk pangan terbebas
dari kontaminasi mikroba. Pengendalian tersebut termasuk di antaranya adalah
keamanan air, kondisi dan kebersihan permukaan yang bersentuhan dengan
bahan pangan.
Menurut Purwiyatno (2009) untuk melakukan pekerjaan dengan baik tanpa
khawatir mencemari produk pangan yang ditanganinya, maka pekerja di dapur
perlu memperhatikan beberapa hal mengenai perlengkapan sebagai berikut :
a. Pekerja harus mengenakan pakaian yang bersih dan sopan. Umumnya
pakaian yang berwarna putih sangat dianjurkan
b. Pekerja sebaiknya tidak mengenakan jam tangan, kalung, anting, cincin, dan
benda kecil lainya yang mudah putus atau hilang.
c. Pekerja sebaiknya memakai baju dengan ukuran yang pas. Kancing baju
terpasang dengan baik sehingga tidak mudah putus, terjatuh, dan tercampur
dalam bahan pangan yang sedang diolah.
11
d. Jumlah baju seragam yang disediakan sebaiknya cukup. Baju seragam
hanya dipakai pada saat bekerja.
e. Pekerja harus selalu menggunakan penutup rambut. Hal ini bertujuan untuk
melindungi kemungkinan jatuhnya rambut atau ketombe ke alat pengolahan
makanan ataupun ke adonan makanan. Selain itu, pemakaian topi dan
penutup rambut juga dapat membantu menyerap keringat yang ada di dahi
sehingga jatuhnya keringat ke makanan dapat dihindari.
f. Pekerja harus memelihara kebersihan kukukuku tangan dan kaki, dengan
cara dipotong pendek, rapi dan bersih.
2.3.Tahap-Tahap Higiene dan Sanitasi
Prosedur untuk melaksanakan higiene dan sanitasi harus disesuaikan dengan
jenis dan tipe mesin/alat pengolah makanan. Stamdar yang digunakan adalah :
1) Pre rinse yaitu langkah awal dengan menghilangkan tanah dan sisa makanan
dengan mengerok, membilas dengan air, menyedot kotoran dan sebagainya
2) Pembersihan : menghilangkan tanah dengan cara mekanis atau mencuci dengan
lebih efektif.
3) Pembilasan: membilas tanah dengan pembersih seperti sabun/deterjen dari
permukaan
4) Pengecekan visual: memastikan dengan indera mata bahwa permukaan alat
bersih
5) Penggunaan disinfektan : untuk membunuh mikroba.
6) Pembersihan akhir : bila diperlukan untuk membilas cairan disinfektan
7) “Drain dry” atau pembilasan kering : disinfektan atau final rinse dikeringkan dari
alat-alat tanpa diseka/dilap.
2.4. Jenis Sanitizer
Sanitasi adalah langkah pemberian sanitizer dalam kimia atau perlakuan fisik
yang dapat mereduksi populasi mikroba pada fasilitas dan peralatan pabrik. Sanitizer
yang digunakan dalam industri pangan dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu
panas, radiasi ultra violet, disinfektan (klorin, iodium dan kompleks iodium, senyawa
amonium quartenair serta aanitasi kimiawi
3. Rangkuman 2
GMP (Good Manufacturing Practices) merupakan suatu pedoman bagi industri
pangan, bagaimana cara berproduksi pangan yang baik. GMP merupakan prasyarat
12
utama sebelum suatu industri pangan dapat memperoleh sertifikat sistem HACCP
(Hazard Analysis Critical Control Point)
4. Tugas Formatif 2
Carilah informasi gentang penerapan GMP di Indonesia. Diskusikan dengan
kelompok anda dan presentasikan di depan kelas
5. Tes Formatif 2
1. Apa yang dimaksud dengan GMP
2. Jelaskan arti penting GMP bagi industry pangan
3. Jelaskan hubungan antasa sanitasi dan hygiene
13
BAB III
PENUTUP
Modul Dasar Dasar Mikrobiologi dengan materi pada HACCP ini disusun
agar siswa memiliki kompetensi dalam pengenalan manajemen pangan yang
dperlukan di dunia Industri. Dengan tuntasnya mempelajari modul ini diharapkan
siswa mempunyai bekal untuk bekerja di sektor industri pangan. Peran guru dan
pihak-pihak terkait dalam memfasilitasi siswa sangat diperlukan untuk mencapai
kompetensi yang diharapkan.
14
DAFTAR PUSTAKA
Daulay, S, Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP) dan Implementasinya dalam
Industri Pangan: Pusdiklat Industri
Kartika, B, 1991, Uji Mutu Pangan, Yogyakarta: Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi
Universitas Gadjah Mada.
Purwiyatno, H, dkk., 2009, Petunjuk Sederhana Memproduksi Pangan yang Aman,
Jakarta :Dian Rakyat.
Sudarmaji, 2005, Analisis Bahaya dan Pengendalian Titik Kritis, Jurnal Kesehatan
Lingkungan Vol 1 No 2.
Suklan, H., 1998, Pedoman Pelatihan System Hazard Analysis Critical Control Point
(HACCP) untuk Pengolahan Makanan., Jakarta: Depkes RI
Susiwi, S, 2005, Handout Mata Kuliah Regulasi Pangan, Jurusan Pendidikan Kimia
FMIPA, Universitas Pendidikan Indonesia
USDA, 1993, HACCP Principles for Food Production. United State Department of
Agricultural (USDA).
MODUL
ALAT INDUSTRI KIMIA
MATERI SISIPAN
Raw Material System
Granulator
Scrubbing System
Furnace
Pengolahan Data
Basic System Control
ii
iii
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ................................................................................................ iii
PETA KEDUDUKAN BAHAN AJAR .......................................................... v
BAB. I Raw Material System ...................................................................... 1
A. Deskripsi ......................................................................................... 1
B. Kegiatan Belajar 1 ........................................................................... 1
1. Tujuan Pembelajaran 1 .............................................................. 1
2. Uraian Materi 1 ............................................................................ 1
3. Rangkuman 1 .............................................................................. 7
4. Tugas Formatif 1 ......................................................................... 8
5. Tes Formatif 1 ............................................................................ 8
BAB. II Granulator ...................................................................................... 9
A. Deskripsi ......................................................................................... 9
B. Kegiatan Belajar 2 ........................................................................... 9
1. Tujuan Pembelajaran 2 .............................................................. 9
2. Uraian Materi 2 ............................................................................ 9
3. Rangkuman 2 .............................................................................. 11
4. Tugas Formatif 2 ......................................................................... 11
5. Tes Formatif 2 ............................................................................ 11
BAB. III Scrubbing System ......................................................................... 12
A. Deskripsi ......................................................................................... 12
B. Kegiatan Belajar 3 ........................................................................... 12
1. Tujuan Pembelajaran 3 .............................................................. 12
2. Uraian Materi 3 ............................................................................ 12
3. Rangkuman 3 .............................................................................. 17
4. Tugas Formatif 3 ......................................................................... 17
5. Tes Formatif 3 ............................................................................ 17
BAB. IV Furnace ........................................................................................ 19
A. Deskripsi ......................................................................................... 19
B. Kegiatan Belajar 4 ........................................................................... 19
1. Tujuan Pembelajaran 4 .............................................................. 19
2. Uraian Materi 4 ............................................................................ 19
3. Rangkuman 4 .............................................................................. 23
iv
4. Tugas Formatif 4 .......................................................................... 23
5. Tes Formatif 4 ............................................................................. 24
BAB. V Pengolahan Data ........................................................................... 25
A. Deskripsi .......................................................................................... 25
B. Kegiatan Belajar 5 ............................................................................ 25
1. Tujuan Pembelajaran 5 ............................................................... 25
2. Uraian Materi 5............................................................................. 25
3. Rangkuman 5 ............................................................................... 34
4. Tugas Formatif 5 .......................................................................... 34
5. Tes Formatif 5 ............................................................................. 34
BAB. VI Basic System Control..................................................................... 35
A. Kegiatan Belajar 1 Sejarah Perkembangan Instrumen
Dan Sistem Kontrol .......................................................................... 35
1. Tujuan Pembelajaran 1 ............................................................... 35
2. Uraian Materi 1............................................................................. 35
3. Rangkuman 1 ............................................................................... 45
4. Tugas Formatif 1 .......................................................................... 45
5. Tes Formatif 1 ............................................................................. 46
B. Kegiatan Belajar 2 Pengukuran Flow .............................................. 46
1. Tujuan Pembelajaran 2 ............................................................... 46
2. Uraian Materi 2............................................................................. 46
3. Rangkuman 2 ............................................................................... 89
4. Tugas Formatif 2 .......................................................................... 90
5. Tes Formatif 2 ............................................................................. 91
C. Kegiatan Belajar 3 Pengukuran Level Fluida .................................. 91
1. Tujuan Pembelajaran 3 ............................................................... 91
2. Uraian Materi 3............................................................................. 91
3. Rangkuman 3 ............................................................................... 104
4. Tugas Formatif 3 .......................................................................... 104
5. Tes Formatif 3 ............................................................................. 105
D. Kegiatan Belajar 4 Pengukuran Level Fluida .................................. 105
1. Tujuan Pembelajaran 4 ............................................................... 105
2. Uraian Materi 4............................................................................. 105
3. Rangkuman 4 ............................................................................... 117
4. Tugas Formatif 4 .......................................................................... 117
5. Tes Formatif 4 ............................................................................. 117
v
E. Kegiatan Belajar 5 Pengukuran Level Fluida .................................. 118
1. Tujuan Pembelajaran 5 .............................................................. 118
2. Uraian Materi 5 ............................................................................ 118
3. Rangkuman 5 .............................................................................. 131
4. Tugas Formatif 5 ......................................................................... 132
5. Tes Formatif 5 ............................................................................ 133
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 28
vi
PETA KEDUDUKAN BAHAN AJAR
DASAR BIDANG KEAHLIAN
SIM
UL
AS
I
DA
N
KO
MU
NIK
AS
I
DIG
ITA
L
FIS
IKA
KIM
IA
DASAR PROGRAM KEAHLIAN
AN
AL
ISIS
KIM
IA
DA
SA
R
TE
KN
IK D
AS
AR
PE
KE
RJA
AN
LA
BO
RA
TO
RIU
M
KIM
IA
DA
SA
R –
DA
SA
R
MIK
RO
BIO
LO
GI
KOMPETENSI KEAHLIAN
AZ
AS
TE
KN
IK
KIM
IA
AL
AT
IND
US
TR
I
KIM
IA
OP
ER
AS
I
TE
KN
IK
KIM
IA
PR
OS
ES
IND
US
TR
I
KIM
IA
PR
OD
UK
KR
EA
TIF
DA
N
KE
WIR
AU
SA
HA
AN
1
BAB I
RAW MATERIAL SYSTEM
A. Deskripsi
Melaksanakan penyimpanan bahan kimia (Material storage)
B. Kegiatan Belajar 1
1. Tujuan Kegiatan Belajar 1
Peserta diklat dapat melaksanakan penyimpanan bahan kimia (Material storage)
2. Uraian Materi 1
Industri kimia kemungkinan menangani bahan-bahan berupa padatan, cair dan
gas baik sebagai bahan baku, bahan pembantu maupun sebagai produk setengah
jadi ataupun produk jadi yang harus disimpan dalam waktu tertentu. Proses
penyimpanan kemungkinan terdapat di awal, tengah ataupun akhir proses.
Penyimpanan pada awal proses digunakan untuk penyimpanan bahan baku.
Penyimpanan tengah proses digunakan untuk penyimpanan produk setengah jadi,
dan di akhir proses untuk produk akhir.
Jumlah bahan yang disimpan maupun ukuran alat penyimpan tergantung pada
beberapa faktor, antar lain :
Metode operasi
Metode operasi secara batch yaitu metode operasi yang dilakukan secara bertahap
dan biasanya digunakan untuk operasi sementara atau produksinya skala kecil.
Kebutuhan bahan untuk metode batch biasanya jumlahnya sedikit sehingga tidak
perlu ukuran penyimpan yang besar. Sementara pada metode operasi secara
kontinyu memerlukan jumlah bahan banyak dan ukuran penyimpan besar, karena
prosesnya berjalan terus-menerus.
Tingkat kemudahan bahan diperoleh
Bahan yang mudah diperoleh sebaiknya disimpan dalam jumlah sedikit saja agar
tidak memerlukan ruang penyimpan yang luas, karena ini akan menghemat area
kerja. Bahan yang sulit diperoleh sebaiknya disimpan dalam jumlah besar, terutama
2
bahan yag harus diimpor, karena pertimbangan efisiensi waktu dan biaya
pengangkutan.
Distribusi
Produk yang mudah didistribusikan sebaiknya disimpan dalam jumlah sedikit, karena
dapat menghemat area kerja. Sedang produk yang sulit didistribusikan sebaiknya
disimpan dalam jumlah banyak, sehingga sewaktu-waktu akan dipasarkan, diangkut
dalam jumlah banyak untuk menghemat biaya pengangkutan.
Penyimpanan Bahan Berupa Padatan
Penyimpanan bahan berupa padatan dapat dilakukan dengan dua sistem yaitu indoor
dan outdoor. Penyimpanan sistem outdoor dapat dilakukan dengan syarat bahan
tidak mudah rusak oleh pengaruh cuaca, baik karena kena cahaya maupun air.
Metode penyimpanan ini tergantung pada sifat bahan, jumlah bahan dan cara
handlingnya.
Metode penyimpanan outdoor antara lain :
1) Penimbuan di bawah travelling bridge
Metode penyimpanan ini banyak diterapkan untuk bahan yang disimpan
sementara. Misalnya hasil tambang yang diperoleh dari lokasi penambangan
diangkut dulu ke area dekat pabrik dengan menggunakan bantuan lori-lori. Bahan
disimpan sementara dalam bentuk tumpukan dan sewaktu-waktu diperlukan dapat
diangkut lagi dengan sistem lori menuju tempat pengolahan. Bahan dinaikkan dan
diturunkan dari lori di bawah travelling bridge.
2) Penimbunan di kiri kanan jalan
Bahan keperluan industri berupa padatan yang dapat disimpan di kiri kanan jalan
misalnya gelondongan kayu untuk industri pulp. Gelondongan kayu hasil hutan
setelah diangkut dengan trailer menuju lokasi industri, ditempatkan di kiri kanan jalan
dalan lingkungan industri. Sewaktu-waktu diperlukan dapat dipindahkan ke bagian
pengolahan dengan alat angkut yang ada di industri tersebut.
3
3) Overhead system
Bahan disimpan di lokasi tertentu yang jaraknya agak jauh dengan tempat
pemrosesan. Sistem ini biasanya diterapakan bagi industri di mana lokasi
pemrosesan arealnya sempit. Bahan yang sewaktu-waktu akan digunakan maupun
produk yang sudah jadi segera disimpan di tempat jauh sehingga lokasi pabrik tidak
penuh dengan barang-barang yang dapat mengganggu kenyamanan kerja.
Metode penyimpanan sistem indoor
Metode ini diterapkan untuk bahan yang mudah rusak oleh cuaca, misalnya oleh
cahaya matahari, air, kelembaban udara dan sebagainya. Metode ini antara lain:
1) Timbuan
Bahan ditimbun dalam suatu ruangan, bisa dalam ruangan berdinding dan beratap
rapat maupun hanya dalam ruang beratap saja, tergantung pada sifat bahan. Sebagai
contoh untuk menyimpan beras, tanah liat untuk industry, keramik dan lain-lain.
2) Dalam silo
Bahan disimpan dalam silinder tegak dan bagian bawahnya dibuat semakin kecil. Alat
ini dapat ditaruh pada bagian awal, tengah maupun akhir proses, tergantung kebutuhan.
Bahan yang dapat disimpan dapat berupa tepung, granular ataupun pellet.
Gambar 1. Silo
4
Penyimpanan bahan berupa cairan
Dalam penyimpanan bahan berupa cairan perlu memperhatikan hal-hal sebagi
berikut yang nantinya akan menentukan bentuk, posisi dan bahan penyimpannya, yaitu :
1) daya tahan terhadap cuaca
Hal ini akan menentukan system penyimpanan indoor ataupun outdoor.
2) volatilitas
Volatilitas menunjukkan sifat cairan tersebut mudah menguap atau tidak. Sifat ini akan
menentukan bentuk maupun posisi alat penyimpan.
3) korosifitas
Korosifitas bahan menunjukkan kemampuan bahan menimbulkan korosi terhadap alat
penyimpan, sehingga menentukan bahan penyimpan yang dipakai.
4) jumlah bahan
Jumlah bahan akan menentukan ukuran alat penyimpan.
5) suhu bahan
Bahan yang bersuhu tinggi akan menentukan bahan penyimpan.
6) tekanan bahan
Bahan yang memiliki tekanan besar akan menentukan bentuk, posisi dan bahan
penyimpan.
Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan di atas maka alat penyimpan bahan berupa
cairan dapat dikelompokkan sebagai berikut :
Berdasarkan tekanannya:
1) Tangki bertekanan atmosfer
Tangki ini digunakan untuk menyimpan cairan yang tekanannya sekitar 1 atmosfer
dan tidak berbahaya. Tangki ini bisa terbuka maupun tertutup, tergantung dari tingkat
resikonya. Sebagai contoh untuk menyimpan air mineral diperlukan tangki tertutup.
5
2) Tangki bertekanan
Tangki ini digunakan untuk menyimpan bahan cairan yang memiliki tekanan besar
dan kemungkinan dapat menimbulkan ledakan, misalnya untuk menyimpan asam sulfat
pekat dan sebagainya.
Berdasarkan bentuknya :
a. Silinder
Alat dapat digunakan untuk menyimpan bahan yang tidak mudah menguap
maupun yang mudah menguap.Silinder horizontal biasanya digunakan untuk
penyimpanan sistem indoor (jumlah sedikit), outdoor (jumlah banyak) ataupun
underground (flammable).
Gambar 2. silinder horisontal outdoor
Gambar 3. silinder horizontal underground
6
Silinder vertikal biasanya digunakan untuk menyimpan outdoor dan overground.
Gambar 4. silinder vertikal outdoor
b. Bola
Bentuk ini untuk menyimpan cairan yang sangat volatil dan dalam jumlah besar.
Biasanya untuk penyimpanan secara outdoor, misalnya menyimpan gas CO2 dan
sebagainya.
c. Rectangular
Bentuk ini biasanya untuk menyimpan cairan yang non volatil, bisa indoor maupun
outdoor tergantung sifat bahannya.
Berdasarkan posisinya alat penyimpan bahan cairan dapat dikelompokkan sebagai
berikut :
1) indoor
2) outdoor
Berdasarkan bahannya alat penyimpan bahan cairan dapat dikelompokkan sebagai
berikut :
1) anti korosi
Bahan cairan korosif sebaiknya disimpan dalam penyimpan yang anti korosi seperti
terbuat dari stainless steel, besi dilapis karet dan lain-lain.
2) tidak tahan korosi
Bahan cairan yang tidak korosif dapat disimpan dalam penyimpan yang bahannya tidak
tahan korosi.
7
Penyimpanan bahan berupa gas
Bahan kimia berupa gas dalam jumlah kecil dapat disimpan dalam tangki bertekanan,
misalnya tabung gas asetilen, tabung gas oksigen dan lain-lain. Sedangkan penyimpanan
dalam jumlah besar dapat menggunakan spherical tank.
Gambar 5. Spherical tank
3. Rangkuman 1
Material storage dapat dilakukan di awal, tengah maupun akhir proses. Kemungkinan
bahan kimia yang disimpan berupa padatan, cairan dan gas. Jumlah dan ukuran alat
penyimpan tergantung pada metode operasi, tingkat kemudahan bahan diperoleh dan
kemudahan distrtibusinya.
Penyimpanan bahan kimia berupa padatan sistem outdoor yaitu dengan di bawah
travelling bridge, di kiri kanan jalan dan overhead system. Penyimpanan indoor yaitu
dengan timbunan atau silo.
Penyimpanan bahan kimia berupa cairan dapat dilaksanakan dalam bentuk silinder, bola
dan rectangular. Berdasarkan pada posisinya dapat indoor maupun outdoor, overground
maupun underground.
Penyimpanan bahan kimia berupa gas dapat dilaksanakan dalam tangki bertekanan atau
spherical tank.
8
4. Tugas 1
Carilah data sebanyak-banyak yang berkaitan dengan industri gula dari tebu. Sebutkan
bahan-bahan yang digunakan dalam industri gula maupun produknya, kemudian
tentukan jenis-jenis alat peyimpannya.
5. Tes Formatif 1
1) Apa yang dimaksud penyimpanan sistem indoor dan outdoor?
2) Sebutkan alat penyimpan bahan berupa padatan dan contohnya dipakai untuk
menyimpan apa.
3) Apa saja yang perlu dipertimbangan dalam pemilihan alat penyimpan untuk bahan
berupa cairan?
4) Sebutkan alat penyimpan bahan berupa cairan dan contohnya dipakai untuk
menyimpan apa.
5) Sebutkan alat penyimpan bahan berupa gas dan contohnya dipakai untuk
menyimpan apa.
9
BAB II
GRANULATOR
A. Deskripsi
Granulator adalah alat industri kimia yang digunakan untuk membentuk
granul. Granulator banyak diaplikasikan dalam industri obat – obatan maupun pupuk
B. Kegiatan Belajar 2
1. Tujuan Pembelajaran 2
Setelah pembelajaran ini, siswa diharapkan mampu:
a. Memahami apa yang dinamakan granule
b. Memahami prinsip kerja granulator
c. Menganalisis aplikasi scrubber di industri dengan tepat
2. Uraian Materi 2
2.1. Granul
Granul (granule) adalah hasil proses granulasi dimana partikel dibuat untuk
memiliki bentuk yang lebih besar dengan membentuk partikel menjadi bulatan
atau agregat dalam bentuk yang beraturan.
