Latest Post

Senin, 23 Januari 2017

Konfigurasi Pengendalian

|0 komentar


Pemilihan Variabel yang Dimanipulasi
Dalam proses kimia, umumnya terdapat beberapa variabel input yang dapat diatur dengan bebas. Untuk memilih variabel mana yang akan dimanipulasi, harus dipertimbangkan efek dari tindakan yang diambil terhadap kualitas pengendalian. Sebagai contoh pengendalian ketingguan cairan dalam reaktor, tangki, ataupun kolom distilasi dapat dilakukan dengan mengatur laju alir masuk dan laju alir keluar cairan.

Pemilihan Konfigurasi Pengendalian
Konfigurasi pengendalian merupakan suatu struktur informasi yang digunakan untuk mnghubungkan variabel pengukuran terhadap variabel yang akan dimanipulasi. Sebagai contoh pengendalian temperatur dan ketinggian cairan pada reaktor, kolom distilasi, mixer, dan alat lainnya memiliki beberapa alternatif konfigurasi sistem pengendali. Perbadaan-perbedaan yang dapat diamati pada sistem pengendali temperatur dan sistem pengendali ketinggian cairan terjadi karena (1) terdapat perbedaan variabel yang diukur, tetapi hasil pengukuran digunakan untuk memanipulasi variabel yang sama, atau (2) variabel yang diukur sama, tetapi hasil pengukuran tersebut digunakan untuk memanipulasi variabel yang berbeda.

Ada 3 tipe konfigurasi pengendalian, antara lain:
1.    Feedback Control Configuration
Konfigurasi ini mengukur secara langsung variabel yang dikendalikan untuk mengatur harga variabel yang dimanipulasi. Tujuan pengendalian ini adalah mempertahankan variabel yang dikendalikan pada level yang diinginkan (set point). Sebagian instrumentasi pada proses pembuatan formaldehid dan hidrogen peroksida berbahan baku metanol dengan reaksi enzimatik ini menggunakan konfigurasi pengendalian feedback, mulai dari pengendalian temperatur, pengendalian ketinggian, pengendalian perbedaan tekanan, dan pengendalian tekanan.
2.    Feedforward Control Configuration
Konfigurasi sistem pengendali feedforward memanfaatkan pengukuran langsung pada disturbance untuk mengatur harga variabel yang akan dimanipulasi. Tujuan pengendalian adalah mempertahankan variabel output yang dikontrol pada nilai yang diharapkan.
3.    Inferential Control Configuration
Konfigurasi sistem pengendali inferential memanfaatkan data hasil pengukuran output sekunder (secondary measurement) untuk mengatur harga variabel yang akan dimanipulasi. Hal ini dilakukan karena variabel output yang akan dikendalikan tidak dapat diukur secara langsung. Tujuan pengendalian ini adalah memeprtahankan variabel unmeasured output tersebut pada tingkat/harga yang ditetapkan pada set point. Alat ukur menggunakan harga variabel terukur (measured output) yang terdeteksi dalam persamaan neraca massa dan energi yang dapat mewakili proses ke dalam suatu persamaan matematika tertentu yang oleh komputer dapat dihitung menjadi output unmeasured variables yang ingin dikendalikan. Hasil perhitungan tersebut oleh instrumentasi pengendalian kemudian digunakan untuk mengatur harga variabel yang dimanipulasi.

Inferential control configuration ini digunakan dalam pengendalian komposisi aliran output pada setiap kolom distilasi dan tangki mixer berpengaduk. Analisis komposisi tidak dilakukan langsung dengan composition analyzer karena harga alat tersebut mahal, dan alat tersebut sangat analitik sehingga kapasitasnya kecil dan tidak sesuai diterapkan dalam skala pabrik. Komposisi aliran kolom distilasi dan mixer harus selalu dikendalikan karena pasar sangat ketat menuntut produk formaldehid dan hidrogen peroksida sesuai spesifikasi.

