PENGGUNAAN RESISTANCE PRESSURE TRANSMITTER PADA PENGONTROLAN SUPLAI UDARA INSTRUMEN DALAM PROSES SQUEEZING PADA ALAT FILTER PRESS (APLIKASI PT. MULTIMAS NABATI ASAHAN) Oleh : LANY UTAMI PUTRI NIM. 025203009 PROGRAM DIPLOMA-IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007
Abstrak Pada proses pembuatan minyak goreng, diperlukan sistem kendali tekanan. Sistem kendali tekanan merupakan salah satu sistem kendali yang terdapat di pabrik minyak goreng tersebut. Tujuan pengendalian tekanan ini adalah untuk menjaga agar proses berlangsung sesuai dengan yang diinginkan. PT. MNA (Multimas Nabati Asahan) adalah salah satu industri yang bergerak dibidang produksi minyak goreng. Salah satu instrumen pengukuran tekanan yang digunakan adalah Resistance Pressure Transmitter yang berperan didalam proses squeezing pada alat Filter Press. Filter Press adalah alat yang digunakan dalam proses squeezing untuk memisahkan minyak RBDPO (Refined Bleached Deodorized Palm Oil) untuk mendapatkan fraksi cair (olein) dan fraksi padat (stearin) yang mana olein tersebut adalah minyak goreng yang siap untuk dipasarkan. Resistance Pressure Transmitter ini terdiri dari bagian perasa (sensor) dan bagian pengirim. Bagian perasa (sensor) dari transmiter ini akan mendeteksi besarnya tekanan suplai udara instrumen yang diberikan yang berasal dari kompresor. Hasil pendeteksian ini akan dikirimkan ke kontroler oleh bagian pengirim dari transmiter untuk proses selanjutnya.
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini, yang merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan perkuliahan pada Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tidak lupa selawat beriring salam penulis ucapkan kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW, yang telah membawa umatnya dari zaman jahilliyah menuju jaman islamiah yang penuh dengan ilmu pengetahuan seperti saat sekarang ini. Karya Akhir ini ditulis berdasarkan penelitian dan pengamatan yang penulis dapatkan dari proses pengepresan minyak pada industri minyak goreng. Sehingga Karya Akhir ini penulis beri judul Penggunaan Resistance Pressure Transmitter Pada Pengontrolan Suplai Udara Instrumen Dalam Proses Squeezing pada Alat Filter Press (Aplikasi PT. Multimas Nabati Asahan). Selama berlangsungnya penulisan Karya Akhir ini hingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan, dukungan, serta masukan dari banyak pihak. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya serta ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Papa Drs. H. Ruslansyah, Mama Hj. Nuryusdiana, serta adik - adikku Ewi, Roby, dan Fari yang telah memberikan dukungan moril, materi dan doa terhadap penulis.
2. Aprian Supardi Panggabean, SST yang selalu menemani dan memberikan dukungan dan cintanya kepada penulis selama penulisan Karya Akhir ini. 3. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan selaku dosen pembimbing Karya Akhir. 4. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai selaku Ketua Program Diploma-IV Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 5. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT. selaku Sekretaris Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik. 6. Seluruh staf pengajar serta pegawai administrasi. 7. Teman - teman seperjuangan angkatan 2002 khususnya Indra, Dedek, Yuliandra, Mia, Angga, Kurniadi, Riza, Fakhruddin dan lain-lain. 8. Abang-abang Alumni Jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik USU dan seluruh staf/karyawan PT. Multimas Nabati Asahan yang telah banyak membantu penulis. Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih belum sempurna dan masih banyak kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan pengetahuan penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran seta kritikan yang konstruktif dan edukatif guna penyempurnaan Karya Akhir ini. Semoga Karya Akhir ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan para pembaca pada umumnya. Medan, September 2007 Penulis
DAFTAR ISI Lembar Pengesahan Abstrak... i Kata Pengantar... ii Daftar Isi... iv Daftar Gambar... vii Daftar Tabel... ix Daftar Notasi... x Daftar Lampiran... xi BAB I Pendahuluan I.1. Latar Belakang Masalah... 1 I.2. Tujuan Penulisan Karya Akhir... 2 I.3. Batasan Masalah... 3 I.4. Metode Pembahasan... 3 I.5. Sistematika Penulisan... 4 BAB II Tinjauan Pustaka II.1. Pengertian Tekanan... 5 II.1.1. Elemen elemen Sensor yang Biasa Digunakan dalam Mengukur Tekanan... 6 II.2. Metoda Pengukur Tekanan yang Lain... 13 II.2.1. Manometer McLeod... 13