Gambar 1. Bagan Teknik Granulasi
Proses granulasi dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu metode granulasi kering
dan granulasi basah
10
2.2. Granulator
2.2.1. Single Pot Processor
Alat pencampur / granulator yang mengeringkan hasil butiran dengan
peralatan yang sama tanpa discharge. Prinsip pengeringan didasarkan pada
tekanan vakum di dalam single pot yang menurunkan suhu penguapan cairan.
Sumber panas berasal dari dinding pengering. Metode pemanasan ini efektif
untuk pelarut organik skala kecil atau cairan pengikat dalam jumlah kecil.
Aliran gas dari bagian bawah alat juga bisa dimasukkan ke dalam
single pot untuk menurunkan kadar air .Keterbatasan system ini adalah
terbatasnya sumber energi, bahan yang peka terhadap panas dan
penggunaan air sebagai media granulasi
2.2.2. Fluid bed spray granulation
Granulasi dapat dilakukan dengan menggunakan unggun (bed) yang
dilengkapi dengan nozzle semprot.
2.2.3. Fluidized spray drying (FSD)
Granulasi terjadi dengan umpan cair diionisasi di bagian atas
menara. Setelah cairan diuapkan, partikel yang dihasilkan meninggalkan
ruang pengeringan kemudian dipisahkan dalam siklon
Gambar 2. Fluidized Spray Drying
2.3. Aplikasi Granulasi di Industri
Granulasi banyak ditremui di industri pupuk dan industri obat – obatan pada
pembuatan tablet.
11
3. Rangkuman 2
Granulator adalah proses pembuatan granul yang dapat dilakukan di industri obat
dan pupuk
4. Tugas Formatif 2
Kumpulkan informasi tentang granulator, bandingkan dengan pelletizer.
Diskusikan dengan kelompok Anda dan presentasikan di depan kelas
5. Tes Formatif 2
1. Apa yang dimaksud granulasi
2. Sebutkan macam macam granulator
3. Berikan aplikasi granulator di industri
12
BAB III
SCRUBBING SYSTEM
A. Deskripsi
Scrubbing system adalah system yang prinsip kerjanya mengendalikan partikel padat
maupun cair. Proses pemisahan terjadi dengan bantuan fluida cair maupun
memanfaatkan kecepatan aliran gas
B. Kegiatan Belajar 3
1. Tujuan Kegiatan Belajar 3
Setelah pembelajaran ini, siswa diharapkan mampu:
a. Memahami materi partikulat dan menyebutkan alat pengendali partikel dengan
tepat
b. Memahami prinsip kerja scrubber dengan tepat
c. Menyebutkan klasifikasi scrubber dengan tepat
d. Menganalisis aplikasi scrubber di industri dengan tepat
2. Uraian Materi 3
2.1. Materi Partikulat (Particulate Matter)
Particulate Matter (PM), juga disebut partikel polusi adalah istilah
untuk partikel padat dan cairan di atmosfer. Sumber primer particulate matter
adalah pembakaran tidak sempurna, emisi mobil, debu, sedangkan sumber
sekundernya dalah reaksi kimia di atmosfer
Beberapa istilah yang digunakan untuk menjelaskan partikulat, yakni:
a. Dust (debu)
Debu berukuran antara 1-104 μm. Merupakan partikel padat
berukuran kecil yang berasal dari pecahan massa yang lebih besar, terjadi
melalui proses penghancuran, pengasahan, peledakan pada proses atau
penanganan material seperti semen, batubara.
b. Fume (Uap)
Partikel dengan diameter antara 0,03 hingga 0,3 μm. Merupakan
partikel padatan dan halus sering berupa oksida logam, terbentuk melalui
kondensasi uap materi padatan dari proses sublimasi, ataupun pelelehan
logam.
13
c. Mist (kabut)
Partikel dengan diameter kurang dari 10 μm. Berasal dari proses
kondensasi uap air, umumnya tersuspensi dalam atmosfer atau berada
dekat dengan permukaan tanah.
d. Fog (kabut)
Fog adalah mist bila konsentrasi mist cukup tinggi sehingga
menghalangi pandangan.
e. Fly ash (abu terbang)
Fly ash memiliki diameter antara 1 sampai 103 μm yang merupakan
partikel yang tidak terbakar pada proses pembakaran batubara. Fly ash
umumnya terdiri dari material dan logam anorganik.
f. Spray (uap)
Memiliki range diameter antara 10 sampai 103 μm
Partikulat matter (PM) merupakan parameter kualitas udara yang
terdapat dalam regulasi yang diatur baku mutunya. Aturan mengenai
pencemaran udara terdapat dalam Peraturan Pemerintah Nomor 41 Tahun
1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara dan juga Keputusan MENLH
Nomor KEP-45/MENLH/10/1997 tentang Indeks Standar Pencemar Udara.
Klasifikasi partikel menurut EPA (Environmental Protection Agency)
terdiri dari:
1. Total Suspended Particulate (TSP) yaitu partikulat antara 0,1 µm – 30 µm
2. PM10 yaitu partikulat berdiameter kurang dari 10µm
3. PM2,5 adalah partikulat berdiameter kurang dari 2,5 µm yang bertahan di
atmosfer selama berapa jam hingga beberapa hari pada cuaca normal.
Dapat menyebabkan gangguan kesehatan terhadap system pernafasan
manusia
Particulate matter dapat berasal dari berbagai industri, contohnya
industry semen, industry besi dan baja, industry pulp dan kertas, industry
pembangkit listrik, dan kegiatan lain. Sumber lain dapat berasal dari kendaraan
bermotor, incinerator. Dampak dari partikel tersebut adalah mengurangi
visibilitas, menyebabkan korosi logam, merusak bangunan serta gangguan
pernafasan dan kesehatan.
14
Alat Pengendali Partikel
Alat pengendali partikel dapat berupa
1. Alat pengendali partikel dengan system gravitasi
2. Alat pengendali partukel padat dengan system centrifugasi (siklon)
3. Alat pengendali partikel dengan system filtrasi (penyaringan)
4. Alat pengendali partikel dengan system elektrostatik (ESP)
5. Alat pengendali partikel dengan system penyerapan scrubber
2.2. Alat pengendali partikel dengan system penyerapan (scrubber)
Scrubber dapat terdiri dari dry scrubber dan wet scrubber
a. Dry scrubber
Pada dry scrubber prinsip kerjanya adalah dengan mengendalikan
aliran gas yang mengandung partikel padat. Cara mengendalikan aliran gas
tersebut adalah dengan mengubah sifat aliran gas dari laminar menjadi
turbulen yang akan berpengaruh pada kecepatan aliran pertikel padat.
b. Wet scrubber
Pada wet scrubber prinsip kerjanya adalah dengan mengalirkan
fluida cair pada aliran gas, sehingga gas yang mengalir akan difiltrasi fluida
cair tersebut. Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk terjadinya proses
filtrasi adalah :
1. Mengatomisasi fluida cair menjadi pertikel yang didistribusikan dalam
jumlah yang banyak sehingga filtrasi terjadi secara merata
2. Mengalirjan gas melalui genangan fluida cair sehingga partikel akan
mengendap pada genangan air
Type wet scrubber berdasarkan arah aliran gas dan air yaitu
counter current, cross current dan co current. Kelebihan wet scrubber:
1. Mempunyai control yang baik terhadap gas yang dapat larut seperti SOx
dan NOx
2. Pengendali temperature karena pada prosesnya terjadi penggabungan
antara dua jenis fuida dengan perbedaan tempetarure
Air pada wet scrubber dipilih karena tidak korosif, mempunyai
kelarutan dan penyerapan yang tinggi. Dapat juga menambahkan larutan
NaOH sehingga SOx bereaksi dengan soda membentuk garam Na2SO4 yang
selanjutnya dapat disirkulasi.
Untuk aplikasi yang mengkombinasikan dry scrubber dan wet
scrubber dapat dilakukan dengan memanfaatkan prinsip cyclone dan
15
semburan fluida cair (air, NaOH, dsb). Kombinasi ini akan menyebabkan
debu akan terpisah dan polutan yang dapat larut seperti SOx dan Nox akan
terbawa fluida cair.
2.3. Klasifikasi wet scrubber
Wet scrubber dapat dibagi menjadi beberapa alat, seperti spray tower, cyclonic
spray, dynamic scrubber, tray tower, venturi scrubber dan orifice scrubber
2.3.1. Spray tower
Tipe paling sederhana dari wet scrubber adalah spray tower. Partikel yang
terikut pada aliran gasdisemprot dengan fluida cair melalui nozzle. Efisiensi
filtrasi partikel adalah 90% untuk ukuran partikel >5µm, 60-80% untuk partikel
3-5 µm dan 50% untuk partikel < 3 µm.
Gambar 3. Spray Tower
2.3.2. Cyclonic Spray
Perbedaan antara cyclonic spray dengan spray tower adalah dari segi
konstruksi pada bagian aliran udara masuk scrubber, Cyclonic spray memiliki
konstruksi bagian inlet gas yang dibuat pada posisi tangensial sehingga gas
masuk akan mengalami aliran turbulen.
Gambar 4. Cyclonic Spray Scrubber
16
2.3.3. Dynamic Scrubber
Dynamic scrubber memiliki rotor pada konstruksinyauntuk mengarahkan aliran
gas. Rotor pada scrubberdigerakkan dengan motor listrik dengan penempatan
rotor di luar ataupun di dalam konstruksi.
Gambar 5. Dynamic Scrubber
2.3.4. Tray tower
Tray tower scrubber merupakan scrubber vertical yang dilengkapi dengan plat
berlubangyang ditempatkan secara horizontal di bagian dalam. Gas yang
mengalir dari bagian bawah scrubber akan melintas dari lubang – lubang yang
ada pada setiap plat
Gambar 6. Tray Tower
2.3.5. Ventury scrubber
Pada tipe ini konstruksinya mengalami pengecilan diameter lalu mengalamai
pembesaran kembali. Bagian yang memiliki diameter kecil disebut throat
dimana partikel akan mengalami penumpukan
17
Gambar 7. Ventury Scrubber
2.3.6. Orifice scrubber
Pada orifice scrubber gas yang mengalir melewati genangan airsehingga
partkel akan mengendap. Untuk membuang endapan system, digunakan
proses mekanik pada bagian bawah genangan air
Gambar 8. Orifice Scrubber
3. Rangkuman 3
Scrubber adalah pengendali partikel yang banyak disunakan di industri, Prinsip
kerja scrubber adalah menyerap partikel untuk wet scrubber dan memisahkan
partikel dengan mengendalikan aliran gas yang mengandung partikel padat.
4. Tugas 3
Carilah informasi lebih banyak tentang fungsi system scrubber (scrubbing system)
di industri. Parameter apa yang dikendalikan pada system scrubber, serta
bagaimana system pengendalian bekerja. Diskusikan dan paparkan didepan kelas
hasil yang telah anda peroleh
18
5. Tes Formatif 3
1. Apa yang dimaksud dengan Particulate Matter
2. Mengapa particulate matter perlu dikendalikan, dan sebutkan cara
pengendaliannya
3. Jelaskan perbedaan dry scrubber dan wet scrubber
4. Tuliskan aplikasi scruber di industry
19
BAB IV
FURNACE
A. Deskripsi
Furnace adalah alat industri yang prinsip kerjanya memberikan perlakuan
panas terhadap bahan yang diproses. Panas tersebut dimanfaatkan untuk peleburan
bahan, pembentukan sifat bahan maupun pengubahan bentuk bahan
B. Kegiatan Belajar 4
1. Tujuan Pembelajaran 4
Setelah pembelajaran ini, siswa diharapkan mampu:
a. Memahami prinsip kerja furnace dengan tepat
b. Menyebutkan struktur umum furnace dengan tepat
c. Menyebutkan klasifikasi furnace dengan tepat
d. Menganalisis aplikasi furnace di industri dengan tepat
2. Uraian Materi 4
2.1. Furnace
Furnace adalah ruang pembakaran dan digunakan untuk mengolah
bahan baku pada suhu tinggi baik dalam kondisi padat dan cair. Industri yang
menggunakan furnace adalah industri pembuatan besi dan baja, industri logam,
industri kaca, industri manufaktur, industri pengolahan keramik, maupun industri
semen.
Furnace memberikan perlakuan panas terhadap bahan yang diproses.
Perlakuan panas tersebut memberikan fungsi sesuai proses produksi yang
dikehendaki contoh :
1. Furnace dengan tungku tertutup dimaksudkan untuk pembakaran secara
intensif seperti pada incinerator
2. Furnace pada pengolahan besi dan logam untuk memberikan perubahan
bentuk seperti penggulungan (rolling) dan penempaan (forging)
3. Furnace pada pengolahan logam untuk melelehkan logam sebagai bahan
casting
4. Furnace pada peleburan besi untuk mendapatkan pig iron, besi tuang maupun
peleburan ulang baja
5. Furnace pada industri kaca untuk melebur bahan baku
20
Pengoperasian furnace yang efisien berarti memastikan bahwa panas
yang dipindahkan pada bahan di dalam ruang bakar (combustion chamber)
berjalan optimum. Pengendalian operasi furnace yang efisien adalah
mengkombinasikan antara pengaturan burner (burner management) yang
mencakup keamanan pengapian, safety shutdown, operator interlock dan flame
safety serta pengaturan pembakaran (combustion control) yaitu firing rate, fuel/air
control, tekanan proses dan pertimbangan emisi di atmosfer.
Pemilihan jenis sumber panas untuk furnace mempunyai berbagai
pertimbangan. Sumber panas dapat berasal dari bahan bakar cair, bahan bakar
padat, bahan bakar gas maupun listrik. Hal ini berdasarkan operasi dimana
bahan bakar akan langsung bersentuhan dengan bahan yang diproses. Kadar
sulfur dan partikulat dalam bahan bakar padat akan mempengaruhi hasil bahan,
Jika sulfur tidak diinginkan dalam proses karena berkaitan dengan emisi
cerobong (chimney/stack), maka pemilihan light diesel oil (LDO) dapat menjadi
pilihan
2.2. Struktur Umum Furnace
Gambar 9. Struktur Umum Furnace
Furnace terdiri dari beberapa ruang yaitu:
1. Ruang refraktori (Refractory Bed) yang dibangun dari bahan isolasi untuk
menahan panas pada suhu operasi yang tinggi.
2. Ruang pembakaran (combustion chamber) untuk menyangga atau membawa
baja, yang terdiri dari bahan refraktori dan sebagian didinginkan oleh air.
3. Pembakar (burner) untuk sumber panas dengan bahan bakar minyak atau
gas
21
4. Cerobong (chimney) untuk saluran pembuangan gas hasil pembakaran
5. Pintu pengisian dan pengeluaran
6. Input untuk injeksi grafit dan udara
Furnace memiliki efisiensi yang performanya diukur dengan pemanfaatan
panas buang. Efisiensi furnace tinggi jika panas yang dipindahkan pada bahan di
dalam tungku tinggi. Namun demikian, furnace banyak mengalami kehilangan
panas yang disebabkan oleh:
1. Kehilangan panas melalui gas buang
Panas dari gas buang merupakan bagian dari panas yang berada dalam
gas pembakaran dibagian dalam tungku
2. Kehilangan panas dari kadar air dalam bahan bakar
Bahan bakar yang mengandung kadar air membutuhkan panas yang
lebih untuk menguapkan kadar air dibagian dalam tungku.
3. Kehilangan panas dikarenakan hidrogen dalam bahan bakar
Kehilangan panas ini akibat terjadinya pembentukan air.
4. Kehilangan panas melalui pembukaan dalam tungku
Kehilangan panas ini terjadi jika terdapat bukaan pada penutup tungku.
Selain itu dapat juga dari udara yang tertarik akibat kebocoran atau retakan
5. Kehilangan panas dari dinding tungku/permukaan,
Panas dihantarkan melalui atap, lantai dan dinding dan dipancarkan ke
udara ambien begitu mencapai permukaan tungku.
6. Kehilangan lainnya
Yaitu cara lain dimana panas hilang dari furnace, contohnya :
kehilangan panas dari isolasi, kehilangan selama penanganan bahan (belt
conveyor dll), media pendingin, kehilangan dari pembakaran yang tidak
sempurna serta, kehilangan karena pembentukan kerak.
22
Gambar 10. Furnace untuk Peleburan Kaca
2.3. Macam – macam Furnace
Furnace dapat digolongkan menjadi beberapa jenis, antara lain:
1. Berdasarkan sumber panasnya, furnace diklasifikasikan menjadi furnace
dengan bahan bakar (minyak /oil fired, batubara/coal fired dan gas/gas fired.)
serta furnace dengan listrik.
2. Berdasarkan cara pemuatan bahan, dapat digolongkan menjadi batch
(intermitten/berkala) dan kontinyu
3. Berdasarkan cara pemanfaatan kembali panasnya berupa furnace rekuperatif
dan regenerative
2.4. Aplikasi Furnace di Industri
Aplikasi furnace di industri dapat terdiri dari fungsi fisik dan fungsi kimia
seperti pada Tabel 1
Tabel 1. Aplikasi Furnace di Industri
Proses yang
terjadi Tujuan Sumber Energi Suhu Tipe Furnace
Karbonisasi Konversi
batubara
menjadi kokas
Bahan bakar cair 1000-1200 Coke Oven
Kalsinasi Menghilangkan
CO2 dari
CaCO3 pada
produksi
semen
Bahan bakar fosil 1200 Rotary kiln
Pembakaran Oksidasi sulfit Minyak dan gas Dibawah Tipe batch dan
23
Proses yang
terjadi Tujuan Sumber Energi Suhu Tipe Furnace
titik leleh
bahan
kontinyu
Sintering Menghasilkan
partikel yang
bersifat
compact
Bahan bakar fosil
maupun listrik
Dibawah
titik leleh
bahan
Sintering
furnace
Reduction
smelting
1. Produksi
logam
panas
2. Produksi
Lead
3. Produksi
Zinc
Bahan bakar fosil
dan kimia
1700-1800 1. Iron blast
furnace
2. Lead blast
furnace
3. Zn blast
furnace
Elektrolisis
molten salt
Produksi Na,
Al dan Mg
Listrik 700-900 Hall Heroult
cell
Pemurnian Produksi baja Listrik dan kimia 1600 LD converter
Furnace listrik
Peleburan Produksi
casting dari
logam dan
alloy (paduan)
Listrik dan bahan
bakar fosil
Diatas titik
leleh logam
Induction
furnace
Reverberatory
furnace
Melting
furnace
3. Rangkuman 4
Furnace digunakan di industri pembuatan besi dan baja, industri logam, industri
kaca, industri manufaktur, industri pengolahan keramik, maupun industri semen.
Prinsip kerja furnace adalah memberikan perlakuan panas terhadap bahan.
Furnace menggunakan sumber panas yang dapat berasal dari bahan bakar padat,
bahan bakar cair maupun bahan bakar gas ataupun menggunakan listrik.
4. Tugas 4
Carilah informasi lebih banyak tentang pengendalian panas di dalam furnace
berkaitan dengan suhu operasi yang tinggi. Peralatan apa yang digunakan untuk
control temperature pada furnace, serta bagaimana system pengendalian suhu
bekerja. Kumpulkan informasi tentang pengoperasian furnace, pergantian
operatornya hingga sistem perawatan furnace. Diskusikan dan paparkan didepan
kelas hasil yang telah anda peroleh
24
5. Tes Formatif 4
1. Apa yang Anda ketahui tentang intermitten dan continuous furnace
2. Parameter apakah yang dijadikan indikasi bahwa furnace bekerja dengan
efisiensi yang optimum
3. Sebutkan aplikasi furnace di industri
25
BAB V
PENGOLAHAN DATA
A. Deskripsi
Pengolahan data adalah proses yang bertujuan untuk mengolah data sehingga dapat
diambil kesimpulan dan hubungan antar variable pada data yang didapatkan
B. Kegiatan Belajar 5
1. Tujuan Kegiatan Belajar 5
Setelah pembelajaran ini, siswa diharapkan mampu:
a. Melakukan pengolahan data dengan tepat
b. Menganalisis data dengan pendekatan grafis dengan tepat
2. Uraian Materi 5
2.1. Teknik Pengolahan Data
Dalam kegiatan pembelajaran, siswa akan menemui data – data hasil
percobaan yang dilakukan. Dalam praktikum Operasi Teknik Kimia, Proses
Industri kimia, Pengontrolan proses sebagian besar kegiatan belajar mengajar
akan melakukan pengolahan data untuk membandingkan antara teori yang
didapatkan dan percobaan yang dilakukan. Pengolahan data diperlukan agar
hasil percobaan mampu memberikan informasi dan memudahkan untuk
menyusun pembahasan serta menarik kesimpulan. Data percobaan disusun
dalam bentuk tabel dan kemudian akan diolah untuk kemudian ditampilkan
dalam bentuk persamaan maupun dalam bentuk grafis
2.2. Metode Grafis
Secara umum data-data hasil percobaan dapat dibentuk menjadi
beberapa bentuk grafis dengan persamaan pendekatan yang tertentu.