Perancangan Sistem Pengendali
Sistem pengendali (controller) adalah elemen aktif dalam sistem pengendalian yang menerima informasi dari pengukuran dan membuat tindakan yang sesuai untuk mengatur harga manipulated variables. Pengaturan manipulated variables sangat bergantung pada control law yang diterapkan secara otomatis pada controller. Beberapa control law yang umum diterapkan pada sistem pengendalian:
1.   Penggunaan proportional controller (P-controller) dimana nilai output dari P-controller akan sebanding terhadap error.
2. Penggunaan proportional-integral controller (PI-controller) dimana nilai output dari PI-controller akan sebanding terhadap error ditambah suatu faktor dikali nilai integrasi error sebagai fungsi waktu.
3. Penggunaan proportional-integral-derivative controller dimana nilai output dari PID-controller akan ditentukan oleh konstanta yang menghubungkan kesebandingan error terhadap output ditambah suatu faktor dikali nilai integrasi error sebagai fungsi waktu lalu ditambah suatu faktor dikali nilai diferensial (gradien/slope) error sebagai fungsi waktu.

PENGENDALIAN PROSES

|0 komentar
Pabrik kimia merupakan susunan/rangkaian berbagai unit pengolahan yang terintegrasi satu sama lain secara sistematik dan rasional. Tujuan pengoperasian pabrik kimia secara keseluruhan adalah mengubah (mengkonversi) bahan baku menjadi produk yang lebih bernilai guna. Dalam pengoperasiannya pabrik akan selalu mengalami gangguan (disturbance) dari lingkungan eksternal. Selama beroperasi, pabrik harus terus mempertimbangkan aspek keteknikan, keekonomisan, dan kondisi sosial agar tidak terlalu signifikan terpengaruh oleh perubahan-perubahan eksternal tersebut.


Agar proses selalu stabil dibutuhkan instalasi alat-alat pengendalian. Alat-alat pengendalian dipasang dengan tujuan:
1.    Menjaga keamanan dan keselamatan kerja
Keamanan dalam operasi suatu pabrik kimia merupakan kebutuhan primer untuk orang-orang yang bekerja di pabrik dan untuk kelangsungan perusahaan. Untuk menjaga terjaminnya keamanan, berbagai kondisi operasi pabrik seperti tekanan operasi, temperatur, konsentrasi bahan kimia, dan lain sebagainya harus dijaga tetap pada batas-batas tertentu yang diizinkan.
2.    Memenuhi spesifikasi produk yang diinginkan
Pabrik harus menghasilkan produk dengan jumlah tertentu (sesuai kapasitas desain) dan dengan kualitas tertentu sesuai spesifikasi. Untuk itu dibutuhkan suatu sistem pengendali untuk menjaga tingkat produksi dan kualitas produk yang diinginkan.
3.    Menjaga peralatan proses dapat berfungsi sesuai yang diinginkan dalam desain
Peralatan-peralatan yang digunakan dalam operasi proses produksi memiliki kendala-kendala operasional tertentu yang harus dipenuhi. Pada pompa harus dipertahankan NPSH, pada kolom distilasi harus dijaga agar tidak flooding, temperatur dan tekanan pada reaktor harus dijaga agar tetep beroperasi aman dan konversi menjadi produk optimal, isi tangki tidak boleh luber ataupun kering, serta masih banyak kendalakendala lain yang harus diperhatikan.
4.    Menjaga agar operasi pabrik tetap ekonomis.
Operasi pabrik bertujuan menghasilkan produk dari bahan baku yang memberi keuntungan yang maksimum, sehingga pabrik harus dijalankan pada kondisi yang menyebabkan biaya operasi menjadi minimum dan laba yang diperoleh menjadi.
5.    Memenuhi persyaratan lingkungan
Operasi pabrik harus memenuhi berbagai peraturan lingkungan yang memberikan syarat-syarat tertentu bagi berbagai buangan pabrik kimia.