II.2.2. Strain-gage... 14 II.2.2.1. Komponen Strain-gage... 15 II.2.2.2. Bentuk bentuk Strain-gage... 16 II.2.2.3. Elemen elemen Pengindera Metalik... 22 II.2.2.4. Desain Strain-gage... 23 II.2.2.5. Faktor Gage... 25 II.3. Sistem Kontrol... 28 II.3.1. Pengertian Sistem Kontrol... 28 II.3.2 Pengertian Sistem Kontrol Otomatis... 29 II.3.3. Pengertian Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka dan Rangkaian tertutup... 29 II.4. Transmiter... 31 II.4.1. Transmiter Pneumatik... 32 II.4.2. Transmiter Elektronik... 33 II.5. Katup Kendali (Control Valve)... 35 BAB III Resistance Pressure Transmitter III.1. Bentuk dan Konstruksi Resistance pressure Transmitter... 38 III.2. Prinsip kerja Resistance Pressure Transmitter... 39 III.3. Trouble Shooting... 41 III.4. Pemeliharaan (Maintenance)... 43 III.5. Kalibrasi Resistance Pressure Transmitter... 45
BAB IV Penggunaan Resistance Pressure Transmitter Pada Pengontrolan Suplai Udara Instrumen Dalam Proses Squeezing IV.1. Umum... 47 IV.2. Bagian bagian Filter Press... 48 IV.3. Proses Yang Terjadi di Mesin Filter Press... 53 IV.3.1. Filter Press Ready... 53 IV.3.2. Proses Pengisian (Feeding)... 53 IV.3.3. Proses Squeezing... 53 IV.3.4. Proses Filtrate Blowing... 58 IV.3.5. Proses Membrane Realese... 58 IV.3.6. Proses Core Blow... 58 IV.3.7. Proses Discharging... 58 IV.3.8 Proses Open Filter... 59 IV.4. Analisa Data... 59 BAB V Kesimpulan dan Saran V.1. Kesimpulan... 62 V.2. Saran... 63 Daftar Pustaka... 64 Lampiran
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Barometer... 7 Gambar 2.2. Manometer Pipa U Tertutup... 8 Gambar 2.3. Manometer Pipa U Terbuka... 8 Gambar 2.4. Manometer Lonceng (Bell Manometer)... 9 Gambar2.5. Elemen Perasa Tekanan (a) diafragma datar; (b) diafragma bergelombang; (c) kapsul; (d) bellows; (e) tabung lurus; (f) tabung bourdon C; (g) tabung bourdon twist; (h) tabung bourdon helical; (i) tabung bourdon spiral... 11 Gambar 2.6. Manometer McLeod (a) sebelum terpakai... 14 (b) setelah terpakai dan diputar 90... 14 Gambar 2.7. Strain-gage... 15 Gambar 2.8. Sistem Strain-gage (1) permukaan spesimen; (2) ikatan bahan perekat; (3) lapisan dasar; (4) elemen perasa strain-gage; (4); (5) sistem pewayaran; (6) lapisan pelindung... 16 Gambar 2.9. Strain-gage tahanan terikat... 16 Gambar 2.10. Strain-gage kawat-metal terikat... 17 Gambar 2.11. Strain-gage foil metal terikat... 18 Gambar 2.12. Strain-gage tidak terikat (a) prinsip konstruksi... 20 (b) rangkaian jembatan wheatstone... 20 Gambar 2.13. Rossette dua elemen (a) tumpukan foil 90 ; (b) foil datar 90 ; (c) foil geser datar 90... 21 Gambar 2.14. Rossette tiga elemen (a) foil datar 60 ; (b) tumpukan kawat 45.. 21
Gambar 2.15. Desain Strain-gage... 25 Gambar 2.16. Diagram Blok Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka... 29 Gambar 2.17. Diagram Blok Sistem Kontrol Rangkaian Tertutup... 30 Gambar 2.18. Transmiter Pneumatik Beda Tekanan... 32 Gambar 2.19. Struktur Transmiter Elektronik... 34 Gambar 2.20. Konstruksi Katup Kendali... 35 Gambar 3.1. Resistance Pressure Transmitter Cerabar M PMP 41... 38 Gambar 3.2. Konstruksi Resistance Pressure Transmitter Cerabar M PMP 41.. 38 Gambar 3.3. Elemen Pengukur Tahanan (a) Konstruksi Resistance Pressure Transmitter... 40 (b) Rangkaian Konstruksi Resistance Pressure Transmitter... 40 (c) Bagan Prinsip Kerja Resistance Pressure Transmitter... 40 Gambar 4.1. Membrane Plate... 50 Gambar 4.2. Blok Diagram Pressure Transmiter (PMP 41) untuk Pengaturan Tekanan Udara... 54 Gambar 4.3. Blok Diagram Pengontrolan Tekanan Suplai Udara... 55 Gambar 4.4. Prinsip Kerja Control Valve... 56
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Faktor Gage Untuk Bahan yang Berbeda... 28 Tabel 3.1. Kerusakan dan Penanggulangan Resistance Pressure Transmitter... 42 Tabel 3.2. Hasil Kalibrasi yang Dilakukan... 46 Tabel 4.1. Data Teknik Mesin Filter Press FL 211 C... 49 Tabel 4.2. Kondisi Operasi... 49 Tabel 4.3. Pengaturan Filter Press FL 211 C... 57 Tabel 4.4. Tabel Analisa Data yang Dilakukan... 61
DAFTAR NOTASI 1. P = Tekanan... (N/m 2 ) 2. h = Tinggi cairan... (m) 3. ρ = Massa jenis... (kg/m 3 ) 4. g = Gravitasi...(m/s 2 ) 5. F = Gaya... (N) 6. A = Luas penampang... (m 2 ) 7. K = Konstanta pegas (N/m) 8. s = Jarak...(m) 9. P 1 = Tekanan awal... (N/m 2 ) 10. P 2 = Tekanan akhir... (N/m 2 ) 11. V 1 = Volume awal... (m 3 ) 12. V 2 = Volume akhir... (m 3 ) 13. K = Faktor gage... 14. R = Tahanan...(Ω) 15. R = Perubahan tahanan gage...(ω) 16. l = Panjang konduktor (kondisi tidak teregang).(m) 17. l = Perubahan panjang konduktor (m) Ωmm 2 18. ρ = Tahanan jenis... ( m ) 19. d = Diameter konduktor... (mm) 20. µ = Bilangan Poison 21. S = Tegangan geser... (kg/m 2 )
22. E = Modulus Young... (kg/m 2 ) DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Gambar Mesin Filter Press Lampiran 2. Gambar Piping & Instrument Diagram pada Proses Filtrasi Lampiran 3. Flow Chart Proses Filtrasi Minyak