2.2.3. Persamaan linier
Bentuk umum persamaan linier adalah y = ax + b. Grafik yang terbentuk
dari persamaan linier seperti terlihat pada Gambar 11
26
Gambar 11. Grafik dengan Persamaan Linier
Percobaan dengan persamaan linier seperti terlihat pada Contoh 1
Contoh 1
Siswa A melakukan percobaan evaporasi yang bertujuan untuk
mendapatkan kadar larutan gula akhir setelah proses evaporasi yang
berlangsung selama 45 menit dengan suhu evaporasi 130°C. Data yang
didapatkan untuk kurva standar pada praktikum evaporasi terlihat pada Tabel
Tabel 2. Data untuk Kurva Standar
No Kadar gula
(%)
Massa Jenis
(g/ml)
1 0,01 1,0052
2 0,02 1,0072
3 0,03 1,0123
4 0,04 1,0175
5 0,05 1,0217
Grafik percobaan yang didapatkan dari percobaan tersebut terlihat pada Gambar
Gambar 12. Grafik Hubungan antara Kadar Gula dan Berat Jenis
27
Persamaan untuk mendapatkan harga konstanta pada persamaan linier
tersebut diselesaikan dengan menggunakan Persamaan Least Square
…………………………………………………….. (1)
……………………………………………. (2)
……………………………………. (3)
Dimana y adalah nilai pada ordinat (sumbu y), x adalah nilai pada absis
(sumbu x), a=slope dan b = intercept serta n = jumlah pasangan data.
Penyelesaian persamaan dapat menggunakan substitusi, eliminasi, metode
matriks dll.
Sedangkan untuk persamaan yang langsung ditujukan untuk
mendapatkan nilai a dan b dapat dilihat pada persamaan (4) dan (5)
…………………………………………….. (4)
…………………………………………… (5)
Buatlah persamaan pendekatan dari percobaan evaporasi dengan data
pada Tabel 1.
Penyelesaian
Karena pada plot data diperoleh grafik yang hampir linier, maka
persamaan pendekatannya adalah linier y = ax +b. Dimana y adalah berat jenis
dan x adalah kadar gula
Tabel 3. Pengolahan Data dengan Least Square
No x y x2 xy
1 0,01 1,0052 0,0001 0,0101
2 0,02 1,0072 0,0004 0,0201
3 0,03 1,0123 0,0009 0,0304
4 0,04 1,0175 0,0016 0,0407
5 0,05 1,0217 0,0025 0,0511
Total ∑x = 0,15 ∑y = 5,0639 ∑x2 = 0,0055 ∑xy = 0,1524
Persamaan yang diperoleh dari memasukkan variabel ke dalam
persamaan (2) dan (3)
…………………………………… (6)
28
…………………………………… (7)
Penyelesaian persamaan (6) dan (7) tersebut akan memberikan nilai a = 0,480
dan b = 0,9984
Dengan cara langsung menggunakan persamaan (4) dan (5) didapatkan hasil
……………………………………. (8)
……………………………………. (9)
Hasil perhitungan akan mendapatkan nilai a = 0,483 dan b = 0,9983
Pada penggunaan aplikasi pengolah data seperti Excel, akan lebih
memudahkan siswa untuk mengolah data hasil percobaan. Penggunaan Excel
untuk mencari persamaan linier dimulai dengan langkah – langkah
1. Tuliskan data ke dalam kolom dan baris sesuai absis dan ordinat
2. Klik data percobaan, Insert chart, pilih scatter dan lengkapi grafik dengan title,
serta axis tittle
3. Klik kanan salah satu data percobaan, pilih add trendline, linear dan display
equation on chart. Tampilan akan terlihat seperti Gambar 13
Gambar 13. Plotting Data x dan y
Grafik akan menunjukkan plotting data dan didapatkan
nilai a = 0,433 dan nilai b = 0,9998.
2.2.4. Persamaan logaritmik
Pada persamaan logaritmik, bentuk umum persamaannya adalah y =
axn. Untuk penyelesaian persamaan logaritmik dapat dilakukan pendekatan
sebagai berikut:
………………………………………………..…… (10)
……………………………………………….... (11)
……………………………..…………... (12)
29
Akan didapatkan persamaan linier y’ = ax’ + b. Dimana y’ = log y, a = n,
x’ = log x dan b = log a, dimana n adalah slope dan log a adalah intercept.
Persamaan didapatkan dengan plot antara log x vs log y.
Gambar 14. Log x vs Log y Pada Persamaan Linear
Percobaan dengan persamaan tersebut seperti terlihat pada Contoh 2
Contoh 2.
Pada rentang konsentrasi yang kecil dan campuran yang cair, isoterm
adsorpsi dapat digambarkan dengan persamaan empirik yang dikemukakan oleh
Freundlich. Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben mempunyai
permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai potensi penyerapan
yang berbeda-beda. Persamannya adalah:
……………………………….. (13)
Dimana x = banyaknya zat terlarut yang teradsorpsi, m = massa
adsorben, C = konsentrasi adsorben, k dan n = konstanta adsorben
Data yang didapat
Tabel 4. Data Percobaan Adsorpsi
No
Massa
(gram)
Konsentrasi asam (N) x
(gram) log C
Awal Akhir ∆C
1 1,0010 0,4950 0,4700 0,0250 0,1500 0,1498 -0,8239 -1,6021
2 1,0020 0,2460 0,2330 0,0130 0,0900 0,0898 -1,0458 -1,8861
3 1,0025 0,1280 0,1100 0,0180 0,1080 0,1077 -0,9666 -1,7447
4 1,0014 0,0620 0,0520 0,0100 0,0600 0,0599 -1,2218 -2,0000
5 1,0008 0,0310 0,0290 0,0020 0,0140 0,0143 -1,8539 -2,6990
30
No
Massa
(gram)
log C
-log C
1 1,0010 -
0,8239
-
1,6021
0,8239 1,6021
2 1,0020 -
1,0458
-
1,8861
1,0458 1,8861
3 1,0025 -
0,9666
-
1,7447
0,9666 1,7447
4 1,0014 -
1,2218
-
2,0000
1,2218 2,0000
5 1,0008 -
1,8539
-
2,6990
1,8539 2,6990
Penyelesaian
………………………..…………. (14)
…………………………… (15)
…………………… (16)
…………… (17)
Hal ini sesuai dengan persamaan y’ =ax’ + b
No -log C
x’
y’
x’2 xy
1 1,6021 0,8239 2,5667 1,3200
2 1,8861 1,0458 3,5574 1,9725
3 1,7447 0,9666 3,0440 1,6864
4 2,0000 1,2218 4,0000 2,4436
5 2,6990 1,8539 7,2846 5,0037
Jumlah ∑x’ = 9,9319 ∑y’ = 5,9120 ∑x’2 = 20,4527 ∑xy = 12,4262
31
Persamaan yang diperoleh dari memasukkan variabel ke dalam
persamaan (2) dan (3)
…………………………………… (18)
…………………………… (19)
Penyelesaian persamaan (18) dan (19) tersebut akan memberikan nilai
a = 0,9427 dan b = -0,6902
Dengan cara langsung menggunakan persamaan (4) dan (5) didapatkan hasil
……………………………………. (20)
………………………………. (21)
Hasil perhitungan akan mendapatkan nilai a = 0,9427 dan b = -0,6902
Dengan mengganti harga a dan b maka persamaan adsorbsi akan menjadi
dimana diperoleh harga 1/n dan k
nilai k = 0,6902
………………………..……………………………. (22)
…………………………………………………… (23)
Dengan adanya data ini, maka dapat dicari harga x model.
Perbandingan antara x data dan x model akan memberikan % kesalahan. Cara
lain adalah dengan menghitung koefisien determinasi (R2) dan besarnya Sum of
Square Error (SSE) dengan rumus
…………………… (22)
Setelah itu, untuk penentuan model yang sesuai digunakan koefisien
determinasi (R2) yaitu perbandingan sum of square the regression (SSR) dan
total sum of squares (SST) menurut persamaan berikut:
……………………………………………….…… (23)
32
Dimana
…………………………………………….. (24)
…………………………………………….. (25)
Karena SST = SSR – SSE, dimana
…………………………………………….. (26)
Maka persamaan menjadi:
…………………………………………………….. (27)
Hasil perhitungan
Untuk cara yang paling mudah dengan metode plot garis lurus terlihat
pada Tabel 1
Tabel 5. Ringkasan Persamaan Grafis dan Penyelesaiannya
Persamaan Penyelesaian
Plot y vs x
Plot log y vs log x
Plot y vs 1/x
2.3. Metode Interpolasi
Metode interpolasi dibutuhkan pada saat dibutuhkan informasi yang
bersumber dari tabel contoh : logaritma, fungsi trigonometri, steam properties,
tekanan uap dan lain sebagainya dimana data diberikan dalam bentuk tabel
standar untuk referensi.
Persamaan interpolasi
Sehingga persamaan akan menjadi
33
Misal pada pasangan data
X Y
X0 Y0
X1 Y1
X2 Y2
Dimana pasangan data variabel bebas dan terikat yang diketahui menggunakan
indeks 0 dan 2, dan data yang ingin dicari melalui interpolasi menggunakan
indeks 1 seperti pada Gambar 15
Gambar 15. Grafik Interpolasi
Contoh
Pada steam tabel pada steam jenuh terdapat nilai Hfg untuk masing-masing
temperature sebagai berikut :
T, oF Hfg
100 950
120 942
150 935
Berapa harga Hfg pada T = 130 oF?
Penyelesaian ;
H130 = H120 + )()120150(
)120130(120150 HH
= 942 + )942935(30
10
= 942 – 2,333
= 939,667
34
3. Rangkuman 5
Pengolahan data dapat dilakukan untuk membandingkan antara teori yang
didapatkan dan percobaan yang dilakukan. Pengolahan data diperlukan agar hasil
percobaan mampu memberikan informasi dan memudahkan untuk menyusun
pembahasan serta menarik kesimpulan.
4. Tugas Formatif 5
Lakukan percobaan evaporasi dengan variasi larutan gula sebanyak 10, 20, 30, 40
dan 50%. Hitung berat jenis larutan tersebut dan susunlah persamaan garis dari
kurva standar yang didapatkan
5. Tes Formatif 5
1. Apa yang dimaksud persamaan linier, bagaimana suatu data percobaan
didekati dengan persamaan linier
2. Apa yang dimaksud dengan persamaan logaritmik, susunlah persamaan yang
dapat memberikan penyelesaian persamaan logaritmik dalam persamaan linier
35
BAB VI
BASIC SYSTEM CONTROL
A. Kegiatan Belajar 1 (Sejarah Perkembangan Instrumen Dan Sistem Kontrol)
1. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 1
Setelah mempelajari pembelajaran 1, siswa diharapkan dapat:
a. Tujuan dari penerapan sistem instrumentasi dan kontrol di dalam industri
proses
b. menyebutkan apa saja yang termasuk dalam sistem instrumentasi dan
kontrol
2. Uraian Materi 1
Pengukuran yang teliti dan sistem kontrol yang tepat dalam industri proses,
dapat menghasilkan harga variable fisika dan kimia dari sistem yang sesuai
dengan harga perancangannya. Hal ini akan dapat menghemat biaya operasi
serta perbaikan hasil produksi.
Sebagai contoh, harga temperature yang tepat dalam pemprosesan
minyak mentah (crude oil) akan menghasilkan produk terbaiknya. Jika harga
temperature ini digunakan untuk mengontrol aliran atau jumlah bahan bakar yang
digunakan didalam proses pemanasan, maka tidak akan terjadi “overheating”
pada proses tersebut sehingga jumlah bahan bakar dapat dihemat.
Tujuan dari penerapan sistem instrumentasi dan kontrol di dalam industri
proses adalah berkaitan dengan segi ekonomis. Oleh karena itu instrumentasi dan
sistem kontrol yang diterapkan diharapkan dapat menghasilkan :
a. Kualitas produk yang lebih baik dalam waktu pemrosesan yang lebih singkat.
b. Biaya produksi yang lebih murah, oleh karena :
Penghematan bahan mentah dan bahan bakar.
Peningkatan efisiensi waktu mesin dan pekerja.
Pengurangan produksi yang rusak (off spec.).
c. Peningkatan keselamatan personil dan peralatan.
d. Pengurangan polusi lingkungan dari bahan limbah hasil proses.
Berdasarkan ini, maka beberapa hal yang termasuk dalam sistem instrumentasi
dan kontrol meliputi :
36
a. Karakteristik proses.
b. Sistem pengukuran.
c. Pemrosesan data otomatis.
d. Sistem pengontrolan dengan elemen kontrol akhir (final control element).
Keempat butir sistem instrumentasi dan kontrol tersebut di atas sudah dilakukan
sejak awal oleh setiap orang yang ingin memperoleh harga tertentu dari suatu
besaran fisika. Gambar 2.1 menunjukkan bagaimana seseorang ingin memperoleh
temperature air yang sesuai dengan keinginanya, dimana semua sistem
dioperasikan oleh manusia secara manual.
a. Sebagai proses adalah pemanasan air dengan sumber kalor dari steam.
b. Sebagai alat ukur adalah tangan kanan pemakai.
c. Sebagai prosesor adalah otak pemakai, yang akan mengevaluasi apakah
temperature air sudah sesuai dengan keperluannya.
d. Sebagai sistem control dan final control elemen adalah tangan kiri pemakai
dan kran steam.
Jadi langkah sederhana ini telah mencakup semua langkah dalam sistem
instrumentasi dan kontrol pada industri proses yang dilakukan secara manual.
Gambar 1. Pengaturan temperature air secara manual
Dalam pengembangan selanjutnya, sistem pada gambar 1 dikembangkan
sehingga tidak semua langkah dalam proses dilakukan oleh manusia, lihat
gambar 2 Dalam sistem ini, temperature yang dikehendaki (set point
temperature) dapat ditentukan sebagai suatu acuan, sedangkan alat ukur
temperature dilakukan oleh sensor pressure thermometer, sistem kontrol dan
37
final control elemennya dilakukan oleh sistem pneumatik dan katup pengontrol
control valve).
Gambar 2. Pengaturan temperature air secara pneumatic
Dalam perkembangan yang terakhir ini (gambar 3), langkah pengukuran,
pemprosesan data dan pengontrolan berbagai besaran fisika atau kimia tidak
dilakukan secara terpisah, tetapi dilakukan secara simultan. Hal ini memerlukan
suatu processor yang dapat mengkoordinasi hasil pengukuran dan tindak lanjut
berdasarkan pilihan algoritma yang dapat digunakan dalam mengkoordinasi
langkah sistem instrumentasi. Juga berdasarkan kemampuannya dalam
melakukan pemantauan dan pengolahan data, selanjutnya mengeluarkan hasil
pengolahan untuk memicu final control element pada proses
Gambar 3. Sistem Instrumentasi berbasis komputer
38
Perkembangan instrumentasi dan sistem kontrol yang dimulai tahun 1930
hingga saat ini, dipengaruhi dua faktor, yaitu ; kebutuhan pemakai dan
kemajuan teknologi. Kebutuhan pemakai dalam menangani proses yang semakin
rumit dan besar ini akan menuntut peningkatan teknologi sistem kontrol.
Dalam mengatasi hal ini maka pemilik pabrik (owner) berusaha lebih
meningkatkan sistem otomatisasi pada pabrik untuk tujuan optimasi
pengoperasian pabrik. Sesuai dengan kebutuhan pemakai ini, maka para
pemasok (vendor) peralatan instrumentasi dan kontrol menawarkan sistem yang
terintegrasi antara pemantauan, pengontrolan, serta sistem peyimpanan dan
pengambilan data.
Kemajuan teknologi dalam bidang elektronika juga merupakan faktor
yang menentukan cepatnya perkembangan instrumentasi dan sistem kontrol.
Pada masa sebelum tahun 70-an, instrumentasi pneumatik yang menggunakan
teknologi flapper-nozzle, tubing tembaga dengan angin instrument merupakan
instrumentasi yang tergolong teknologi tinggi pada saat itu. Perkembangan
transistor dan rangkaian analog yang terintegrasi pada awal tahun 70-
an menghasilkan kemampuan dan meningkatkan kehandalan instrumentasi dan
sistem control elektronik. Kemajuan ini mengakibatkan instrumentasi dan sistem
kontrol dengan teknologi elektronik analog dapat menggantikan teknologi
pneumatik.
Perkembangan teknologi komputer digital yang didukung oleh
perkembangan yang pesat di bidang mikro-elektronika (microprocessor) di
pertengahan tahun 70-an telah memberikan dampak yang positif dan nyata pada
instrumentasi dan sistem kontrol pada industri proses, termasuk pula di industri
pengolahan minyak dan gas bumi serta industri kimia. Perkembangan teknologi
ini mengakibatkan instrumentasi dan sistem kontrol berbasis teknologi digital
dapat menggantikan teknologi elektronik analog pada banyak penerapannya.
Sejalan dengan ditemukannya komponen elektronik yang berkemampuan
tinggi sebagai perangkat keras (hardware) dan diikuti pula dengan perkemangan
perangkat lunak (software) yang demikian majunya, telah melahirkan konsep-
konsep baru di dalam dunia instrumentasi dan sistem kontrol. Sistem baru ini
berkembang sangat pesat dan dikenal sebagai teknologi Programmable Logic
Controller (PLC) dan Distributed Control System(DCS).
Pada awal tahun 80-an, perkembangan teknologi microprocessor sangat
39
cepat dan diikuti dengan perkembangan perangkat lunak serta operating system
UNIX yang semakin maju, maka diikuti juga dengan perkembangan teknologi
DCS berbasis operating system UNIX.
Pada awal tahun 90-an setelah diluncurkan operating system berbasis Windows
dan didukung dengan perkembangan teknologi microprocessor dengan kemampuan
lebih besar, maka teknologi DCS memasuki babak baru yang luar biasa dalam dunia
instrumentasi dan sistem kontrol yaitu DCS berbasis Windows. Operator console yang
sebelumnya menggunakan special computer/monitor digantikan dengan Personal
Computer (PC).
Selanjutnya pada akhir tahun 90-an, teknologi instrumentasi dan sistem kontrol
berbasis DCS memasuki era baru yaitu Open Network Technology (teknologi dimana
sub-system DCS dapat terhubung secara langsung dengan jaringan DCS tanpa
menggunakan Gateway sebagai network converter) dengan menggunakan Ethernet
(TCP/IP) sehinga memudahkan mengimplementasikan aplikasi seperti ; PIMS (Plant
Information Management System), KMS (Knowledge Management System), Enhanced
Regulatory Control (ERC), Advanced Process Control (APC), Plant Optimization dan
lain-lain.
Sistem Kontrol Tradisional
Pada awalnya sistem kontrol yang terdapat di kilang minyak adalah
konsep yang sekarang dikenal dengan sebutan sistem kontrol terdistribusi
(gambar 2.4). Pada konsep ini, peralatan instrumentasi dan sistem kontrol
didistribusikan di seluruh plant, dimana operator dapat membaca set point dan
mengatur keluaran. Namun antara satu sistem kontrol dengan sistem kontrol
yang lain tidak dihubungkan, sehingga operator harus bertugas
mengkoordinasikan sistem kontrol yang terdistribusi tersebut. Komunikasi yang
digunakan untuk mengintegrasikan pengoperasian kilang dilakukan dengan
komunikasi verbal antara satu operator dengan yang lain (interface antara
manusia - manusia). Konsep ini tentunya hanya dapat dilakukan pada proses
yang tidak rumit dan kecil.
40
Gambar 4. Sistem Kontrol Tradisional
Setelah ditemukan instrumentasi dan system control pneumatik yang
terhubung langsung pada tahun 1930, konsep architecture sistem kontrol masih
sama dengan sebelumnya, dimana elemen kontrol seperti sensor, controller dan
hubungan antara operator dengan actuator tetap tersebar di seluruh plant.
Situasi ini terus berubah sesuai dengan meningkatnya kapasitas dan
kerumitan kilang. Suatu hal yang sulit untuk tetap mempertahankan architecture
dimana setiap elemen kontrol tersebar di setiap lokasi. Akhirnya pada awal
tahun 60-an setelah ditemukan sistem transmitter jenis pneumatik, membuat
architecture sistem kontrol berubah menjadi terpusat dimana monitoring dan
pengendalian proses dilakukan dari ruang kendali (control room) lihat gambar 5.
(interface manusia – mesin).
Gambar 5. Sistem Kontrol Pneumatic terpusat di Control Room
Mekanisme sistem kontrol dengan architectur terpusat seperti ini
41
dilakukan dengan cara ; pengukuran proses variabel dilakukan oleh sensor di
lapangan, kemudian hasil pengukuran ditransmisikan oleh transmiiter ke
controller yang berlokasi di ruang kendali. Selanjutnya sinyal kontrol yang
diinginkan ditransmisikan kembali ke actuator pada unit proses. Keuntungan
architecture ini adalah semua informasi yang diperlukan dapat ditampilkan di
ruang kontrol sehingga mudah dilihat oleh operator dengan demikian operator
dapat dengan mudah mengontrol kilang.
Pada awal tahun 70-an, architecture sistem control terpusat bergeser dari
pneumatik menjadi elektronik. Perubahan ini mengurangi biaya pemasangan
sistem kontrol dan waktu tunda (lag time) yang terjadi pada sistem kontrol
pneumatik. Selain itu penggantian sistem kontrol pneumatic (3-15 psig atau 0.2-
1.0 kg/cm2g) menjadi elektronik (4-20 mA atau 1-5 V) juga mengganti tubing
yang diperlukan untuk sistem pneumatik menjadi kabel. Keuntungan system
control elektronik ini, memungkinkan pabrik lebih mudah diperbesar atau
dikembangkan.
Sistem Kontrol Berbasis Komputer
Kelanjutan evolusi sistem kontrol tradisional adalah sistem kontrol
berbasis computer. Penerapan computer dalam industri pertama dipasang pada
stasiun pembangkit tenaga listrik untuk monitoring plant. Penemuan ini
memberikan kemampuan data acquisition yang sebelumnya tidak ada, dan
membebaskan operator dari pengoperasian plant berupa pengambilan dan
penyimpanan data yang selama ini berulang dilakukan oleh operator.