Untuk memenuhi persyaratan diatas diperlukan pengawasan (monitoring) yang terus menerus terhadap operasi pabrik kimia dan intervensi dari luar (external intervention) untuk mencapai tujuan operasi. Hal ini dapat terlaksana melalui suatu rangkaian peralatan (alat ukur, kerangan, pengendali, dan komputer) dan intervensi manusia (plant managers, plants operators) yang secara bersama membentuk control system. Dalam pengoerasian pabrik diperlukan berbagai prasyarat dan kondisi operasi tertentu, sehingga diperlukan usaha-usaha pemantauan terhadap kondisi operasi pabrik dan pengendalian proses supaya kondisi operasinya stabil.

Sistem Pengendalian
Sistem pengendali diterapkan untuk memenuhi 3 kelompok kebutuhan, yaitu:
1.  menekan pengaruh gangguan eksternal
2.  Memastikan kestabilan suatu proses kimiawi
3.  Optimasi kinerja suatu proses kimiawi

Variabel-variabel yang terlibat dalam proses operasi pabrik adalah F (laju alir), T (temperatur), P (tekanan) dan C (konsentrasi). Variabel-variabel tersebut dapat dikategorikan menjadi 2 kelompok, yaitu variabel input dan variabel output. Variabel input adalah variabel yang menandai efek lingkungan pada proses kimia yang dituju. Variabel ini juga diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu:
1.  Manipulated (adjustable) variable, jika harga variabel tersebut dapat diatur dengan bebas oleh operator atau mekanisme pengendalian.
2.  Disturbance variable, jika harga tidak dapat diatur oleh operator atau sistem pengendali, tetapi merupakan gangguan.
Sedangkan variabel output adalah variabel yang menandakan efek proses kimia terhadap lingkungan yang diklasifikasikan dalam 2 kelompok:
1.    Measured output variables, jika variabel dapat diketahui dengan pengukuran langsung
2.    Unmeasured output variables, jika variabel tidak dapat diketahui dengan pengukuran langsung.

Disain Elemen Pengendali Proses
Desain elemen pengendalian harus sesuai dengan kebutuhan pengendalian yang diinginkan dan bekerja delam pengendalian proses pabrik. Untuk mencapai tujuan tersebut perlu diperhatikan langkah-langkah dalam mendesain sistem pengendalian Dalam usaha merancang suatu sistem pengendali yang dapat memenuhi kebutuhan suatu proses kimia terdapat beberapa unsur penting dan pertimbangan-pertimbangan dasar yang harus diperhatikan. Unsur-unsur tersebut adalah:
a. Pendefinisian/penetapan tujuan dan sasaran pengendalian (control objective    
    definition).
b. Penentuan variabel yang harus diukur (measurement selection)
c. Penentuan variabel yang akan dimanipulasi (manipulated variables selection)
d. Pemilihan konfigurasi pengendalian (control configuration selection)
e. Perancangan sistem pengendali (controller design)

Pendefinisian Tujuan Pengendalian
Dalam mendefinisikan tujuan pengendalian perlu diperhatikan beberapa hal pentuing yang merupakan pronsip dasar penerapan pengendalian proses pada pabrik. Prinsip utama penerapan pengendalian proses pada pabrik adalah untuk memastikan kinerja suatu proses kimia, memastikan kestabilan suatu proses kimia, dan menekan gangguan eksternal. Prinsip dasar ini harus tercakup dalam pendefinisian tujuan pengendalian baik satu atau kombinasi dari ketiga hal tersebut.
Pada awal perancangan, sasaran pengendalian (control objectives) didefinisikan secara kualitatif, selanjutnya tujuan ini dikuantifikasi dalam bentuk variabel output. Sebagai contoh untuk sistem reaktor CSTR salah satu pemakaian controller dilakukan dengan tujuan pengendalian (control objectives) sebagai berikut:
1. secara kualitatif : menjamin kestabilan temperatur di dalam reaktor (diasumsikan sama dengan temperatur keluaran reaktor) pada keadaan steady state yang tidak stabil
2. secara kuantitatif : menjaga agar temperatur (variabel output) tidak berfluktuasi lebih dari 5% harga nominalnya.

Pemilihan Variabel yang Harus Diukur
Beberapa pemhukuran variabel harus dilakukan agar kinerja operasi pabrik dapat dimonitor Terdapat beberapa jenis pengukuran variabel yang dapat diterapkan untuk pengendalian proses:
1. Primary Measurement
Bila memungkinkan sebaiknya pada pengendalian proses harga variabel yang menjadi objective pengendalian harus diukur/dimonitor. Cara pengukuran variabel proses yang menjadi control objective pengendalian secara langsung disebut primary measurement. Sebagai contoh pada sistem mixer tangki berpengaduk control objective adalah mempertahankan T dan h cairan dalam tangki pada harga T = Tsp (sp = set point) dan h=hsp. Karena itu, usaha pertama yang harus dilakukan adalah memasang alat pengukur untuk dapat mengamati nilai T dan h cairan dalam tangki secara langsung, yaitu dengan denggunakan termokopel untuk pengukuran T dan differential pressure cell untuk mengukur h.
2. Secondary Measurement
Pada kasus-kasus tertentu, variabel yang merupakan control objective tidak dapat diukur secara langsung (unmeasured output). Pada kasus-kasus dengan control objective yang tidak dapat diukur langsung tersebut, harus diukur variabel lain yang tergolong measured variable dan dapat dikorelasikan melalui suatu hubungan matematis tertentu dengan unmeasured output yang ingin dikendalikan.
3. Pengukuran External Disturbance
Pengukuran disturbance sebelum variabel tersebut masuk ke dalam proses dapat sangat menguntungkan, karena hasil pengukuran tersebut dapat memberikan informasi mengenai kelakuan proses yang akan terjadi. Informasi tersebut dapat digunakan untuk menentukan aksi pengendalian yang harus diambil apabila menggunakan sistem pengendalian feedforward.

Referensi:
[1] Sitompul J., Limbong M. Modul Praktikum Pengendalian Proses. Departemen Teknik Kimia ITB.
[2] Stephanopoulos G. Chemical Process Control: An Introduction to Theory and Practice. Prentice/Hall International, Inc.

Kamis, 19 Januari 2017

Kimia Proses

|0 komentar

Industri proses kimia adalah industri yang mengolah bahan baku / bahan mentah menjadi suatu hasil / produk dengan memanfaatkan proses-proses kimia. Proses-proses kimia yang dilakukan dalam industri proses kimia adalah reaksi kimia dan peristiwa kimia fisik.
Peristiwa kimia fisik antara lain :
1.  Pencampuran molekuler bahan-bahan dengan rumus dan struktur molekul yang berlainan.
2.  Pengubahan fase, antara lain : penguapan, pengembunan, pengkristalan
3.  Pemisahan campuran menjadi zat-zat penyusunnya yang lebih murni.
Yang termasuk ke dalam industri proses kimia adalah :
1.     Industri kimia dasar: yaitu industri proses kimia yang menghasilkan produk zat kimia dasar, seperti Asam Sulfat (H2SO4) dan Ammonia (NH3).
2.     Industri pengolahan minyak bumi atau petroleum refinery:Pada industri ini biasanya dihasilkan komponen-komponen bahan bakar minyak (BBM), seperti : bensin, kerosene, bahan bakar penerbangan, solar, minyak diesel. Di samping itu dihasilkan juga produk-produk selain komponen bahan bakar minyak (non BBM), seperti, pelumas, wax, aspal, solvent maupun produk petrokimia.
3.     Industri petrokimia:yaitu industri yang mengolah zat atau bahan yang berasal dari fraksi minyak bumi, seperti : Etilen (C2H4) dan Propilen (C3H6).
4.     Industri pengolahan logam.
5.     Industri oleokimia:yaitu industri yang mengolah zat atau bahan yang berasal dari fraksi minyak atau lemak nabati atau hewani, seperti pabrik CPO (Crude Palm Oil).
6.     Industri agrokimia: yaitu industri yang memproduksi aneka pupuk dan bahan kimia untuk budidaya pertanian, seperti pestisida, urea, ammonium sulfat.
7.     Industri makanan dan minuman, seperti : susu, gula, garam.
8.     Industri bahan pewarna dan pencelup.
9.     Industri bahan peledak.
10.  Industri pulp dan kertas.
11.  Industri semen dan keramik.
12.  Industri karet, kulit dan plastik.