Dalam waktu singkat setelah itu, sistem kontrol computer dipasang di
pabrik kimia dan kilang. Penerapan ini masih menggunakan sistem control
analog elektronik sebagai controller utama. Komputer difungsikan sebagai
supervisory dimana menggunakan data masukan yang tersedia untuk
menghitung setpoint control yang menghasilkan kondisi operasi yang efisien,
selanjutnya setpoint ini dikirim ke controller analog yang berfungsi sebagai
pengontrol loop tertutup. Kemampuan supervisory computer dalam mengambil,
memperagakan dan menyimpan data yang dibutuhkan operator dapat
memperbaiki pengoperasian pabrik dan menghasilkan nilai ekonomi yang
optimum.
Tahap selanjutnya evolusi sistem kontrol computer pada proses adalah
penggunaan computer pada loop control utama, biasa disebut Direct Digital
Control (DDC) lihat gambar 2.6. Dalam pendekatan ini, pengukuran proses
42
dilakukan computer secara langsung, computer menghitung keluaran
kontrolnya, kemudian mengirimkan keluaran tersebut secara langsung ke alat
penggerak (final element).
Sistem DDC tersebut pertama kali dipasang tahun 1970 pada pabrik
kimia. Untuk keamanan, sistem kontrol analog elektronik masih disediakan,
untuk menjamin proses tetap berjalan meskipun computer mengalami
kegagalan (failure). Ini disebabkan karena pada awal sistem DDC masih
terdapat masalah kehandalan perangkat keras computer. Meskipun ada
masalah tersebut, ternyata sistem kontrol digital mempunyai kemampuan jauh
lebih besar dari sistem kontrol analog dalam hal penalaan (tuning) parameter
dan set point. Algoritma control yang rumit dapat diterapkan untuk memperbaiki
pengoperasian plant, dan tuning parameter loop control dapat diset secara
adaptif (self tuning) mengikuti perubahan kondisisi operasi.
Gambar 6. Sistem Kontrol Direct Digital Control (DDC)
Sistem Kontrol Berbasis DCS
Architecture sistem control proses berbasis Distributed Control System
(DCS) mulai diperkenalkan dalam era industri proses sekitar tahun 1976. Dari
perkembangan DCS pertama kali hingga tahun 1995, telah terjadi penambahan
fungsi dan modifikasi sehingga pengunaannya menjadi lebih user friendly dan
perawatan yang mudah.
43
Gambar 7. Sistem Kontrol Distributed Control System (DCS)
DCS adalah suatu jaringan computer control yang dikembangkan untuk
tujuan monitoring dan pengontrolan proses variable pada industri proses.
Sistem ini dikembangkan melalui penerapan teknologi microcomputer,
software dan network. Sistem hardware dan software mampu menerima sinyal
input berupa sinyal analog, digital maupun pulsa dari peralatan instrument di
lapangan. Kemudian melalui fungsi feedback control sesuai algorithm control (P.
PI. PID, dll) maupun sequence program yang telah ditentukan, sistem akan
menghasilkan sinyal output analog maupun digital yang selanjutnya digunakan
untuk mengendalikan final control element (control valve) maupun untuk tujuan
monitoring, reporting, dan alarm.
Perlu diperhatikan disini bahwa fungsi kontrol tidak dilakukan secara terpusat,
melainkan ditempatkan di dalam satellite room (out station) yang terdistribusi di
lapangan (field). Setiap unit proses biasanya memiliki sebuah out station, di dalam out
station tersebut terdapat peralatan controller (control station & monitoring station). Oleh
karena peralatan tersebut berfungsi sebagai fasilitas untuk koneksi dengan perlatan
instrumen lapangan (instrument field devices), maka peralatan tersebut sering juga
disebut sebagai process connection device.
44
Gambar 8. Distributed Control System
Architecture DCS dapat dilihat pada gambar 9 yang secara garis besar terdiri
dari tiga bagian utama yaitu ; Man-Machine Interface, Process Connection Device dan
Data Communication Facilities.
Man-Machine Interface (MMI) atau operator station berfungsi sebagai pusat
monitoring dan pengendalian proses di lapangan, dan ditempatkan secara terpusat di
dalam ruang kendali (control room). Fungsi utama operator station adalah sebagai layar
minitor untuk menampilkan, mengoperasikan, serta me-record data-data yang diperoleh
dari controller yang ditempatkan di out station.
Process Connection Devices atau disebut juga Field Control Station yang
berfungsi sebagai peralatan controller (control station & monitoring station) terdiri dari
module-modul CPU (Processor), I/O Module, Communication Module dan Power Supply
Module, dlll.
Data communication facilities berfungsi sebagai media komunikasi data secara
real time antara station-station yang terhubung pada communication-bus (data-hiway),
terutama antara control station, monitoring station dengan operator station.
45
Ethernet
Gambar 9. Architecture Distributed Control System
Pertamina, khususnya Direktorat Pengolahan telah
mengimplementasikan teknologi DCS hampir di seluruh Unit Pengolahan untuk
monitoring dan pengontrolan operasi kilang, antara lain :
1. UP-II (Foxboro)
2. UP-III (Honeywell & Yokogawa)
3. UP-IV (Yamatake-Honeywell)
4. UP-V (Honeywell & Yokogawa)
5. UP-VI (Yokogawa)
3. Rangkuman 1
Operasi di industri sangat bergantung pada pengukuran dan pengendalian
besaran proses. Beberapa besaran proses yang harus diukur dan dikendalikan
pada suatu industri proses, misalnya aliran (flow) di dalam pipa, tekanan
(pressure) didalam sebuah vessel, suhu (temperature) di unit heat exchange,
serta permukaan (level) zat cair di sebuah tangki. Sistem control secara cepat
mengalami perubahan dari tradisional sampai terakhir menggunakan DCS.
4. Tugas 1
Identifikasikanlah sistem pengontrolan di Industri Petrokimia
ooo
ENG HIS
HIS
Dual Redundant V-net
Subsyste
m
Discrete I/O
/ Analog I/O
Fieldbu
s
Operation
Major Components:
HIS: Human Interface
Station
ENG: Engineering Station
FCS: Field Control Station
FIO : Field Network I/O
Ethernet: Information
Bus
V-net: Real-time Control
Bus
FCS (FIO)
46
5. Tes Formatif 1
a. Sebutkan prinsip kerja sistem kontrol secara tradisional
b. Sebutkan prinsip kerja sistem kontrol secara DDC
c. Sebutkan prinsip kerja sistem kontrol secara DCS
B. KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 : PENGUKURAN FLOW
1. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 2
Siswa dapat:
a. Menyebutkan macam-macam alat ukur flow
b. Mendiskripsikan prinsip kerja masing-masing alat ukur flow
c. Membaca skala ukur flowmeter
2. Uraian Materi 2
Umum
Alat ukur (measuring device) adalah alat yang berada di lapangan (field)
untuk mengukur variable proses seperti flow, pressure, level dan temperature.
Pada industri proses output data dari alat ukur akan ditransmisikan ke ruangan
control (control room) untuk diproses lebih lanjut dalam kaitannya dengan sistem
kontrol.
Pemilihan jenis alat ukur yang sesuai dan terbaik untuk mengukur suatu
variable proses, sering kali sukar dilaksanakan, bahkan seorang engineer yang
berpengalaman dan sudah mempunyai metoda pemilihan akan mengalami
demikian.
Pemilihan dapat lebih sederhana bilamana semua kondisi operasi (service
condition) yang dipersyaratkan diketahui. Beberapa pengukuran memerlukan lebih
informasi dibanding dengan yang lain. Sebagai contoh, beberapa kondisi operasi
dan stream characteristic harus diketahui untuk aplikasi pengukuran aliran (flow)
dibanding untuk peralatan pengukuran tekanan (pressure). Oleh karena itu sangat
penting untuk mendaftar semua informasi yang berhubungan dengan pemilihan
alat ukur yang dimaksud.
47
Pengukuran Aliran Fluida (Flow Measurements)
Pengukuran aliran fluida adalah sangat penting di dalam suatu industri
proses seperti kilang minyak (refinery), pembangkit listrik (power plant) dan
industri kimia (petrochemical). Pada industri proses seperti ini, memerlukan
penentuan kuantitas dari suatu fluida (liquid, gas atau steam) yang mengalir
melalui suatu titik pengukuran, baik didalam saluran yang tertutup (pipe) maupun
saluran terbuka (open channel). Kuantitas yang ditentukan antara lain ; laju aliran
volume (volume flow rate), laju aliran massa (mass flow rate), kecepatan aliran (flow
velocity).
Instrumen untuk melakukan pengukuran kuantitas aliran fluida ini disebut
flowmeter. Pengembangan flowmeter ini melalui tahapan yang luas mencakup
pengembangan flow sensor, interaksi sensor dan fluida melalui penggunaan teknik
komputasi (computation techniques), transducers dan hubungannya dengan unit
pemprosesan sinyal (signal processing units), serta penilaian dari keseluruhan
sistem di bawah kondisi ideal, kondisi gangguan (disturbed), kasar (harsh), kondisi
berpotensi meledak (explosive conditions) serta pada lokasi laboratorium dan
lapangan (field).
Beberapa jenis flowmeter yang sering digunakan di dalam industri proses dapat
dikelompokkan sebagai berikut :
No Flowmeter
1. Differential Pressure Orifice
Venturi Tube
Flow Nozzle
Pitot Tube
Pitot Tube (Averaging)
Anubar
Elbow Taps
Wedge
V-Cone
Dall Tube
2. Variable Area Rotameter
Movable Vane
Weir, Flume
3. Positive Displacement Nutating Disc
Oscillating Piston
Oval Gear
Roots
4. Turbine
48
No Flowmeter
5. Thermal
6. Target
7. Ultrasonic Doppler
Transit Time
8. Magnetic
9. Coriolis
10. Vortex
Pemasangan (Instalation)
Secara garis besar ada dua jenis metoda pemasangan dari flowmeter yaitu
inline dan insertion. Pada model Inline pemasangan membutuhkan dua buah
connector untuk pipa bagian hulu (upstream) dan hilir (downstream), sedangkan
model insertion pemasangannya dilakukan dengan menyisipkan sensor probe
kedalam pipa.
Metode pemasangan secara insertion lebih fleksibel dan hemat, bila
dipasang pada line size yang lebih besar. Pemasangan secara inline, garis tengah
dari pipa harus sama dengan ukuran garis tengah flowmeter. Ada dua jenis
metoda penyambungan yang banyak digunakan untuk pemasangan flowmeter
secara inline dengan pipa yaitu flanged dan wafer.
Gambar 10. Metoda pemasangan Flowmeter
Pada umumnya pemasangan flowmeter pada suatu titik mempersyaratkan
pipa pada kedua sisi flowmeter (upstream dan downstream) dipasang secara lurus
pada suatu jarak tertentu. Khusus untuk alat ukur aliran jenis “pressure drop
meter” kadang- kadang memerlukan pipa penyearah (straightening vane) untuk
aliran dengan distribusi kecepatan abnormal. Sumber utama adanya gangguan
pada profil kecepatan fluida dalam pipa adalah adanya dua elbow dan valve.
49
Straightening vane yang diletakkan diantara elbow dan element primer efektif
untuk menghilangkan putaran (swirls) pada aliran.
Gambar 11. Straightening Vane
Pemilihan (Selection)
Untuk memilih suatu flowmeter yang sesuaikan aplikasinya, banyak faktor yang perlu
untuk dipertimbangkan. Yang paling utama adalah fluid phase (liquid, gas atau
steam) dan flow condition (clean, dirty, viscous , abrasive, open channel, dll.).
Faktor kedua yang paling utama adalah line size dan flow rate (keduanya
berhubungan erat). Informasi ini lebih banyak dapat mengeliminasi berbagai macam
sub model pada setiap teknologi flowmeter.
Fluid propertries lainnya mempengaruhi pemilihan dari flowmeter antara lain density
(specific gravity), pressure, temperature, viscosity, and electronic conductivity.
Informasi lainnya adalah status dari fluida (pure atau mixed) dan status dari aliran
(constant, pulsating atau variable).
Lebih dari itu, temperatur lingkungan, lokasi pemasangan (corrosive,
explosive, indoor atau outdoor), metoda instalasi (insertion, clamped-on, atau inline),
dan penempatan dari flowmeter juga perlu untuk dipertimbangkan, bersama dengan
faktor lain yang meliputi antara lain maksimum pressure drop yang diijinkan,
ketelitian (accuracy) yang diperlukan, repeatability serta biaya (pengadaan dan
pemeliharaan).
Sifat Fisik Fluida
Dalam menyelesaikan persoalan-persoalan mengenai aliran fluida selalu diperlukan
data-data dari fluida itu sendiri, yaitu sifat-sifat fisiknya. Diantara berbagi sifat fisik
fluida ada dua sifat yang paling penting, yaitu viskositas (viscosity) dan rapat massa
(density).
a. Viskositas ( μ )
Viskositas adalah suatu sifat fluida yang merupakan ukuran dari besarnya
tahanan atau hambatan yang dialami bila fluida mengalir. Makin besar viskositas
suatu fluida, maka makin besar hambatan yang dialami sehingga makin sulit
fluida itu akan mengalir.
50
Hal ini dapat diterangkan secara matematis, yaitu hubungan antara gaya dan
gradient kecepatan ditentukan oleh persamaan :
Dimana :
F = Gaya yang diberikan pada pelat
A = Luas permukaan pelat
dv/dy = gradient kecepatan dalam arah y
F/A = tegangan geser
μ = konstanta kesebandingan (viskositas)
Terlihat pada persamaan di atas bahwa makin besar harga μ , makin besar
gaya yang diperlukan untuk menghasilkan gradient kecepatan tertentu atau gaya
yang sama akan didapat gradien kecepatan yang lebih kecil. Dari kedua hal
tersebut di atas, maka dapat disimpulkan bahwa makin besar μ makin sukar
fluida mengalir. Fluida yang sukar mengalir merupakan fluida yang viskos,
sehingga konstanta kesebandingan ini disebut koefisien viskositas atau disebut
saja viskositas.
Besarnya viskositas suatu fluida dipengaruhi oleh temperature, tekanan
(pressure) dan tegangan geser yang dialami. Bila viskositas suatu fluida hanya
tergantung pada temperature dan tekanan maka fluida tersebut disebut fluida
Newtonian. Bila temperature dinaikkan, maka viskositas cairan akan berkurang
sedangkan viskositas gas akan bertambah. Menaikkan tekanan akan
memperbesar baik viskositas cairan maupun viskositas gas. Umumnya viskositas
gas lebih peka terhadap perubahan tekanan dibandingkan dengan cairan, tetapi
kurang peka terhadap perubahan temperature.
a. Viskositas Dinamik (Absolut)
Viskositas yang dijelaskan di atas adalah viskositas dinamik dan menurut
defenisi dari persamaan 4.1
Mempunyai satuan : dyne.detik / cm2 atau gram / cm.detik, di dalam
prakteknya satuan untuk viskositas dinamik biasanya dinyatakan dengan
poise atau centipoises, dimana :
51
1 poise = 100 centipoise = 1 dyne.detik / cm2
b. Viskositas Kinematik
Viskositas kinematik didefinisikan sebagai :
Dimana :
viskositas kinematik = ע
μ = viskositas dinamik (absolute)
ρ = rapat massa (density)
Dalam prakteknya viskositas kinematik ini sering dinyatakan dengan satuan
stoke, dimana :
1 stoke = 100 centistoke = 1 cm2/detik
Dari definisi satuan centipoises dan centistokes, maka didapatkan hubungan :
Dimana :
SG = berat jenis (specific gravity)
Didalam prakteknya viskositas suatu fluida dapat ditentukan dengan
menggunakan grafik, nomogram atau table yang sudah ada asalkan
kondisinya diketahui.
c. Rapat Massa (density)
Rapat massa dari suatu fluida merupakan ukuran dari banyak massa pada
temperature dan tekanan tertentu yang ditempatkan di dalam satu volume.
Dimana : ρ = rapat massa (density)
m = massa
V = volume
52
d. Berat Jenis (specific gravity)
Rapat massa suatu fluida sering juga dinyatakan dengan berat jenis
(specific gravity), yaitu perbandingan anatar rapat massa suatu fluida dan
rapat massa fluida yang dipilih sebagai fluida standard. Untuk cairan
biasanya menggunakan air sebagai fluida standard sedangkan untuk gas
digunakan udara.
Berat Jenis (Specific Gravity) Cairan
Berat Jenis (Specific Gravity) Gas
e. Bilangan Reynold
Penelitian-penelitian yang dilakukan oleh Osbone Reynold menunjukkan
bahwa bentuk aliran fluida didalam pipa yaitu laminar, transitional, atau
turbulent tidak hanya tergantung pada kecepatan (free-stream fluid
velocity) ( V ) saja, tetapi juga tergantung pada diameter pipa (characteristic
distance) ( D ), rapat massa (fluid density) ( ρ ) dan fluid viscosity
(dynamic) ( μ ). Bentuk aliran didasarkan pada kombinasi dari parameter
tersebut yang menghasilkan suatu konstanta tak berdimensi yang disebut
bilangan Reynold ( Re ). Bilangan Reynold ini didefenisikan sebagai :
53
Dimana : ρ = rapat massa (lbm/cu.ft)
v = kecepatan aliran (ft/sec atau fps)
D = diameter pipa (ft)
μ = viskositas absolute fluida (lbm/ft/sec)
Untuk keperluan teknik, aliran dimana :
Reynolds Number < 2000 dikategorikan sebagai bentuk aliran laminar
2000 ≤ Reynolds Number ≤ 4000 dikategorikan sebagai bentuk aliran
transitional
Reynolds Number > 4000 dikategorikan sebagai bentuk aliran turbulen.
Alat Ukur Aliran Fluida
Acuan secara umum untuk pengukuran aliran (flow measurement) adalah API RP
550, “Manual on Installation of Refinery Instrument and Control System”. Part 1,
“Process Instrumentation and Control”. Section 1, “Flow”.
Di dalam pemilihan alat ukur flow (flow measuring device), berikut kondisi-kondisi
yang sangat berpengaruh dan harus diketahui untuk perhitungan, antara lain :
1. Ukuran pipa dimana laju aliran diukur (Line Size)
2. Daerah laju aliran (Range of flow rates) ; maximum, normal dan minimum
3. Karakteristik fluida (fluid properties) :
Liquid, gas, slurry, dll.
Pressure
Temperature
Viscosity
Specific gravity at standard and flowing conditions
Compressibility
Molecular weight (for gases and vapors)
Steam quality (for steam)
4. Pengaruh korosif (untuk membantu didalam pemilihan material)
5. Apakah aliran yang diukur adalah aliran yang stabil atau aliran fluktuasi.
A. Differential Pressure Flowmeters (Head Flow Meter)
Prinsip Operasi
54
Prinsip operasi Differential Pressure Flowmeters (DP Flowmeters) di
dasarkan pada persamaan Bernoulli yang menguraikan hubungan antara
tekanan dan kecepatan pada suatu aliran fluida.
Alat ini memandu aliran ke dalam suatu penghalang aliran (yang
mempunyai lubang dengan diameter yang berbeda dengan diameter pipa),
sehingga menyebabkan perubahan kecepatan aliran (flow velocity) dan
tekanan (pressure) antara sisi upstream dan downstream dari penghalang.
Dengan mengukur perubahan tekanan tersebut, maka kecepatan aliran dapat
dihitung.
Gambar 12. Differential Pressure Flowmeters (DP Flowmeters)
Spesifikasi Umum
Differential pressure atau head flow measurement merupakan metoda
pengukuran flow yang paling populer saat ini untuk mengukur aliran fluida
di industri proses.
Fluid Phase:
Score Phase Condition
Cryogenic
Gas Clean
Dirty
Liquid Clean
Dirty
Viscous
Steam Saturated
Superheated
Liquid Corrosive
Slurry Abrasive
55
: Recommended
: Limited applicability
Line Size : 6 ~ 300 mm (1/4 ~ 12 inch)
Turndown Ratio : 10 : 1
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
1. Biaya pengadaannya awal : rendah ~ sedang
2. Dapat digunakan di dalam cakupan luas (hampir semua phase fluida
dan kondisi aliran).
3. Strukturnya kokoh dan sederhana
Kekurangan
1. Rugi tekanan (pressure drop) : sedang ~ tinggi
4. Primary Elements untuk DP Flowmeters
Berbagai jenis primary element yang tersedia dipasaran untuk DP flowmeters
antara lain : orifice plates, venturi tube, flow nozzle, pitot tube, anubar tubes,
elbow taps, segmental wedge, V-Cone dan Dall Tube.
Jenis yang paling banyak digunakan adalah orifice plate, namun element lain
menawarkan beberapa kelebihan untuk aplikasi tertentu. Kelebihan dan
kekurangan untuk berbagai jenis element tersebut dapat dilihat di bawah.
a. Orifice Plates
Suatu plate berlubang dimasukkan ke dalam pipa dan ditempatkan secara
tegak lurus terhadap flow stream. Ketika fluida mengalir melewati orifice
plate tersebut maka menyebabkan peningkatan kecepatan dan penurunan
tekanan. Perbedaan tekanan sebelum dan setelah orifice plate digunakan
untuk mengkalkulasi kecepatan aliran (flow velocity).
56
Gambar 13. Orifice Plates
1) Orifice Plate Calculation
Kalkulasi untuk orifice plate mengacu pada standard :
API “Manual of Petroleum Measurement Standards”, Chapter 14.3
ANSI/API 2530 (AGA Gas Measurement Committee Report No. 31).
L.K. Spink, “Principles and Practice of Flow Meter Engineering,
nineth edition. L.K. Spink sekarang ini tidak diterbitkan lagi dan
digantikan oleh R.W. Miller, “Flow Measurement Engineering
Handbook”, first edition, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York,
U.S.A.
Persamaan Bernoulli : Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa
bila tidak ada perpindahan panas dan kerja yang dilakukan, maka
energi fluida disetiap titik sepanjang pipa akan tetap konstan. Dari
prinsip kekekalan energi ini dapat diturunkan persamaan Bernoulli.
Persamaan energi aliran persatuan volume untuk fluida yang tidak
termampatkan (incompressible), adalah :
½ ρ V² + Ps + ρ g h = konstant
Suatu aliran fluida yang melewati suatu penghalang orifice plate akan
mengalami penurunan tekanan (pressure drop) pada orifice tersebut.
Perubahan ini dapat digunakan untuk mengukur flowrate dari suatu
fluida.
Untuk mengkalkulasi flowrate dari suatu aliran fluida yang melintas
suatu orifice plate, maka sepanjang kecepatan aliran fluida adalah di
bawah kecepatan subsonic (V < mach 0.3), maka persamaan
Incompressible Bernoulli’s di atas dapat digunakan, sehingga :
Dimana lokasi 1 adalah hulu (upstream) dari orifice, dan lokasi 2 adalah
hilir (downstream) dari orifice.
Persamaan Kontinuitas : persamaan ini menyatakan bahwa
57
banyaknya fluida yang memasuki penampang 1 (Q1) sama dengan
banyaknya fluida yang keluar penampang 2 (Q2) , yang berarti :
V1 A1 = V2 A2
Dari persamaan Persamaan Bernoulli dan Persamaan Kontinuitas
dapat diturunkan persamaan yang menghubungkan antara debit aliran
(Q) dengan beda tekanan statis antara upstream dan downstream (p1-
p2). Total head pada kedua tempat tersebut sama.
Untuk fluida yang tidak termampatkan, hubungan antara laju aliran (Q)
yang diukur dengan beda tekanan (p1 - p2) adalah :
Pemecahan untuk flowrate volumetric (Q), adalah :
Persamaan di atas hanya dapat diaplikasikan untuk aliran yang
sempurna (laminar, inviscid atau non viscous). Untuk aliran yang real
(seperti air atau udara), karakteristik viscosity dan turbulence
berpengaruh dan mengakibatkan konversi energi kinetik ke dalam
panas. Untuk efek tersebut, suatu discharge coefficient (Cd)
diperkenalkan ke dalam persamaan tersebut di atas untuk secara garis
besar mengurangi flowrate (Q).
Oleh karena profil aliran yang nyata pada lokasi 2 (downstream) dari
orifice adalah sangat kompleks, maka dengan demikian dibuat suatu
nilai yang efektif untuk mengganti A2 yang tidak pasti, yaitu flow
coefficient (Cf),
58
Dimana Ao adalah dari orifice. Sebagai hasilnya, persamaan flowrate
volumetric (Q) untuk flow yang real, adalah :
Flow coefficient (Cf) didapatkan dari eksperimen (dapat dilihat pada
table yang sudah disusun pada buku-buku reference), nilai Cf
terbentang dari 0.6 sampai 0.9 untuk kebanyakan jenis orifice. Oleh
karena itu tergantung pada orifice dan diameter pipa (seperti halnya
Reynolds Nomors). Biasanya di dalam table Cf adalah perbandingan
diameter orifice dan diameter inlet pipa, kadang-kadang didefenisikan
sebagai β, yaitu :
Mass flowrate (Q mass) dapat ditentukan dengan perkalian flowrate
volumetric (Q) dengan fluid density (ρ), yaitu :
Catatan :
- General Process Flow Measurement :
β ratio = d / D, didalam batas 0.25 – 0.75
- Custody Transfer Flow Measurement :
β ratio = d / D, didalam batas 0.4 – 0.6 (lebih disukai mendekati
0.5)
Untuk fluida yang termampatkan (compressible), berlaku hubungan
sebagai berikut :
Dimana :
G = Laju aliran massa
Y = Faktor ekspansi, tergantung pada kalor jenis dan tekanan fluida.
59
2) Jenis-jenis Orifice Plate
Concentric Orifice
Letak lubang penghalang konsentris dengan penampang pipa.
Digunakan untuk mengukur volume gas, liquid dan steam dalam
jumlah yang besar.
Gambar 14. Orifice Plate jenis Concentric
Kelebihan
Dapat digunakan pada berbagai ukuran pipa (range yang lebar).
Ketelitian (accuracy) baik, jika plate dipasang dengan baik.
Harga relative murah.
Kekurangan
Rugi tekanan (pressure drop) relatif tinggi.
Tidak dapat digunakan untuk mengukur laju aliran “slurry”, karena
cenderung terjadi penyumbatan.
60
Eccentric Orifice
Titik pusat lubang penghalang tidak satu garis pusat dengan pusat
penampang pipa. Pemasangan lubang yang tidak konsentris ini dimaksud
untuk mengurangi masalah jika fluida yang diukur membawa berbagai benda
padat (solid).
Gambar 15. Eccentric Orifice
Segmental Orifice
Segmental orifice plates digunakan terutama pada service yang
sama dengan eccentric orifices, sehingga kelebihan dan
kekurangan adalah kurang lebih sama.
Gambar 16. Segmental Orifice
b. Venturi Tube
Bentuk dari venturi tube dapat dilihat pada gambar 17 Perubahan di
(dalam) area / luas penampang menyebabkan perubahan kecepatan dan
tekanan dari aliran (flow).
61
Gambar 17. Venturi Tubes
Secara umum kelebihan dan kekurangan dari penggunaan Venturi Tube,
adalah sebagai berikut :
Kelebihan
Rugi tekanan (pressure loss) permanan relatif rendah dari pada orifice
atau flow nozzle
Dapat digunakan untuk mengukur cairan yang mengandung endapan
padatan (solids).
Kekurangan
Tidak tersedia pada ukuran pipa dibawah 6 inches.
Harga relatif mahal.
c. Flow Nozzle
Gambar 18. memperlihatkan flow nozzle. Alat ini terdiri dari bagian yang
berbentuk lonceng dengan profile ellips diikuti dengan leher silindris dan
diletakkan di dalam pipa untuk merubah bidang aliran sehingga
menghasilkan penurunan tekanan (pressure drop) untuk digunakan
menghitung flow velocity.
Gambar 18. Flow Nozzles
Kelebihan
Pressure loss lebih rendah dibandingkan orifice plate.
Dapat digunakan untuk fluida yang mengandung padatan (solids).
Kekurangan
Terbatas pada ukuran pipa di bawah 6 “.
Harga lebih tinggi dibanding dengan orifice.
62
d. Pitot Tubes
Sebuah probe dengan open tip (pitot tube) dimasukkan ke dalam suatu
bidang aliran (flow), dimana tip tersebut sebagai titik stationary (zero
velocity) dari flow. Tekanan nya, dibandingkan dengan tekanan statis dan
digunakan untuk mengkalkulasi kecepatan aliran (flow velocity) Pitot
tabung dapat mengukur flow velocity pada titik pengukuran.
(a) Pitot Tube b) Averaging Pitot Tube
Gambar 19. Pitot Tube dan Averaging Pitot Tube
Pitot tube jarang digunakan pada process stream tetapi umumnya
digunakan pada utilities streams dimana ketelitian (accuracy) yang tinggi
tidaklah diperlukan.
Gambar 20. Pitot Tube
Kelebihan
Tidak ada pressure loss.
Kekurangan
Akurasi kurang.
Tidak direkomendasikan untuk fluida yang kotor dan lengket.
Sensitif pada gangguan pada hulu (upstream)
63
e. Annubar Tubes
Karakteristik annubar element hampir sama dengan pitot tube, namun
akurasi yang dihasilkan lebih baik dari pitot tube.
Gambar 21. Annubar Tube
Kelebihan
Pressure drop dapat diabaikan.
Dapat dipasang untuk service dengan tekanan rendah.
Kekurangan
Tidak dapat diaplikasikan untuk fluida yang kotor dan lengket.
f. Elbow Taps
Ketika suatu aliran cairan melalui sebuah elbow, maka gaya sentrifugal
menyebabkan perbedaan tekanan antara sisi sebelah luar dan sisi
sebelah dalam dari elbow itu. Perbedaan tekanan ini digunakan untuk
menghitung kecepatan aliran (flow velocity).
Kekurangan alat ukur ini adalah perbedaan tekanan yang dihasilkan oleh
suatu elbow flowmeter adalah lebih kecil dibanding dengan DP flowmeter
lainnya, namun kelebihan elbow flowmeter mempunyai lebih sedikit
penghalang pada aliran fluida.
Gambar 22. Elbow Flowmeter
64
Elbow taps flowmeter pada gambar di atas sangat jarang digunakan,
namun aplikasi alat ukur ini akan bermanfaat bilamana pengukuran flow
diperlukan di dalam suatu instalasi yang sudah ada (existing), dimana
biaya yang tersedia rendah dan ketelitian yang baik tidak diutamakan.
g. Segmental Wedge
Perubahan segmen (wedge-shaped) pada area / luas penampang dari
aliran fluida menciptakan pressure drops yang digunakan untuk
mengkalkulasi kecepatan aliran fluida.
Gambar 23. Segmen Wedge
h. V-Cone
Suatu kerucut sebagai elemen penghalang yang bertindak memodifikasi
penampang dari aliran fluida dan ditempatkan di pusat dari pipa untuk
menghasilkan perbedaan tekanan yang digunakan untuk menghitung
kecepatan fluida.
Gambar 24. V- cone
i. Dall Tube
Suatu kombinasi dari Venturi tube dan orifice plate. Alat ini umumnya
digunakan untuk aplikasi dengan laju aliran yang besar.
65
Gambar 25. Dall Tube
B. Variable Area Flowmeter (Rotameters)
Prinsip Operasi
Prinsip operasi dari rotameter (variable area meters) didasarkan pada
pelampung (float) yang berfungsi sebagai penghalang aliran, pelampung
tersebut akan melayang dalam suatu tabung yang mempunyai luas
penampang tidak konstan. Luas penampang tabung berubah tergantung
ketinggiannya (semakin tinggi semakin besar).
Posisi pelampung akan menyatakan harga aliran fluida yang mengenainya.
Pada posisi tersebut pada pelampung akan terjadi keseimbangan gaya, yaitu
keseimbangan antara berat pelampung dengan gaya tarik aliran yang
mengenainya dan gaya apung pelampung.
Dimana :
C = discharge coefficient, tergantung pada Reynolds Number dari flow
Aa = cross section area at a
Ab = cross section area at b.
g = gravity acceleration constant (9.81 m/s2 or 32.2 ft/s2)
= density of the fluid
Vf = volume of the float
Af = cross section area of the float
f = density of the float
Mass flow rate dapat dihitung dengan mengalikan Q dengan fluid density ,
66
Gambar 26. Rotameters atau variable area meters
Spesifikasi Umum
Rotameters telah digunakan secara luas untuk mengukur flow pada pipa
ukuran kecil (line size < 4 inches). Rangeability 10 ~ 100 : 1
Fluid Phase:
: Recommended
: Limited applicability
Line Size: Mostly used in lines size 100 mm (4 inch) and below, but may
go up to 2000 mm (80 inch) in line size or even for open
channels.
Turndown Ratio: 10 ~ 100 : 1
Score Phase Condition
Gas Clean
Liquid Clean
Open Channel
Gas Dirty
Liquid Corrosive
Dirty
Steam Saturated
67
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Biaya pengadaannya awal : rendah
Rangebility baik.
Pressure drop rendah (hampir konstan)
Kekurangan
Untuk jenis glass tube mudah mengalami kerusakan (pecah).
Tidak baik untuk laju aliran (flow rate) rendah
Tidak baik untuk service fluida yang fluktuasi.
Harus dipasang secara vertical.
Beberapa variable area meter tidak bisa digunakan di dalam lingkungan
gaya berat yang rendah.
Secara umum dibatasi pada ukuran pipa kecil (kecuali jika bypass
rotameter digunakan).
1. Jenis-jenis Variable Area flowmeters
a. Rotameters
Gambar 27. Rotameters
b. Movable Vane Meter
Gambar 28. Movable Vane Meter
68
c. Weir, Flume
Gambar 29. Weir, Flume
C. Positive Displacement Flowmeters
Prinsip Operasi
Postive Displacement Flowmeters (PD meters), bekerja berdasarkan
pengukuran volume dari fluida yang sedang mengalir dengan menghitung
secara berulang aliran fluida yang dipisahkan kedalam suatu volume yang
diketahui (chamber), selanjutnya dikeluarkan sebagai volume tetap yang
diketahui.
Bentuk dasar dari PD meter adalah suatu chamber yang berfungsi
memisahkan atau menghalangi aliran fluida. Di dalam chamber tersebut
terdapat sebuah alat mekanik yaitu rotating/reciprocating unit yang
ditempatkan untuk menciptakan paket volume tetap dari fluida yang sedang
mengalir.
Oleh karena itu, volume dari fluida yang melewati chamber dapat
diketahui dengan menghitung jumlah discreate parcels yang lewat atau setara
dengan jumlah putaran dari rotating / reciprocating. Dengan demikian volume
flow rate dapat dihitung dari laju perputaran alat rotating / reciprocating.
Spesifikasi Umum
Akurasi dari PD flowmeter ditentukan oleh kemampuan capillary seal untuk
memisahkan fluida yang masuk kedalam chamber dalam bentuk discreate
parcels.
Dalam upaya memastikan PD meter berfungsi dengan baik dan mencapai
tingkat akurasi (design), maka didalam implementasinya PD meter dilengkapi
dengan filter yang berfungsi memisahkan partikel (dengan ukuran >100 µm)
dan gelembung gas (bubbles) dari aliran fluida.
Walaupun flowmeter jenis ini sudah digunakan secara luas di dalam industri,
namun potensi sebagai penyebab pressure drop perlu dipertimbangkan pada
semua aplikasi.
69
Fluid Phase:
: Recommended
: Limited applicability
Line Size: 6 ~ 300 mm (1/4 ~ 12 inch)
Turndown Ratio: 5 ~ 15 : 1, might go as high as 100 : 1
Kelebihan dan Kekurangan
Secara umum kelebihan dan kekurangan dari PD flowmeter adalah sebagai
berikut:
Kelebihan
Biaya pengadaannya awal : rendah ~ sedang
Dapat digunakan di dalam aliran viscous.
Rangeability yang tinggi
Output pembacaan linear.
Akurasi sangat bagus.
Kekurangan :
Biaya pemeliharaan relatif tinggi
Pressure drop relatif tinggi
Tidak sesuai untuk laju alir rendah
Sangat peka pada kerusakan akibat gas, fluida dengan padatan
(slugs) dan fluida yang kotor.
Gas (bubbles) didalam fluida signifikan menurunkan akurasi.
Jenis-jenis Positive Displacement Flowmeters
Beberapa jenis positive displacement flowmeter yang tersedia dan digunakan
secara luas di dalam industri proses, antara lain ; nutating disc, rotating valve,
oscillating piston, oval gear, roots (rotating lobe), birotor, rotating impeller,
receiprocating piston dan rotating vane. Perbedaan penamaan hanya
Score Phase Condition
Liquid Clean
Viscous
Liquid Corrosive
Dirty
70
didasarkan pada bentuk alat mekanis di dalam chamber, namun prinsip
operasi untuk pengukuran volumetric flow adalah sama.
a. Nutating Disk
Gambar 30. Nutating Disc
b. Rotating Valve
Gambar 31. Rotating Valve
c. Oscillating Piston
71
Gambar 32. Oscillating Piston
d. Reciprocating Piston
Gambar 33. Reciprocating Piston
e. Oval Gear
Gambar 34. Rotating Vane
f. Roots (Rotating Lobe)
Gambar 35. Rotating Lobe
72
g. Birotor
Gambar 36. Birotor
h. Rotating Impeller
Gambar 37. Rotating Impeller
D. Magnetic Meters
Prinsip Operasi
Magnetic flowmeter (mag flowmeter) adalah suatu volumetric flow meter
yang tidak mempunyai bagian yang bergerak (moving part) dan ideal untuk
aplikasi air limbah (wastewater) atau cairan kotor yang konduktif listrik.
Secara umum magnetic flowmeter tidak berfungsi pada fluida hidrokarbon
dan air suling (distilled water), namun ideal untuk mengukur aliran fluida
seperti slurry dan material korosif. Flowmeter jenis ini sangat ideal untuk
aplikasi dimana disyaratkan pressure drop rendah dan maintenance yang
rendah.
Prinsip kerja flowmeter jenis ini didasarkan pada hukum induksi
elektromagnetik (Faraday’s Low), yaitu bila suatu fluida konduktif elektrik
melewati pipa tranducer, maka fluida akan bekerja sebagai konduktor yang
bergerak memotong medan magnet yang dibangkitkan oleh kumparan
73
magnetic dari transducer, sehingga timbul tengangan listrik induksi. Hubungan
ini dapat dinyatakan sebagai :
e = B . l . v
Dimana :
e = tegangan listrik induksi
B = rapat fluksi medan magnet
l = panjang konduktor (diameter dalam pipa)
v = kecepatan konduktor (laju aliran)
(a) inline model
(b) insertion model
Gambar 38. Prinsip operasi dari model magnetic flowmeter
Gambar 38. di atas, memperlihatkan dua bentuk mag flowmeter yaitu :
Inline model ; menempatkan electric coil di sekeliling pipa dan
disediakan sepasang electroda berseberangan pada dinding pipa.
Insertion model ; menyisipkan electric coil ke dalam pipa yang akan
diukur flow-nya dan disediakan sepasang electroda di ujung dari
flowmeter.
74
Spesifikasi Umum
Spesifikasi umum dari magnetic flowmeter, adalah sebagai berikut :
Fluid Phase:
: Recommended
: Limited applicability
Line Size: Inline models: 10 ~ 1200 mm (0.4 ~ 48 inch)
Insertion models: 75 mm (3 in) and up
Turndown Ratio: 100: 1
Gambar 39. Magnetic flowmeters
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Pressure drop minimum, oleh karena penghalang yang minimum pada
lintasan flow.
Biaya maintenance rendah sebab tidak ada moving parts.
Linearitas yang tinggi.
Dapat digunakan untuk mengukur fluida yang korosif dan slurry.
Pengukuran tidak dipengaruhi oleh viscosity, density, temperature dan
pressure.
Dapat mengukur aliran fluida jenis turbulent atau laminar.
Score Phase Condition
Liquid Clean
Corrosive
Dirty
Viscous
Slurry Abrasive
Fibrous
Liquid Non-Newtonian
Open Channel
75
Kekurangan
Dalam banyak kasus, persyaratan electrical conductivity dari fluida
yang ditetapkan pabrik (0.1 – 20 micromhos).
Zero drifting pada kondisi tidak ada flow atau
pada disain baru ditingkatkan dengan memotong (cut-off) low flow.
E. Turbine Meters
Prinsip Operasi
Teori dasar pada turbine meters adalah relatif sederhana, yaitu aliran fluida
melalui meter berbenturan dengan turbine blade yang bebas berputar pada
suatu poros sepanjang garis pusat dari turbin housing.
Kecepatan sudut (angular velocity) dari turbine rotor adalah berbanding lurus
dengan laju aliran (fluid velocity) yang melalui turbine. Keluaran dari meter
diukur oleh electrical pickup yang dipasang pada meter body. Frekwensi
keluaran dari electric pickup adalah sebanding dengan laju aliran (flow rate).
Accuracy dan rangeability dari alat ukur turbine meter tersebut sangat baik.
Rangeability bervariasi dari 100 : 1 s/d 200 : 1. Accuracy sekitar : ± ¼ s/d
±½ %.
76
Gambar 40. Turbine flowmeters
Spesifikasi Umum
Spesifikasi umum dari turbine flowmeter, adalah sebagai berikut :
Fluid Phase:
: Recommended
: Limited applicability
Line Size: Inline models: 6 ~ 100 mm (0.25 ~ 4 inch)
Insertion models: 64 ~ 1500 mm (2.5 ~ 60 inch)
Turndown Ratio: 100 ~ 200 : 1
Parameters Turbine Meter
Terminologi yang secara luas digunakan dalam aplikasi turbine meter, yaitu :
Accuracy
Akuran ketelitian atau ketepatan alat ukur dalam memberikan hasil bacaan.
Besaran ini menunjukkan banyaknya penyimpangan yang terjadi pada sebuah
alat ukur, atau system pengukuran.
Repeatability
Kemampuan suatu unit instrument atau alat ukur untuk mendapatkan hasil
baca yang sama pada beberapa kali pengukuran proses variable yang sama.
Score Phase Condition
Gas Clean
Liquid Clean
Liquid Corrosive
Open Channel
77
Rangebility
Perbandingan antara flow maksimum dan flow minimum yang
dapat dikendalikan.
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Biaya pengadaannya awal : sedang
Akurasi baik, handal dan proven technology
Repeatability yang sempurna
Rangeability yang sempurna
Pressure drop rendah
Kekurangan
Hanya untuk aplikasi fluida yang bersih
Pada nonlubrication fluids kadang-kadang menimbulkan masalah.
Dibutuhkan pipa straight runs (15 x D) pada upstream turbine meter.
Direkomendasikan menggunakan strainer.