Pakaian yang Haram

|0 komentar
Pakaian yang diharamkan adalah yang menampakkan aurat. Karena itu, seorang Muslim wajib untuk menutup auratnya dengan pakaian yang digunakannya. Allah swt berfirman: “Sesungguhnya Kami telah menurunkan kepadamu pakaian untuk menutup auratmu.” (Al-‘Araaf: 26)
Islam menetapkan batasan-batasan tentang aurat; baik bagi laki-laki dan juga bagi perempuan. Aurat laki-laki dimulai dari pusar sampai ke lutut, sementara aurat perempuan di depan laki-laki non-mahram adalah semua anggota tubuhnya kecuali wajah dan kedua telapak tangan.
Seorang wanita dilarang memakai pakaian ketat yang menampakkan anggota tubuhnya atau pakaian tipis yang tembus pandang, sehingga memperlihatkan anggota tubuh di balik pakaiannya. Allah I mengancam wanita yang berpakaian tapi menampakkan auratnya. Nabi Muhammad r bersabda, “Ada dua kelompok orang yang akan masuk neraka.” Kemudian beliau menyebutkan: “Perempuan yang memakai pakaian minim sehingga seperti telanjang.”
1.  Pakaian yang menyerupai pakaian lawan jenisnya. Yaitu laki-laki yang memakai pakaian yang mirip dengan pakaian perempuan dan sebaliknya; perempuan yang menyerupai laki-laki. Ini diharamkan dan merupakan dosa besar. Termasuk dalam kategori ini ketika perempuan atau laki-laki yang menyerupai lawan jenisnya dalam cara berbicara, berjalan atau gerakan. Rasulullah r melaknat laki-laki yang memakai pakaian perempuan dan perempuan yang memakai pakaian laki-laki (HR. Abu Dawud, no. 4098). Selain itu Rasulullah r juga melaknat laki-laki yang meniru gaya perempuan dan perempuan yang meniru gaya laki-laki (Al-Bukhari, no. 5546). Makna “laknat” adalah mengusir dan menjauhkan orang itu dari rahmat Allah. Islam menginginkan agar laki-laki tetap mempunyai ciri dan karakter khusus yang berbeda dari perempuan. Dan Islam menghendaki agar perempuan tetap pada fitrahnya sebagai perempuan. Karena hal itu selaras dengan fitrah yang benar dan logika sehat.
2.  Pakaian yang menyerupai orang kafir. yaitu pakaian khas yang dipakai oleh orang kafir seperti pakaian pendeta, tukang sihir, atau memakai salib dan semua pakaian yang khusus dipakai oleh pemeluk agama tertentu. Haram hukumnya memakai pakaian-pakaian tersebut. Nabi Muhammad r bersabda, “Barangsiapa yang menyerupai tradisi suatu kaum maka dia bagian dari mereka.” (HR. Abu Dawud, no. 4031) Memakai simbol-simbol khusus milik agama tertentu atau aliran sesat merupakan kelakuan yang termasuk dalam larangan dalam hadits tadi. Kebiasaan menyerupai komunitas lain merupakan tanda lemahnya moral dan tidak mempunyai rasa percaya diri atas kebenaran agamanya sendiri. Tetapi kalau seorang Muslim memakai pakaian yang lumrah dipakai oleh penduduk setempat, maka hal itu tidak termasuk sikap menyerupai seperti dalam hadits di atas walaupun dipakai oleh non-muslim. Karena Rasulullah r juga memakai gaya pakaian yang dipakai oleh kaum musyrikin Quraisy, kecuali yang jelas-jelas dilarang.
3.  Dilarang memakai pakaian yang terbuat dari kain sutra dan emas bagi laki-laki. Karena Islam telah melarangnya bagi laki-laki. Rasulullah r bersabda terkait dengan pakaian emas dan sutera, “Sesungguhnya kedua pakaian ini (emas dan sutera, red) haram bagi umatku yang laki-laki dan halal bagi perempuan.” (HR. Ibnu Majah, no. 3595, dan Abu Dawud, no. 4057) Maksud dari sutra yang diharamkan bagi laki-laki adalah sutra alami yang terbuat dari ulat sutra.
4.  Pakaian untuk menyombongkan diri dan pamer. Nabi Muhammad r bersabda, “Tidak akan masuk surga orang yang di hatinya ada sedikit rasa sombong.” (HR. Muslim, no. 91). Karena itu, Islam melarang laki-laki memakai celana yang memanjang melewati mata kaki, kalau tujuan memanjangkannya adalah untuk menyombongkan diri. Nabi Muhammad r bersabda, “Barangsiapa yang memanjangkan pakaiannya untuk memamerkan diri maka Allah tidak akan menengok padanya pada hari kiamat.” (HR. Al-Bukhari, no. 3465, dan Muslim, no. 2085) Islam juga melarang pakaian yang bertujuan untuk mencari ketenaran dan popularitas. Yaitu pakaian yang seandainya dipakai oleh seseorang, maka dia akan menjadi pusat perhatian orang lain, dikagumi, dan membuatnya terkenal karena memakai pakaian aneh yang lain daripada yang lain. Atau, memakai pakaian dengan tujuan untuk membuat orang kagum kepadanya karena pakaiannya yang aneh dan warnanya mencolok yang membuat si pemakai merasa bangga dan sombong. Rasulullah r bersabda, ”Barangsiapa yang memakai pakaian tenar di dunia maka Allah akan memakaikannya pakaian kehinaan di akhirat kelak.” (HR Ahmad, no. 5664, dan Ibnu Majah, no. 3607)
5.  Pakaian yang merefleksikan sifat boros dan mubazir. Nabi Muhammad r bersabda, “Makanlah, dan bersedekahlah dan berpakaianlah tanpa sikap berlebihan dan pamer.” (HR. An-Nasa`i, no. 2559) Tingkat berlebihan dalam berpakaian berbeda dari satu kelompok ke kelompok masyarakat lainnya, disesuaikan dengan kondisi masing-masing. Bagi orang kaya, maka dia berhak untuk membeli pakaian yang mahal yang tidak mampu dibeli oleh orang miskin, tentu disesuaikan dengan kondisi ekonominya dan pendapatan bulanannya dan juga hartanya untuk menjaga status sosialnya. Mungkin harga satu baju menjadi berlebihan bagi seorang yang miskin tetapi tidak berlebihan bagi orang kaya.