F. Coriolis Flowmeters
Prinsip Operasi
Coriolis flowmeter (diambil dari nama ahli matematika France, Gustave-
Gaspard Coriolis, 1835) adalah teknologi flowmeter yang relatif baru
dibandingkan dengan teknologi flowmeter yang lain, dan digunakan untuk
mengukur aliran massa (mass flow) secara langsung dengan accuracy dan
rangeability yang tinggi. Teknologi ini dikembangkan dan diaplikasikan pada
industri pada awal tahun 1980.
Prinsip Coriolis menyatakan bahwa jika sebuah partikel di dalam suatu gerak
berputar mendekati atau menjauhi pusat perputaran, maka partikel
menghasilkan gaya internal yang bekerja pada partikel itu.
78
Gambar 41. Prinsip Operasi Coriolis Flowmeter
Andaikan fluida sedang mengalir ke dalam U-Shaped tube pada kecepatan V
dan tabung sedang bergetar pada kecepatan sudut , maka dengan
mempertimbangkan suatu bagian yang kecil dari fluida pada bagian inlet
masuk dengan jarak r, maka suatu Gaya (dikenal sebagai coriolies force)
dihasilkan ;
Coriolis mass flowmeter menciptakan suatu gerak berputar dengan
menggetarkan suatu tabung yang membawa fluida, dan gaya internal yang
dihasilkan adalah sebanding dengan mass flowrate.
Coriolis meter tersedia dalam beberapa disain yang berbeda, konfigurasi yang
populer terdiri dari satu atau dua U-shaped, horseshoe-shaped atau tennis-
racket-shaped (umumnya adalah U-shaped) yaitu pipa (tube) untuk aliran
dengan inlet pada satu sisi dan outlet pada sisi yang lain dan dihubungkan
dengan kotak untuk koneksi ke unit elektronik.
Gambar 42. Coriolis Flowmeter
79
Spesifikasi Umum
Spesifikasi umum dari coriolis flowmeter, adalah sebagai berikut :
Fluid Phase:
: Recommended
: Limited applicability
Line Size: 6 ~ 200 mm (0.25 ~ 8 inch)
Turndown Ratio: 100 : 1
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Akurasi : tinggi.
Dapat digunakan secara luas pada berbagai kondisi aliran fluida.
Mampu mengukur aliran fluida panas (molten sulphur, liquid toffee) dan
aliran fluida dingin (cryogenic helium, liquid nitrogen).
Pressure drop : rendah.
Sesuai untuk bi-directional flow
Kekurangan
Biaya pengadaan awal : tinggi
Kemungkinan penyumbatan (clogging) terjadi dan sukar dibersihkan
Ukuran secara keseluruhan besar (dibanding dengan flowmeter lain)
Ukuran Line size yang tersedia : terbatas.
G. Target Flowmeters
Prinsip Operasi
Target flowmeters yang juga dikenal sebagai drag force flowmeters,
menyisipkan suatu target (drag element yang umumnya adalah flat disc atau
Score Phase Condition
Liquid Clean
Direct Mass
Dirty
Non-Newtonian
Viscous
Slurry Abrasive
Gas Clean
Dirty
Liquid Corrosive
Slurry Fibrous
80
sphere dengan suatu tangkai) ke dalam bidang aliran (flow). Flowmeter
kemudian mengukur gaya tarik (drag force) pada target yang disisipkan
kemudian menkonversinya kedalam kecepatan aliran (flow velocity).
Gambar 43. Prinsip Operasi Target Flowmeters
Kunci utama dari target flowmeter ini adalah pengukuran dari drag force. Drag
force (Fd ) yang diberikan oleh persamaan incompressible flow, adalah :
Dimana :
V = flow velocity
= density dari fluida
A = Luas area dari target
Cd = Drag coefficient
Drag coefficient ditentukan secara eksperimen, didasarkan pada kondisi flow
dan bentuk geometry dari drag element.
Untuk flat plate dan sphere, drag coefficientnya adalah :
81
Gambar 44. Prinsip Operasi Target Flowmeters
Spesifikasi Umum
Spesifikasi umum dari target flowmeter, adalah sebagai berikut :
Fluid Phase:
: Recommended
: Limited applicability
Line Size: Inline models: 15 ~ 150 mm (0.5 ~ 6 inch)
Insertion models: 100 ~ 1500 mm (4 ~ 60 inch)
Turndown Ratio: 15 : 1
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Biaya pengadaannya awal : rendah
Score Phase Condition
Cryogenic
Gas Clean
Dirty
Liquid Clean
Dirty
Viscous
Steam Saturated
Liquid Corrosive
82
Dapat digunakan pada aliran fluida yang abrasive, terkontaminasi atau
korosif.
Kekurangan
Pressure drop tidak dapat diabaikan sehubungan dengan drag element
dan tangkai.
H. Thermal Flowmeters
Prinsip Operasi
Thermal mass flowmeter didasarkan pada pengukuran panas yang diserap dari
sensor akibat dialiri fluida. Jumlah panas yang diserap menentukan laju aliran
massa (mass flow rate).
Flowmeter ini mempunyai dua buah sensor, salah satu dari sensor adalah
sensor flow terbuat dari heated wire atau film (self heated). Bentuk umum
sensor ini adalah platinum/tungsten RTD (Resistance Temperature Detector).
Sensor kedua adalah RTD yang digunakan untuk mengukur temperature aliran
gas (temperature reference). Keduanya dikenal sebagai sensing element dan
dipasang didalam sebuah probe sebagai flowmeter (insertion style) atau
flowmeter (in-line style).
Gambar 45. Prinsip Operasi Thermal Mass Flowmeter
Ketika aliran gas melewati hot wire (flow sensor) maka molekul gas menyerap
atau membawa panas dari permukaan sensor tersebut, sehingga sensor
menjadi dingin akibat kehilangan energi. Selanjutnya sensor mengaktifkan
rangkaian elektronik untuk mengisi energi yang hilang dengan cara
memanaskan flow sensor hingga perbedaan temperature yang tetap diatas
reference sensor.
Daya listrik yang diperlukan untuk mempertahankan perbedaan temperatur
83
yang tetap adalah berbanding lurus dengan mass flowrate dan selanjutnya
dikeluarkan sebagai output signal yang linear dari flowmeter.
Gambar 46. Thermal Mass Flowmeter
Spesifikasi Umum
Spesifikasi umum dari thermal flowmeter, adalah sebagai berikut :
Fluid Phase:
: Recommended
: Limited applicability
Line Size: Inline models: 6 ~ 100 mm (0.25 ~ 4 inch)
Insertion models: 64 ~ 1500 mm (2.5 ~ 60 inch)
Turndown Ratio: 100 ~ 1000 : 1
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Biaya pengadaannya awal : sedang
Pressure drop : rendah
Kekurangan
Biaya maintenance tinggi
Hanya untuk gas bersih.
Score Phase Condition
Gas Clean
Gas Dirty
84
I. Ultrasonic Flowmeters
Prinsip Operasi
Pengukuran laju aliran (flow rate) dengan metoda ini melibatkan elemen
pengirim (transmitter) dan penerima (receiver) untuk frekuensi akustik. Pada
elemen pengirim, transducer berfungsi mengubah tegangan listrik frekuensi
tinggi menjadi getaran kristal (akustik). Sedangakan pada elemen penerima,
transducer mengubah getaran kristal (akustik) menjadi sinyal listrik.
Oleh karena daerah kerja frekuensi dari pengirim dan penerima di atas 20 KHz
(misalnya 10 MHz), maka disebut ultrasonic. Secara umum metoda ultrasonic
dibedakan atas :
Model Transit time : berdasarkan waktu lintas gelombang ultrasonic
dari pengirim (transmitter) ke penerima (receiver).
Model Doppler : berdarkan frekuensi pelayangan Doppler.
Ultrasonic flowmeter dapat digolongkan ke dalam dua jenis didasarkan pada
metoda instalasi, yaitu :
Clamped-on ; instalasinya ditempatkan di luar pipa
Inline ; Instalasinya ditempatkan bersatu dengan pipa menggunakan
flanges
1. Transit Time Ultrasonic Flowmeter
Prinsip Operasi
Transit Time ultrasonic Flowmeter, terdiri dari satu pasang transducers
(masing-masing sebagai transmitter dan receiver), ditempatkan pada
dinding pipa (satu set pada upstream dan satu set pada downstream).
Waktu yang digunakan gelombang akustik untuk melintas dari transducer
(upstream) ke transducer (downstream) adalah td lebih pendek dibanding
waktu yang digunakan untuk melintas dari downstream ke upstream tu.
85
Gambar 47. Transit Time Ultrasonic Flowmeter
Spesifikasi Umum
Spesifikasi umum dari transit time ultrasonic flowmeter, adalah :
Fluid Phase:
: Recommended
: Limited applicability
Line Size: Inline model: 10 ~ 1200 mm (0.4 ~ 48 inch) Clamped-
on model: 75 mm (3 in) and up
Turndown Ratio: 100: 1
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Tidak ada penghalang di lintasan aliran, sehingga tidak ada pressure
drop.
Tidak ada part bergerak (moving parts), sehingga maintenance cost
rendah.
Score Phase Condition
Gas Clean
Liquid Clean
Corrosive
Dirty
Gas Dirty
Liquid Open Channel
Viscous
86
Model multi-path mempunyai ketelitian lebih tinggi
Dapat digunakan untuk mengukur flow fluida yang korosif dan slurry.
Model portable tersedia untuk analisa dan diagnosa di lapangan.
Kekurangan
Biaya pengadaan awal : tinggi
Model single path (one-beam) tidak sesuai untuk pengukuran
kecepatan aliran (flow velocity) yang bervariasi di atas range
Reynolds numbers.
2. Doppler Ultrasonic Flowmeters
Prinsip Operasi
Flowmeter ini didasarkan pada efek Doppler yang menghubungkan
frekuensi pelayangan gelombang akustik dengan kecepatan aliran.
Gambar 48. Prinsip Kerja Doppler Ultrasonic Flowmeters
Spesifikasi Umum
Spesifikasi umum dari ultrasonic flowmeter, adalah sebagai berikut :
Score Phase Condition
Gas Dirty
Liquid Corrosive
Dirty
Open Channel
Gas Clean
Liquid Clean
Viscous
87
: Recommended
: Limited applicability
Line Size: Inline model: 10 ~ 1200 mm (0.4 ~ 48 inch) Clamped-on
model: 75 mm (3 in) and up
Turndown Ratio: 100 : 1
Gambar 49. Doppler Ultrasonic Flowmeters
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Tidak ada penghalang di lintasan aliran, sehingga tidak ada
pressure drop.
Tidak ada part bergerak (moving parts), sehingga maintenance
cost rendah.
Dapat digunakan untuk mengukur flow fluida yang korosif dan
slurry.
Model portable tersedia untuk analisa dan diagnosa di lapangan.
Kekurangan
Biaya pengadaan awal : tinggi
J. Vortex Flowmeters
Prinsip Operasi
Flowmeter ini dikenal juga sebagai vortex shedding flowmeters atau oscillatory
flowmeters, prinsip kerjanya didasarkan pada pengukuran getaran (vibration)
pada downstream pusaran (vortex) yang disebabkan oleh penghalang yang
ditempatkan pada aliran fluida. Frekwensi getaran dari vortex dapat
dihubungkan dengan laju aliran fluida
88
Gambar 50. Prinsip Kerja Vortex Flowmeters
Dimana :
Q = Volum flowrate
fv = frequency of vortex shedding
D = diameter of the pipe
S = strouhal number
K = K factor
K factor pada umumnya diperkenalkan untuk mengganti kerugian untuk profil
yang tidak seragam dari pipa.
S strouhal number ditentukan secara eksperimen.
w/D S
0.1 0.18
0.3 0.26
0.5 0.44
Persamaan di atas mengasumsikan keadaan mantap (steady state) dari aliran
pada upstream. Gangguan pada upstream akan mempengaruhi frekuensi dari
vortex sehingga mengakibatkan kesalahan pengukuran.
Gambar 51. Vortex Flowmeters
89
Spesifikasi Umum
Spesifikasi umum dari vortex flowmeter, adalah sebagai berikut :
Fluid Phase:
: Recommended
: Limited applicability
Line Size: Inline model: 10 ~ 1200 mm (0.4 ~ 48 inch) Insertion
model: 75 mm (3 in) and up
Turndown Ratio: 10: 1
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Biaya pengadaan awal : rendah ~ sedang.
Tidak dibutuhkan maintenance bila digunakan pada aliran fluida yang
bersih.
Kekurangan
Pressure drop : rendah ~ sedang
3. Rangkuman 2
Pengukuran aliran fluida adalah sangat penting di dalam suatu industri proses.
Pada industri proses seperti ini, memerlukan penentuan kuantitas dari suatu fluida
(liquid, gas atau steam) yang mengalir melalui suatu titik pengukuran, baik didalam
saluran yang tertutup (pipe) maupun saluran terbuka (open channel). Kuantitas
yang ditentukan antara lain ; laju aliran volume (volume flow rate), laju aliran massa
(mass flow rate), kecepatan aliran (flow velocity).
Score Phase Condition
Gas Clean
Dirty
Liquid Clean
Steam Saturated
Superheated
Liquid Corrosive
Dirty
90
Macam-macam alat ukur flow:
No Flowmeter
1. Differential Pressure Orifice
Venturi Tube
Flow Nozzle
Pitot Tube
Pitot Tube (Averaging)
Anubar
Elbow Taps
Wedge
V-Cone
Dall Tube
2. Variable Area Rotameter
Movable Vane
Weir, Flume
3. Positive Displacement Nutating Disc
Oscillating Piston
Oval Gear
Roots
4. Turbine
5. Thermal
6. Target
7. Ultrasonic Doppler
Transit Time
8. Magnetic
9. Coriolis
10. Vortex
4. Tugas 2
Identifikasikanlah macam-macam alat ukur Flow yang ada di industri petrokimia
91
5. Tes Formatif 2
a. Sebutkan macam-macam alat ukur flow
b. Diskripsikan prinsip kerja masing-masing alat ukur flow
C. PEMBELAJARAN 3: PENGUKURAN LEVEL FLUIDA
1. Tujuan Kegiatan pembelajaran 3
Siswa dapat:
a. Menyebutkan macam-macam alat ukur level fluida
b. Mendiskripsikan prinsip kerja masing-masing alat ukur fluida
2. Uraian materi 3
Umum
Pemilihan metoda pengukuran level yang sesuai aplikasi, biasanya lebih sulit
dibanding dengan keempat proses variabel utama kecuali flow. Seperti pada
pengukuran flow, kondisi dari media yang diukur kadang-kadang mempunyai banyak
efek yang kurang baik pada alat ukur, sehingga data kondisi operasi harus diketahui
lebih banyak didalam pemilihan alat ukur level.
Kondisi operasi yang harus diketahui adalah :
1. Level range
2. Fluida characteristic
Temperature
Pressure
Specific gravity
Apakah fluida bersih atau kotor, mengandung vapors atau solids, dll.
3. Efek korosif.
4. Apakah fluida mempunyai kecenderungan efek “coat” atau menempel pada
dinding vessel atau measuring device.
5. Apakah fluida tersebut turbulent disekitar area pengukuran.
Secara normal tidak ada kesulitan berarti didalam mengukur level fluida bersih dan
nonviscous, namun untuk material “slurry” atau material dengan viscous yang berat
dan solid, bagaimanapun banyak menimbulkan masalah.
Beberapa jenis methode pengukuran level atau tinggi permukaan untuk fluida yang
sering digunakan di industri proses, dapat dikelompokkan sebagai berikut :
1. Displacement
2. Differential pressure
92
3. Capacitance
4. Ultrasonic
5. Radar
6. Radiation
Keterangan
= Recommended
= Limited applicability
= Not Reccommended
Alat Ukur Level
A. Displacement Type
Prinsip Operasi
Prinsip kerja alat ini yaitu jika sebuah pelampung diapungkan pada
permukaan fluida, maka pelampung akan naik dan turun mengikuti gerakan
dari permukaan fluida yang bersangkutan. Selanjutnya dengan suatu
mekanisme, pergerakan pelampung ini dapat ditranslasikan kedalam alat ukur
displacer level berdasarkan prinsip Archimedes.
Gambar 52. Displacement Level Measurement
Displacement atau buoyancy method pada gambar di atas, adalah metode
pengukuran tinggi permukaan fluida yang paling banyak digunakan sejak
beberapa tahun yang lalu. Metode ini masih tetap popular untuk fluida yang
bersih, namun banyak proses yang mengandung “slurry” yang cenderung
mengakibatkan “coat” pada alat ukur jenis tersebut. Sehingga diperlukan
metode lain yang lebih dapat diterima.
93
Klasifikasi Displacement Device
Peralatan Displacement Device dapat diklasifikasikan dalam dua kelompok yaitu external installation dan internal installation.
(a) Pemasangan External (b)
Pemasangan Internal
(b) Gambar 53. Level Device -
Displacement type
2. Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan dan kekurangan dari metoda displacement adalah :
Kelebihan
Akurasinya tinggi
Handal pada liquid yang bersih.
Metoda terbukti (proven)
Dapat dipasang secara internal atau secara eksternal.
Pemasangan secara external pada unit dapat di blok dengan valve
untuk maintenance.
Dapat digunakan untuk mengukur liquid interface.
Kekurangan
Range terbatas (level > 48 inches sukar untuk ditangani).
Biaya meningkat untuk unit eksternal sehubungan dengan pressure
rating meningkat.
External units kemungkinan memerlukan pemanas (heating) untuk
menghindari pembekuan (freezing).
External units kemungkinan menghasilkan kesalahan disebabkan
perbedaan temperature antara fluida didalam vessel dengan fluida di
dalam level chamber.
94
B. Differential Pressure Type
Prinsip Operasi
Pengukuran level jenis differential pressure (DP) didasarkan pada prinsip
“hydrostatic head”. Prinsip ini mengatakan bahwa pada setiap titik di dalam
fluida yang diam (static), gaya yang bekerja padanya adalah sama untuk
semua arah dan tidak tergantung pada volume fluida maupun bentuk ruang
atau tempat dimana fluida berada, tetapi hanya bergantung pada tinggi kolom
fluida di atas titik yang bersangkutan. Oleh karena itu hydrostatic head sering
dinyatakan dalam satuan tekanan.
Gambar 54. Differential Pressure Level Measurement
Hydrostatic head dapat dinyatakan dalam betuk persamaan :
P = ρ . g . h
Dimana :
P = tekanan “ hydrostatic head “
ρ = fluid density
g = gravity acceleration constant (9.81 m/s2 or 32.2 ft/s2)
h = level fluid
Aplikasi pengukuran level dengan menggunakan metoda perbedaan tekanan
atau tekanan hidrostatik telah mengalami kemajuan yang signifikan beberapa
tahun lalu. Peralatan D/P ini memungkinkan untuk mengukur level dengan
range yang lebar pada services yang bersih, korosif, slurry dan high viscous.
Hampir semua jenis peralatan D/P dapat digunakan untuk mengukur level jika
peralatan tersebut tersedia dalam range yang diperlukan untul level yang
dimaksud. Pada umumnya range D/P untuk level adalah sekitar (10 ~ 150)
inches H20.
95
Klasifikasi Differential Pressure Device
Peralatan D/P dapat diklasifikasikan dalam dua kelompok yaitu sealed dan
nonsealed system.
a. Nonsealed system
Peralatan differential pressure (D/P cell transmitter) seperti pada
gambar di bawah biasanya digunakan untuk mengukur flow, namun
dapat juga digunakan untuk mengukur level. Peralatan D/P ini dalam
aplikasinya digunakan secara kontak langsung dengan fluida dan dapat
dibersihkan dengan gas atau liquid yang sesuai.
(a) D/P cell Transmitter (b) D/P Cell untuk aplikasi pengkuran Level
Gambar 55. DP cell Nonsealed System
Kelebihan
Akurasi baik
Dapat digunakakan pada range level yang lebar.
Tersedia didalam banyak material konstruksi.
Dapat dibersihkan (dipurge) untuk penggunaan service yang
korosif dan slurry.
Biaya pengadaan awal : sedang (moderat).
Dapat diisolasi dan zero ditempat.
Kekurangan
Kesalahan (error) disebabkan oleh density yang bervariasi.
96
Lead line / impuls line (low pressure) tidak dibutuhkan pada aplikasi
atmospheric.
Pemanasan (heating) pada lead line / impuls line kadang-kadang
dibutuhkan.
Problem operasi dan maintenance sering terjadi
disebabkan kegagalan purged lines.
Perbersihan material sering dilakukan pada servis proses yang sulit.
b. Sealed system
Untuk memenuhi persyaratan aplikasi pengukuran level yang sulit
misalnya pada material seperti slurry dan high viscous, sealed system
sering memberikan solusi yang sesuai untuk pengukuran level tersebut.
Gambar di bawah memperlihatkan D/P cell jenis sealed system, di mana
measuring element terisolasi dari cairan proses (process liquid).
(a) D/P Cell Transmitter (b) D/P Cell untuk level
Gambar 56. DP cell Sealed System
Kelebihan
Purge tidak diperlukan
Baik untuk slurry dan material yang korosif.
Range pengukuran : lebar.
Akurasi : sedang ~ tinggi
Dapat digunakan untuk vessel yang terbuka atau tertutup.
Baik untuk temperature relative tinggi.
Pemasangan simple dan mudah.
97
Kekurangan
Unit tidak dapat dilepas untuk tujuan maintenance tanpa men-
shutdown peralatan (equipment).
Density yang bervariasi menyebabkan error.
Letak pemasangan harus dipertimbangkan sehubungan dengan
pengaruh pada kalibrasi.