Fungsi Pakaian Menurut Islam

|0 komentar

Fungsi Busana - Busana dapat memberi dampak spikologis bagi pemakainya. Cobalah ke pesta dengan menganakan pakaian sehari-hari, pasti anda akan erasa rikuh. Sebaliknya Anda akan lebih percaya diri jika memakai pakaian istimewa. Karena itu sementara negara mengganti pakaian militernya dengan warna dan bentuk lain, setelah kekalahan mereka, agar sisa-sisa pengaruh negatif dari kekalahan dapat terkikis.

Fungsi pakaian menurut syariat Islam, yakni dapat memberi dampak spikologis bagi yang melihatnya. Para hakim di beberapa negara memakai wig antara lain guna memberi kesan wibawa di hadapan yang hadir dipersidangan. Di Indonesia misalnya ada yang senagja memakai serban agar memberi kesan kesalehan atau ketekunan beragama. Ada juga kalung dilehernya untuk mengesankan paling tidak dihadapan sebayanga bahwa ia adalah anak muda yang gaul dan funky.

Fungsi pakaian antara lain sebagai busana pokok, juga sebagai pembeda atau pengenal. Sekolah-sekolah kini memilikis seragam identitas yang berbeda satu dengan yang lainnya. Begitulah fungsi utama pakaian menurut syariat Islam antara lain sebagai pembeda dan pengenal.