Perubahan temperature ambient menyebabkan error pada jenis
“capillary filled system”.
C. Capacitance Type
Prinsip Operasi
Sebuah kapasitor terbentuk ketika elektroda sensor level dipasang didalam
sebuah vessel. Tangkai metal dari elektroda bertindak sebagai satu plate dari
kapasitor dan dinding tangki bertindak sebagai plate yang lain (untuk non
metallic vessel dibutuhkan reference elektroda sebagai plate yang lain dari
kapasitor).
Gambar 57. Capacitance Level Measurement
Ketika level fluida naik, udara atau gas yang semula melingkupi electroda
akan digantikan oleh material (fluida) yang mempunyai konstanta dielektik
(dielectric constant) yang berbeda, sehingga suatu perubahan didalam nilai
kapasitor terjadi sebab dielektrikum antara plat telah berubah. RF (Radio
Frequerncy) capacitance instrument mendeteksi perubahan tersebut dan
mengkonversinya kedalam suatu sinyal keluaran secara proporsional.
Hubungan kapasitansi digambarkan dengan persamaan sebagai berikut :
C = 0.225 K ( A / D
Dimana :
98
C = Capacitance (picoFarads)
K = Dielectric constant dari material
A = Area of plates (square inches)
D = Distance between the plates (inches)
Klasifikasi Differential Pressure Device
Capacitance Level measurements diklasifikasikan ke dalam dua kategori yaitu
continuous measurement dan point measurement.
Gambar 58. Continuous measurement
1. Continuous Measurement
Keuntungan
Dapat digunakan untuk beberapa aplikasi di mana jenis yang lain
tidaklah mungkin digunakan.
Biaya pemasangan awal : sedang
Akurasi ; sedang
Dapat digunakan pada aplikasi high temperature dan high pressure.
Dapat digunakan untuk services polymer dan slurry.
Kekurangan
Pada banyak kejadian, membutuhkan kalibrasi khusus.
Terpengaruh oleh density bervariasi dari material yang diukur.
Pembacaan error ketika terjadi lapisan (coating) pada probe.
2. Point Measurement
Capacitance probe untuk point measurement pada saat ini telah menjadi
umum penggunaannya. Alat ukur ini sangat baik untuk mengukur level
media powder, solid dan slurry yang sulit diukur.
99
Gambar 59. Point measurement
Keuntungan
Biaya pengadaan awal : rendah
Mudah untuk dipasang
Tidak ada part yang bergerak.
Bermanfaat untuk aplikasi material berisi powder, butiran, solid,
slurry dan material corosif (dimana banyak level device tidak
bekerja dengan baik).
Kekurangan
Akurasi dipengaruhi oleh karakteristik material.
Coating pada probe menyusahkan pada beberapa design.
D. Ultrasonic Types
Prinsip Operasi
Ultrasonic transmitter bekerja dengan prinsip pemancaran gelombang suara
dari peizo electric transducer kedalam vessel yang berisi material proses. Alat
ini mengukur lama waktu yang dibutuhkan gelombang suara yang dipantulkan
kembali ke transducer. Pengukuran yang baik tergantung pada pantulan
gelombang suara dari material proses secara garis lurus yang kembali ke
transducer.
Ultrasonic level detectors pada gambar di bawah digunakan terutama untuk
point measurement. Alat ini sudah digunakan sejak tahun 1960, hampir sama
seperti capacitance probe, alat ini juga sering digunakan untuk mengukur
level pada service dimana sering timbul permasalahan bilaman menggunakan
metoda pengukuran tradisional.
100
Gambar 60. Prinsip Kerja Ultrasonic Level Measurement
Kelebihan dan Kekurangan
Gambar 61. Ultrasonic Level Measurement Devices
Keuntungan
Tidak ada part yang bergerak (No moving parts), membutuhkan sedikit
maintenance.
Teknologi Non-contact
Mudah dipasang dan dikalibrasi
Akurasi baik bilamana aplikasi sesuai.
Dapat diaplikasikan pada pengukuran level material seperti powder,
fluida yang mengandung padatan serta slurry.
Kekurangan
Tidak dapat beroperasi pada vakum dan tekanan tinggi.
Range Temperature dan Pressure terbatas.
Harga relative tinggi.
Posisi sangat sensitive disbanding teknologi lain.
101
E. Radar Type
Prinsip Operasi
Teknologi radar untuk aplikasi pengukuran level yang ada dipasaran adalah
Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) atau Pulse Wave Time of
Flight.
Sistem Pulsed Wave bekerja dengan memancarkan suatu gelombang mikro
(microwave) ke arah material proses, gelombang ini dipantulkan oleh
permukaan dari material proses dan dideteksi oleh sensor yang sama yang
bertindak sebagai penerima (receiver). Level ditentukan dari waktu tempuh
dari sinyal gelombang mikro dari transmitter ke receiver.
Sistem FMCW bekerja dengan memancarkan suatu signal frekuensi secara
terus menerus dan jarak ditentukan dari perbedaan frekwensi antara sinyal
transmitter dan receiver pada setiap titik pada waktunya.
Gambar 62. Prinsip Kerja Radar Level Measurement
Secara umum prinsip kerja dari radar level adalah sebagai berikut ; Level dari
cairan diukur dengan radar pulsa yang pendek yang dipancarkan dari antena
di bagian puncak tanki ke arah cairan. Setelah radar pulsa dipantulkan oleh
permukaan cairan, maka antena menerima pulsa tersebut. Jarak dari meter
gauge ke permukaan cairan (d) adalah sebanding dengan waktu tempuh pulsa
gelombang micro (t). Frekuensi yang digunakan radar adalah 5.8 GHZ ( 6.3
GHZ di AS).
Distance = C . (time of flight / 2)
102
Gambar 63. Radar Level Measurement
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Teknologi : Non-contact
Akurasi : tinggi
Kekurangan
Biaya pengadaan awal : tinggi
Pressure rating : terbatas
Tidak dapat mengukur interface
F. Radiation Type
Prinsip Operasi
Seperti beberapa metoda pengkukuran level lainnya, jenis radioactive
(nucleonic) digunakan juga sebagai continuous measurement dan point
measurement. Pada continuous measurement, radiation level menyediakan
persentase dari penurunan transmisi sesuai level, dan untuk point
measurement, radiation level menyediakan suatu fungsi switch on/off.
Radio isotop yang digunakan pada pengukuran level akan memancarkan
energi pada suatu tingkat rate yang konstan secara acak. Radiasi gamma
adalah sumber yang secara umum digunakan untuk nucleonic level gauging.
103
Panjang gelombang pendek dan energi yang tinggi dari radiasi gamma
menembus dinding vessel dan media proses. Sebuah detektor di sisi yang lain
dari vessel mengukur kekuatan bidang radiasi dan menyimpulkan level di
dalam vessel.
Secara umum, radioactive level adalah metoda pengukuran level yang mahal
dan perlu dipertimbangkan secara serius bilamana akan diimplementasikan.
Bukan hanya hardware yang mahal, tetapi calibration dan testing juga
membutuhkan waktu yang lama serta biaya opearasi yang tinggi. Oleh karena
alat ini sering digunakan sebagai metoda terakhir yang dipilih bila semua
metode gagal digunakan pada suatu aplikasi, maka biaya keseluruhan tetap
dipertimbangkan secara ekonomis dalam pemilihannya.
Gambar 64. Radioactive (Nucleonic) Level Measurement
Klasifikasi Radiactive Level Device
a. Continuous Systems
Gambar 65. Nucleonic Continuous Level Measurement
b. Point Measurement
104
Gambar 66. Nucleonic Point Level Measurement
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Tidak ada part yang bergerak (No moving parts), membutuhkan
sedikit maintenance.
Instalasi eksternal sehingga mudah di-retrofit atau instalasi baru.
Kehandalan (reliability) tinggi.
Kekurangan
Biaya pengadaan awal : tinggi
Memerlukan perijinan oleh agen pengatur.
Berbahaya dan memerlukan penangan secara khusus.
3. Rangkuman 3
Metode pengukuran level atau tinggi permukaan untuk fluida yang sering digunakan
di industri proses, dapat dikelompokkan sebagai berikut :
1. Displacement
2. Differential pressure
3. Capacitance
4. Ultrasonic
5. Radar
6. Radiation
4. Tugas 3
Identifikasikanlah macam-macam alat ukur level fluida yang ada di industri alkohol
105
5. Tes Formatif 3
a. Sebutkan macam-macam alat ukur level fluida
b. Diskripsikan prinsip kerja masing-masing alat ukur level fluida
D. KEGIATAN PEMBELAJARAN 4: PENGUKURAN PRESSURE
1. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 4
Siswa dapat:
a. Menyebutkan macam-macam alat ukur pressure (tekanan)
b. Mendiskripsikan prinsip kerja masing-masing alat ukur pressure (tekanan)
2. Uraian Materi 4
Umum
Tekanan terjadi karena adanya gaya yang bekerja terhadap suatu bidang luasan.
Karena itu tekanan dinyatakan sebagai Gaya yang bekerja pada suatu Satuan
Luas. Pada bagian ini akan ditinjau beberapa prinsip pengukuran tekanan yang
biasa digunakan di industri proses.
Alat ukur tekanan disebut sebagai Manometer. Berbagai macam nama dan tipe
manometer yang terdapat di industri proses, bergantung pada prinsip kerja, jenis
fluida yang diukur serta kebutuhan penggunaannya. Pada umumnya tekanan
fluida yang diukur di industri proses adalah cairan dan gas.
Sesuai dengan definisi dari tekanan di atas, terdapat 4 terminologi penting yang
biasa digunakan tentang ukuran atau pengukuran tekanan, yaitu :
a. Absolute Pressure (tekanan absolut)
Gaya yang bekerja pada satuan luas, tekanan ini dinyatakan dan diukur
terhadap tekanan NOL.
b. Gauge Pressure (tekanan relatif)
Tekanan yang dinyatakan dan diukur relatif terhadap tekanan atmosfer. Jadi
tekanan relatif adalah selisih antara tekanan absolut dengan tekanan atmosfer
(1 atmosfer = 760 mmHg = 14.7 psig)
c. Vacum Pressure (tekanan hampa)
Tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfer
d. Differential Pressure (tekanan differential)
Tekanan yang diukur terhadap tekanan yang lain.
Beberapa jenis pengukuran tekanan yang sering digunakan di dalam industri proses
dapat dikelompokkan sebagai berikut :
106
a. Manometer kolom cairan (U tube)
b. Bourdon Tube
c. Diaphragm Pressure Gage
d. Belows
e. McLeod Gages
Pemilihan alat ukur pressure (pressure device) tidaklah sesulit memilih alat ukur flow
dan level. Didalam pengukuran flow dan level, karakteristik dari fluida proses sangat
menentukan dalam pemilihan metoda operasi alat ukur tertentu.
Dalam pengukuran pressure, penekanan lebih sedikit pada karakteristik fluida, dan
lebih banyak pada pertimbangan akurasi, range pengukuran dan pemilihan material.
Alat Ukur Tekanan
A. U tube
Prinsip Operasi
Tabung U (U Tube) adalah contoh sederhana instrument pengukuran tekanan
yang menggunakan kolom zat cair. Alat ukur tekana ini terdiri dari air atau air
raksa didalam U-Shaped, dan umumnya digunakan untuk mengukur tekanan
gas.
Salah satu ujung dari tabung U dihubungkan ke bidang tekanan yang tidak
diketahui dan ujung yang lain dihubungkan dengan sumber tekanan acuan
(umumnya tekanan atmosfer), seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 67. Manometer tabung U dengan kolom zat cair
Dengan membandingkan level dari cairan pada kedua sisi dari tabung U,
tekanan yang tidak diketahui dapat diperoleh dari ilmu keseimbangan cairan
(fluid static).
107
Jika cairan C adalah atmosfer, cairan B adalah cairan di dalam tabung U (air
atau air raksa), dan cairan A adalah suatu gas, kemudian diasumsikan bahwa
ρB » ρA, ρC. maka tekanan gage dari gas dapat didekati dengan,
Spesifikasi Umum
Tabung U adalah manometer standard yang digunakan untuk pengukuran
tekanan gauge, tekanan ruang hampa, perbedaan tekanan, baik di dalam
industri maupun di dalam laboratorium dimana ketelitian tertentu diperlukan,
Alat ukur ini tersedia dalam jenis pemasangan wall mounted dan stand
mounted dengan range pengukuran : 0 - 3000 mm WC/HG.
Gambar 68. Manometer U tube
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Biaya pengadaan awal : rendah
Sederhana dan handal
Accuracy dan sensitivity : tinggi.
Sesuai untuk aplikasi low pressure dan low differential pressure.
Kekurangan
Dynamic response rate : rendah
Tidak bisa digunakan di dalam lingkungan tanpa bobot.
108
Tidak ada proteksi over range.
Cairan dalam tabung U harus tidak saling bercampur dengan cairan yang
diukur (gas atau cairan).
Dapat terjadi kontaminasi antara air raksa dengan uap air, terutama
pada pengukuran tekanan rendah.
B. Bourdon Tube
Prinsip Operasi
Bourdon Tube adalah alat ukur tekanan non liquid. Alat ukur ini secara luas
digunakan didalam industri proses untuk mengukur tekanan statis pada
beberapa aplikasi. Bentuk dari bourdon tube terdiri dari element (C-type,
helical dan spiral) dan dihubungkan secara mekanikal dengan jarum indicator.
Prinsip operasinya yaitu tekanan dipandu ke dalam tabung, perbedaan
tekanan di dalam dan di luar tabung bourdon akan menyebabkan perubahan
bentuk penampangnya. Perubahan bentuk penampang akan diikuti perubahan
bentuk arah panjang tabung, dimana perubahan panjang tabung akan
dikonversikan menjadi gerakan jarum penunjuk pada skala.
Analisa teoritis tentang perubahan bentuk tabung bourdon sebagai fungsi
perbedaan tekanan di luar dan di dalam tabung bourdon jarang dilakukan.
Perubahan bentuk tabung bourdon diperoleh dari data eksperimental.
Ada tiga tipe tabung bourdon, yaitu : C-type, Spiral dan Helical. Perbedaan
masing-masing tipe terletak pada harga tekanan yang ingin diukur.
C-type Bourdon Tube
Digunakan untuk range 15 ~ 100.000 psig dengan range akurasi (± 0.1 ~ ±
5) % span.
Gambar 69. Bourdon Tube (C-type)
109
Spiral Bourdon Tube
Digunakan secara umum pada range tekanan menengah (medium
pressure), tetapi untuk tugas berat juga tersedia dalam range hingga
100.000 psig. Range akurasinya sekitar ± 0.5 % dari span.
Gambar 70. Bourdon Tube (Spiral)
Helical Bourdon Tube
Digunakan pada range dari 100 ~ 80.000 psig dengan akurasi sekitar ± ½
~ ± 1 % dari span.
Gambar 71. Bourdon Tube (Helical)
110
Spesifikasi Umum
Bourdon Tube C-Type
(a) Bourdon Tube Tipe Spriral
(b) Bourdon Tube Tipe Helical
Gambar 72. Bourdon Tube (C-Type, Spiral dan Helical)
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Biaya pengadaan awal : rendah
Konstruksi sederhana
Dapat dikalibarsi dengan mudah (menggunakan mercury barometer).
Tersedia range yang bervarisai, termasuk range yang sangat tinggi.
111
Kekurangan
Peka terhadap goncangan dan getaran
Mempunyai sifat histerisis
Akurasi : sedang (tidak cukup baik untuk beberapa aplikasi).
C. Diaphragm Pressure Gage
Prinsip Operasi
Diaphragm Pressure Gage menggunakan prinsip perubahan bentuk yang
elastis (elastic deformation) dari suatu diaphragm (membrane) untuk
mengukur perbedaan suatu tekanan yang tidak diketahui dengan suatu
tekanan acuan.
Bentuk dari diaphragm pressure gage terdiri dari kapsul (capsule) yang dibagi
oleh suatu sekat rongga (diapraghm), seperti ditunjukkan pada gambar di
bawah. Satu sisi diaphragm terbuka bagi tekanan target (eksternal) PExt, dan
sisi yang lain dihubungkan dengan tekanan diketahui (reference pressure),
PRef. Beda tekanan, PExt - PRef, secara mekanik membelokkan diaphragm.
Gambar 73. Prinsip operasi Diaphragm Pressure Gage
Spesifikasi Umum
Range normal untuk diaphragm elemen mulai dari vacuum hingga 200 psig, dengan
akurasi (±½ ~ ±1¼) % full span. Gambar berikut memperlihatkan berbagai bentuk
disain dari diaphragm yaitu single capsul dan multiple capsul.
112
Gambar 74. Bentuk disain diaphragm (single capsul dan multiple capsul)
Gambar 75. Bentuk Desai Diaphragm Pressure Gage
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Biaya pengadaan awal : sedang
Karakteristik “overrange” : tinggi
Linearitas : baik
Akurasi : baik
Dapat digunakan untuk pengukuran tekanan asolut, tekanan relatif
(gage) maupun tekanan differential.
Tersedia dalam berbagai macam bahan (tahan terhadap korosi)
Kekurangan
Sangat peka terhadap getaran dan kejutan
Jika rusak sulit diperbaiki.
113
D. Bellows Elements
Prinsip Operasi
Pengukuran tekanan dengan bellows sangat popular digunakan di dalam
industri proses, oleh karena mudah ditangani. Element bellows merupakan
elemen elastis yang fleksibel pada arah aksial. Biasanya dibuat dari bahan
kuningan, fosfor-perunggu, berrilium-tembaga, monel, stainless steel, inconel
dan bahan metal lainnya. Dengan element ini dapat diperoleh hubungan yang
linear antara tekanan dan simpangan (perubahan volume).
Gambar di bawah ini menunjukkan prinsip pemakaian bellows untuk
pengukuran tekanan absolute, tekanan relative (gage) dan tekanan
diferensial.
(a) Absolute Pressure
(b) Relative Pressure (Gauge) (c) Differential Pressure
Gambar 76. Prinsip pengukuran tekanan (Bellows Elements)
Spesifikasi Umum
Sebagian besar bellows element digunakan untuk pengukuran tekanan rendah
(absolute atau relative) dan tekanan diferensial, beroperasi untuk tekanan
vacuum sampai tekanan 0 – 400 psig. Kebanyakan aplikasi dalam range inch
H2O hingga 30 atau 40 psig, namun unit tersedia dalam range 0 – 2.000 psig.
Penggunaan yang terbesar untuk unit bellows adalah sebagai elemen
114
penerima untuk pneumatic recorders, indicators dan controllers. Bellows juga
secara luas digunakan sebagai unit diferensial pressure untuk pengukuran
aliran (flow) serta recorder dan controller pneumatic yang dipasang di
lapangan. Ketelitian bellows element adalah sekitar ± ½ %.
Gambar 77. Pressure Differential indicator (Bellows Element)
Kelebihan dan Kekurangan Kelebihan
Biaya pengadaan awal : rendah
Konstruksi kuat dan sederhana
Dapat digunakan untuk tekanan rendah dan menengah.
Dapat digunakan untuk mengukur tekanan absolut, tekanan relatif
(gauge) dan tekanan diferensial.
Kekurangan
Memerlukan kompensasi temperature
Tidak dapat digunakan untuk mengukur tekanan tinggi.
Mempunyai histeresis dan drift yang besar.
Tidak cocok untuk mengukur tekanan yang dinamis.
E. McLeod Gages
Prinsip Operasi
McLeod gage adalah alat ukur tekanan rendah (vakum) dimana tekanan di
bawah 10-4 torr (10-4 mmHg, 1.33×10-2 Pa, 1.93×10-6 psi) yang bekerja
berdasarkan tinggi kolom cairan. Alat ukur ini sering digunakan sebagai
kalibrator alat ukur tekanan vakum lainnya.
Skema McLeod gage dapat dilihat pada gambar 3.68. Alat ini mempunyai dua
kaki, dimana pada kaki yang satu terdapat suatu volume yang ukurannya jauh
115
lebih besar dari pada volume pipa. Ujung pipa pada kaki tersebut di atas
tertutup. Alat ini mempunyai torak (piston), yang digunakan untuk mengatur
tinggi cairan dalam pipa.
Sebelum pengukuran dilakukan torak ditarik sehingga tinggi cairan berada di
bawah lubang yang menghubungkan kedua pipa (gambar 3.68.a). Kemudian
tekanan vakum yang akan diukur dihubungkan pada pipa lainnya, sehingga
tekanan vakum yang diukur mengisi semua pipa.
Setelah pengisian terjadi, torak ditekan sehingga cairan memasuki semua
pipa. Tekanan vakum yang berada pada kaki pertama akan terperangkap pada
pipa yang tertutup (gambar 3.68.b). Torak terus ditekan sehingga tinggi cairan
pada pipa kedua mencapai skala 0, yaitu sama dengan tinggi pipa tertutup.
Tinggi cairan pada kaki pertama akan lebih rendah dari kaki kedua, karena
tekanan vakum di kaki tersebut akan terkompresi menjadi lebih tinggi dari
tekanan vakum yang diukur.
(a) (b) (c)
Gambar 78. Prinsip Kerja McLeod Gages
Hukum boyle, yang diusulkan oleh Robert Boyle pada tahun 1662,
menyatakan bahwa pada sistem isothermal yang tertutup (temperatur yang
tetap), maka produk dari pressure (P) dan volume (V) adalah tetap.
116
Atau setara dengan :
Umpamakan bahwa tekanan awal dan volume di dalam McLeod Gage diberi
oleh,
P1 = Pi
V1 = V + A·h0
dimana V adalah volume reservoir dan A adalah luas penampang dari tabung
yang disegel (tertutup).
Misalkan volume dan tekanan yang akhir pemampatan diberi oleh
persamaan,
P2 = Pgage V2 = A·h
Menurut Hukum Boyle, maka :
Untuk bentuk manometer, , maka tekanan
yang tidak diketahui Pi dapat turunkan menjadi suatu fungsi dari perbedaan
tingginya h.
Selanjutnya, volume dari reservoir pada umumnya lebih besar dari tabung,
V » A·(h0-h)
Sehingga persamaan dapat disederhanakan menjadi :
117
3. Rangkuman Materi 4
Beberapa jenis pengukuran tekanan yang sering digunakan di dalam industri
proses dapat dikelompokkan sebagai berikut :
a. Manometer kolom cairan (U tube)
b. Bourdon Tube
c. Diaphragm Pressure Gage
d. Belows
e. McLeod Gages
Pemilihan alat ukur pressure (pressure device) tidaklah sesulit memilih alat ukur
flow dan level. Didalam pengukuran flow dan level, karakteristik dari fluida proses
sangat menentukan dalam pemilihan metoda operasi alat ukur tertentu.
Dalam pengukuran pressure, penekanan lebih sedikit pada karakteristik fluida,
dan lebih banyak pada pertimbangan akurasi, range pengukuran dan pemilihan
material.
4. Tugas 4
Identifikasikanlah Macam-macam alat ukur tekanan di industry minyak bumi
5. Tes Formatif 4
a. Sebutkan macam-macam alat ukur pressure (tekanan)
b. Diskripsikan prinsip kerja masing-masing alat ukur pressure (tekanan)
118
E. KEGIATAN PEMBELAJARAN PEMBELAJARAN 5: PENGUKURAN
TEMPERATURE
1. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 5
Siswa dapat:
a. Menyebutkan macam-macam alat ukur temperature
b. Mediskripsikan prinsip kerja masing-masing alat ukur temperature
2. Uraian Materi 5
Umum
Teperatur adalah ukuran panas atau dingin suatu benda. Kulit manusia mampu
merasakan apakah suatu benda panas atau dingin, namun rasa panas atau
dingin tersebut relatif terhadap temperature kulit itu sendiri (tidak dapat
teramati secara kuantitatif).
Temperature adalah besaran relative, tergantung pada acuan yang digunakan.
Berbagai besaran temperatur menggunakan suatu acuan sebagai harga
dasarnya. Beberapa sifat fisika benda yang digunakan sebagai acuan
pengukuran temperatur dicantumkan pada tabel di bawah.
Acuan Temperatur (oC)
Titik didih Hidrogen (H) -252.78
Titik didih Nitrogen (N) -195.81
Titik beku Air raksa (Hg) -38.87
Titik beku Air (H2O) 0
Titik didih Air (H2O) 100
Titik didih Sulfur (S) 444.60
Titik cair Perak (Ag) 950.5
Titik cair Emas (Au) 1063.0
Macam Prinsip Alat Ukur Temperatur
Besaran temperatur tidak diukur secara langsung. Ukuran temperatur selalu
berdasarkan perubahan sifat fisik benda tertentu akibat pengaruh perubahan
119
temperatur. Berbagai perubah yang digunakan sebagai prinsip dasar suatu
termometer, antar lain :
1. Perubahan dimensi benda, misalnya :
a. Termometer cair dalam bulb (termometer air raksa), berdasarkan prinsip
perubahan volume cairan dalam bulb jika dihubungkan dengan medium
pada temperatur tertentu yang ingin diketahui.
b. Termometer bimetal, berdasarkan perbedaan koefisien ekspansi dua
buah plat logam yang direkatkan.
2. Perubahan tegangan listrik, berdasarkan perbedaan sifat termoelektrik dua
buah bahan, misalnya : thermocouple.
3. Perubahan tahanan listrik suatu benda, misalnya : RTD dan Thermistor.
4. Perubahan tekanan cairan dalam bulb, misalnya pressure termometer.
Alat Ukur Temperatur
1. Bimetal Thermometer
Teori Bimetal Thermometer
Termometer ini terdiri dari dua logam dengan koefisien muai atau ekspansi
berbeda yang dilekatkan menjadi satu. Logam yang mempunyai koefisien
ekspansi lebih besar akan mempunyai pertambahan dimensi yang lebih besar
dari logam lainnya akibat kenaikan temperature. Sehingga menyebabkan
batang bimetal berdefleksi pada arah tertentu, penurunan temperatu
menyebabkab defleksi pada arah yang berlawanan. Simpangan batang
digunakan untuk menyatakan ukuran temperatu di sekitar batang bimetal.
Untuk mendapatkan sensitivitas yang lebih besar, maka dipilih bahan A yang
mempunyai koefisien ekspansi besar dan bahan B mempunyai koefisien
ekspansi kecil. Contoh : bahan bimetal terbuat dari paduan bahan invar
(campuran besi-nikel) yang mempunyai koefisien ekspansi kecil dengan bahan
kuningan yang mempunyai koefisien ekspansi besar.
120
Gambar 79. Prinsip Operasi dari Bimetal Thermometer
Spesifikasi Umum
Bimetal thermometer digunakan secara luas di dalam industri proses sebagai
indicator lokal dari temperatur proses. Skala pengukuran dapat dibuat dari (-
100 ~ 1000)ºF. Skala pengukurannya adalah linier terhadap range dan range
akurasinya sekitar ± ½ ~ ± 2 % atau lebih tinggi.
Gambar 80. Bimetal Thermometer
Kelebihan dan Kekurangan Kelebihan
Biaya pengadaan awal : rendah
Tidak mudah rusak.
Mudah dipasang dan diperbaiki.
Akurasi : cukup baik
Range temperature : cukup lebar
121
Kelebihan
Terbatas pada pemasangan local
Hanya sebagai indicator.
Kalibrasi dapat berubah jika ditangani dengan kasar
2. Thermocouple
Teori Thermocouple
Pada tahun 1821 ahli fisika Germany, Estonian Thomas Johann Seebeck
menemukan bahwa suatu konduktor apapun (misalnya metal) akan
menghasilkan suatu tegangan (voltage) ketika diberikan gradien thermal.
Peristiwa ini dikenal sebagai efek Seebeck atau efek termoelektrik.
Thermocouple adalah suatu sensor temperatur termoelektris yang terdiri dari
dua kawat logam yang berlainan (misalnya chromel dan constantan) dengan
penggabungannnya pada probe tip (measurement junction) dan reference
junction (temperature yang diketahui).
Perbedaan temperatur antara probe tip dan reference junction dideteksi
dengan mengukur perubahan tegangan voltage (electromotive force, EMF)
pada reference junction. Pembacaan absolute temperature kemudian bisa
diperoleh dengan kombinasi informasi dari temperatur acuan yang diketahui
dengan perbedaan temperature antara probe tip dengan reference.
Gambar 81. Typical Rangkaian Thermocouple
Beberapa jenis-jenis sambungan thermocouple yang umum digunakan adalah
sebagai berikut :
122
Thermocouple Tip Styles
Grounded Thermocouple Ungrounded Thermocouple Exposed Thermocouple
Gambar 82. Typical Sambungan Thermocouple
Spesifikasi Umum
Secara komersial jenis thermocouple ditetapkan oleh ISA (Instrument
Society of America). Jenis E, J, K dan T adalah base-metal thermocouple
dan dapat digunakan untuk mengukur temperature hingga 1000°C
(1832°F). Jenis S, R dan B adalah noble-metal thermocouples dan dapat
digunakan untuk mengukur temperature hingga 2000°C (3632°F). Berikut
table spesifikasi dasar dari thermocouple.
ISA
Material (+ & -)
Temperature Range
°C (°F)
Sensitivity
@ 25°C (77°F) µV/°C (µV/°
F)
Error*
App.*
*
E
Chromel &
Constantan
(Ni-Cr & Cu-Ni)
-270~1000 (-450~1800)
60.9 (38.3)
LT:±1.67°C(±3°F) HT:±0.5%
I,O
J
Iron & Constanta
n (Fe & Cu-Ni)
-210~1200 (-350~2200)
51.7 (28.7)
LT:±2.2~1.1°C(±4~2°F) HT:±0.375~0.75%
I,O,R,
V
123
K Chromel & Alumel (Ni-Cr & Ni-Al)
-270~1350 (-450~2500)
40.6 (22.6)
LT:±2.2~1.1°C(±4~2°F) HT:±0.375~0.75%
I,O
T
Copper & Constanta
n (Cu & Cu-Ni)
-270~400 (-450~750)
40.6 (22.6)
LT:±1~2% HT:±1.5%
or ±0.42°C(±0.75°
F)
I,O,R,
V
R
Platinum & 87%
Platinum/ 13%
Rhodium
-
50~1750 (-60~3200)
6
(3.3)
LT:±2.8°C(±5°
F) HT:±0.5%
I,O
(Pt & Pt-Rh)
S
Platinum & 90%
Platinum/ 10%
Rhodium
-
50~1750 (-60~3200)
6
(3.3)
LT:±2.8°C(±5°
F) HT:±0.5%
I,O
(Pt & Pt-Rh)
70% Platinum/
B
30% Rhodium & 94% Platinum/ 6% Rhodium
-50~1750 (-60~3200)
6
(3.3)
LT:±2.8°C(±5°F) HT:±0.5%
I,O
(Pt-Rh & Pt-Rh)
*: LT = Low temperature range, HT = High temperature range
**:I = Inert media, O = Oxidizing media, R = Reducing media, V = Vacuum
Constantan, Alumel, and Chromel are trade names of their respective
owners.
Gambar 83. Thermocouple
3. Resistance Temperature Detector (RTD)
Teori RTD
Tahanan (resistance) dari suatu material metal akan berubah terhadap
perubahan temperaturnya. Hal ini merupakan suatu dasar metoda deteksi
temperature. Bahan yang digunakan untuk sensor ini dibagi menjadi dua
macam yaitu bahan konduktor (logam) dan bahan semikonduktor. Bahan
konduktor ditemukan terlebih dahulu dan disebut “Resistance-Termometer”
sekarang disebut “Resistance Temperature Detector (RTD)”. Jenis
124
semikonduktor muncul lebih akhir dan diberi nama “thermistor”.
Gambar 84. Resistance Temperature Detector (RTD)
Hubungan Resistance (R) dengan Temperature (T) adalah sangat berperan
didalam Resistance Temperature Detector (RTD). Hubungan R-T dari
beberapa bahan-bahan RTD digambarkan sebagai berikut dimana y-axis
adalah
Resistance yang dinormalisir terhadap Resistance pada 0 °C (32 °F) dan x-
axis adalah temperature.
Gambar 85. Hubungan Resistance – Temperature
Spesifikasi Umum
Secara komersial resistance RTD yang tersedia terbentang dari 10 ~ 25,000
Ω. Lebih umum adalah 100, 200, dan 1000 Ω untuk strain-free platinum probe
(> 99.999%) dan 10 Ω copper probe.
Range temperature dari material yang digunakan untuk RTD seperti platinum,
copper, nickel, BalcoTM (70% Ni-30% Fe) dan tungsten dapat dilihat pada
table berikut :
125
Material Temperature
Range
Note
Platinum (Pt) -260~1000 °C (-
440~1800 °F)
< 550 °C (1022 °F) in most
applications
Copper (Cu) -200~260 °C (-
330~500 °F)
Nickel (Ni) -200~430 °C (-
330~800 °F)
Linearity is not good
Balco (70%
Ni-30% Fe)
-100~230 °C (-
150~450 °F)
Linearity is not good; cheap
to fabricate; high
resistance Tungsten (W) -100~1200 °C (-
150~2200 °F)
Gambar 86. Resistance Temperature Detector (RTD)
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Stabil dan akurat.
Linearity lebih baik dari pada thermocouples.
Signal-to-noise ratio : tinggi
Kekurangan
Biaya pengadaan awal : tinggi (lebih mahal)
Self heating.
Membutuhkan sumber arus listrik.
Response time tidak cukup cepat untuk beberapa aplikasi.
126
4. Thermistor
Teori Thermistor
Serupa dengan Resistance Temperature Detector (RTD), thermistor (Bulk
Semiconductor Sensor) menggunakan resistance untuk mendeteksi
temperatur. Bagaimanapun, tidak sama dengan RTD metal probe dimana
resistance meningkat dengan temperatur, thermistor menggunakan material
ceramic semiconductor dimana responya terbalik dengan temperatur. Contoh
dari thermistor ditunjukkan pada gambar sebagai berikut.
Gambar 87. Thermistor
Thermistor adalah resistance thermometer, dimana hubungan antara
Resistance dan Temperature adalah sangat nonlinear. Resistance berubah
secara negatif dan tajam dengan suatu perubahan positif didalam
temperature, seperti ditunjukkan pada grafik di bawah.
Gambar 88. Kurva karakteristik dari tiga Temperature Transducers
Hubungan Resistance - Temperature pada Thermistor dapat didekatkan dalam bentuk persamaan :
127
Dimana :
T = temperature (in kelvin)
TRef = reference temperature, umumnya pada temperature
kamar (25 °C; 77 °F; 298.15 K)
R = Resistance dari thermistor (Ω)
RRef = Resistance pada TRef
β = Konstanta kalibrasi tergantung pada thermistor material,
umumnya (3,000 ~ 5,000) K
Spesifikasi Umum
Sensor thermistor dapat mengukur temperatur dari –40 ~ 150 ± 0.35 °C (-40 ~
302 ± 0.63 °F). Bentuk dari thermistor probe dapat berbentuk bead, washer, disk
dan road seperti diperlihatkan pada gambar 3.33. Resistance operasi dari
thermistor adalah dalam range k Ohm, walaupun aktual resistance terbentang
dalam M Ohm hingga Ohm
Gambar 89. Thermistor
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Accuracy tinggi ; ~±0.02 °C (±0.36°F). Lebih baik dari pada RTD dan lebih
baik lagi dari pada thermocouples.
Sensitivity tinggi ; ~10. Lebih baik dari pada RTD dan lebih baik lagi dari
pada thermocouples. Sebagai hasilnya, kesalahan akibat kabel yang panjang
128
dan self-heating adalah tidak berarti.
Response time lebih pendek dari RTD, hamper sama dengan thermocouple.
Stabilitas dan repeatability cukup baik.
Ukuran lebih kecil dibanding thermocouple
Kekurangan
Range temperature terbatas -100 ~ 150 °C (-148 ~ 302 °F).
5. Hubungan Resistance - Temperature ; nonlinear, tidak sama dengan RTD
dimana mempunyai suatu hubungan yang sangat linier.
5. Pyrometer
Teori Pyrometer
Pyrometer (radiation thermometer) adalah non-contact instrument untuk
mendeteksi temperatur permukaan dari suatu obyek dengan mengukur
radiasi gelombang elektromagnetic (infrared/visible) yang dipancarkan oleh
suatu obyek.
Gambar 90. Typical Broadband Pyrometer
Panjang gelombang dari radiasi thermal terbentang dari 0.1 sampai 100 µm (4
~ 4,000 µin), yaitu dari ultraviolet (UV), spectrum sinar tampak (visible
spectrum) hingga pertengahan dari infrared (IR).
129
Courtesy of the Advanced Light Source, Berkeley Lab (Ernest Orlando Lawrence Berkeley
National Laboratory)
Gambar 91. Electromagnetic Radiation Spectrum
Pyrometry secara harafiah berarti "api / fire“ (pyro) dan "mengukur /
measuring " (metron). Pyrometer memanfaatkan fakta bahwa semua objek
di atas absolut temperature 0 K (- 273.15 ° C; - 459.67 ° F) menyebar dan
menyerap energi thermal. Jika hubungan antara intensitas radiasi, panjang
gelombang dan temperatur dapat bentuk, maka temperature dapat
ditemukan dari radiasi itu.
Dua teori yang mendasari pyrometry adalah hukum Planck dan hukum
Stefan- Boltzmann. Hukum Planck digunakan didalam narrow-band
pyrometer dan Hukum Stefan-Boltzmann digunakan didalam broad-band
pyrometer.
Spesifikasi Umum
Pyrometer adalah photodetector yang mampu menyerap energi atau
mengukur intensitas gelombang electromagnetic pada panjang gelombang
tertentu atau dalam suatu range panjang gelombang tertentu. Atas dasar
tersebut dikenal dua jenis pyrometer, yaitu :
a. Optical Pyrometer (Brightness Pyrometer atau
Disappearing Filament Pyrometer)
Dirancang untuk radiasi thermal pada spectrum sinar tampak (visible
spectrum).
Menggunakan suatu perbandingan visual antara suatu sumber
130
cahaya yang terkalibrasi dan permukaan yang ditargetkan. Ketika
kawat pijar (filament) dan target mempunyai temperature yang sama,
intensitas radiasi termal akan match menyebabkan kawat pijar
menghilang seperti tercampur kedalam permukaan yang ditargetkan
di latar belakang.
Ketika kawat pijar menghilang, arus yang melintas pada kawat pijar
dapat diubah kedalam pembacaan temperatur.
Gambar 92. kawat pijar (filament)
Gambar 93. Optical Pyrometer
b. Infrared Pyrometer
Dirancang untuk radiasi thermal didalam daerah infrared (0.75 ~ 1000
µm ; 30 µin ~ 0.04 in) pada umumnya 2 ~ 14 µm (80 ~ 550 µin).
Photometric
Match For
Temperatur
e Indication
View Through Telescope
Correct Too High Too Low
131
Dibuat dari material pyroelectric, seperti triglisine sulfate (TGS),
lithium tantalate (LiTaO3) atau polyvinylidene fluoride (PVDF).
Gambar 94. Infrared Pyrometer
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan
Pengukuran Non-contact measurement
Response time : cepat
Stability : baik
Kekurangan
Biaya pengadaan awal : tinggi (mahal)
Akurasi terpengaruh oleh debu dan asap
3. Rangkuman Materi 5
Temperature adalah besaran relative, tergantung pada acuan yang digunakan.
Berbagai besaran temperatur menggunakan suatu acuan sebagai harga
dasarnya. Beberapa sifat fisika benda yang digunakan sebagai acuan
pengukuran temperatur dicantumkan pada tabel di bawah.
Acuan Temperatur (oC)
Titik didih Hidrogen (H) -252.78
Titik didih Nitrogen (N) -195.81
Titik beku Air raksa (Hg) -38.87
Titik beku Air (H2O) 0
Titik didih Air (H2O) 100
Titik didih Sulfur (S) 444.60
Titik cair Perak (Ag) 950.5
Titik cair Emas (Au) 1063.0
132
Besaran temperatur tidak diukur secara langsung. Ukuran temperatur selalu
berdasarkan perubahan sifat fisik benda tertentu akibat pengaruh perubahan
temperatur. Berbagai perubah yang digunakan sebagai prinsip dasar suatu
termometer, antar lain :
Perubahan dimensi benda
Perubahan tegangan listrik
Perubahan tahanan listrik
Perubahan tekanan cairan dalam bulb
4. Tugas 5
Identifikasikanlah macam-macam alat ukur temperature di industry pengolahan
makanan dan minuman.
5. Tes Formatif 5
a. Sebutkan macam-macam alat ukur temperature
b. Diskripsikan prinsip kerja masing-masing alat ukur temperature
133
BAB VII
PENUTUP
Modul Alat Industri Kimia dengan materi pada furnace, scrubbing system,
granulator dan pengolahan data ini disusun agar siswa memiliki kompetensi dalam
pengenalan alat industri kimia yang diperlukan di dunia Industri. Dengan tuntasnya
mempelajari modul ini diharapkan siswa mempunyai bekal untuk bekerja di sektor industri
kimia. Peran guru dan pihak-pihak terkait dalam memfasilitasi siswa sangat diperlukan
untuk mencapai kompetensi yang diharapkan.
134
DAFTAR PUSTAKA
Carroll, C., 2006, Mechanical Engineers Handbook Energy and Power: Chapter 6:
Furnaces
Furnace : Bureau of Energy Efficiency, p 89-119
https://www.epa.gov/sites/production/files/2014-05/documents/huff-particle.pdf Overview
of Particle Air Pollution (PM2.5 and PM10) Air Quality Communication
Workshop San Salvador, El Salvador April 16-17, 2012.
Murachman, B., dkk, 2013, Teknologi Pengendalian Pencemaran Udara Pada Industri,
Sekolah Pascasarjana Universitas Gadjah Mada.
Parikh, D., 2005, Handbook of Pharmaceutical Granulation Technology, Recsearch
Triangle Park
Shanmugan, S., 2015, Granulation Techniques and Technologies : Recent Progress,
Biompacts.
Sherwood, T., 1939, Applied Mathematics in Chemical Engineering
Stahl, H., 2010, Comparing Granulation Methods : Latest Process Advabcement and
Innovations in Granulation Technology
Tousey, D., 2002, The Granulation Process 101: Basic Technology for Tablet Making,
Pharmaceutical Technology
Andrew W.G & Willams H.B,”Applied Instrumentation In The Process Industries”, Volume
II Practical Guideines, 2nd Edition, Gulfpublishing Company.
Direktorat Pengolahan Balongan, “Bimbingan Profesi Sarjana Teknik”, Angkatan XVII,
2007.
Fisher, “Control Valve Handbook”, Emerson Process Management.
Gunterus, Frans. Falsafah Dasar: Sistem Pengendalian Proses. ElexMedia Komputindo.
135
Ogata, Katsuhiko. “Modern Control Engineering”, 3rd Edition, Prentice Hall International
Inc. 1997.
Smith, Carlos A & Carripio, Armando B. “Principles And Practice Of Automatic Process
Control”, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc.