Pengendalian Proses Teknik Kimia : Pengertian, Contoh, Tipe

Definisi Kontrol Proses

Pengendalian proses adalah suatu rekayasa yang melibatkan suatu algoritma dan mekanisme untuk mengendalikan suatu keluaran dari proses dengan hasil yang diharapkan. Misalnya, suhu reaktor kimia harus dikontrol untuk menjaga keluaran suatu produk.

Kontrol Proses Teknik Kimia

Kontrol proses telah banyak digunakan oleh industri dan menjaga konsistensi suatu produk dalam produksi massal, seperti pada bahan kimia, pembuatan kertas, pembangkit listrik, kontrol minyak, dll. Pengendalian proses mengutamakan otomasi sehingga hanya dibutuhkan sedikit personel untuk menjalankan proses yang kompleks.

Baca Juga : Tahapan Perkembangan Kepribadian Beserta Penjelasannya

Contoh Kontrol Proses Teknik Kimia

Sistem pengaturan suhu ruangan agar suhu ruangan tetap terjaga, misalnya pada 20 °C. Dalam hal ini, suhu disebut sebagai variabel kontrol. Dan selain itu, karena suhu diukur dengan termometer dan digunakan sebagai penentu kerja kontrol, suhu juga merupakan variabel masukan. Suhu yang diinginkan (20 °C) adalah titik setel. Keadaan pendingin (misalnya, salju meniupkan udara dingin) disebut variabel yang dimanipulasi karena merupakan variabel yang tunduk pada aksi kontrol.

Alat kontrol umum adalah pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC). Instrumen tersebut digunakan untuk dapat membaca input analog atau digital, mengeksekusi rangkaian program logika, dan menghasilkan rangkaian keluaran analog atau digital. Dalam sistem kontrol suhu biasa, suhu ruangan adalah input ke PLC.

Pernyataan logika akan membandingkan setpoint dengan nilai suhu input dan memilih apakah refrigeran dikurangi atau ditambahkan untuk menjaga suhu konstan.

Keluaran dari PLC akan menurunkan atau menambah aliran keluaran udara pendingin tergantung kebutuhan. Untuk sistem kontrol yang kompleks seperti itu, perlu menggunakan sistem kontrol yang sangat kompleks daripada PLC. Misalnya, sistem ini adalah sistem kontrol terdistribusi (DCS) atau sistem SCADA.

Jenis proses dalam kontrol proses

Dalam praktiknya, sistem kontrol proses dicirikan dalam hal:

Itu ada dalam kemasan serta aplikasi manufaktur. Instalasi dengan bantuan robot, seperti yang biasa digunakan dalam produksi mobil, dapat dicirikan sebagai kontrol proses diskrit. Sebagian besar proses pembuatan diskrit melibatkan produksi bagian dari suatu produk dengan cara diskrit, seperti pembentukan logam.

Ada beberapa aplikasi yang membutuhkan bahan baku khusus untuk digabungkan dengan cara tertentu selama jangka waktu tertentu untuk menghasilkan produk sampingan atau produk akhir. Misalnya dalam produksi makanan dan obat-obatan. Proses pertanian umumnya dilakukan untuk menghasilkan produk dengan volume rendah hingga sedang.

Baca Juga : Pertumbuhan Mikroorganisme Beserta Penjelasannya

Terkadang proses produksi berjalan terus menerus tanpa henti. Kontrol terus menerus dari suhu air di jaket pemanas adalah contoh dari kontrol proses terus menerus. Contohnya adalah produksi bahan bakar dengan kapasitas besar.

Desain Kontrol Proses Kimia

Suatu proses terdiri dari berbagai input dan output, yang dapat didefinisikan dan diklasifikasikan sebagai berikut.

INPUT adalah masukan dari lingkungan untuk proses kimia.

• Variabel yang dapat dimanipulasi (diubah): jika harga dapat diatur secara bebas oleh operator atau sistem kontrol
• Variabel gangguan: jika harga tidak berasal dari pengaturan operator atau sistem kontrol

OUTPUT atau keluaran adalah pengaruh proses kimia terhadap lingkungan.

• Variabel output terukur: jika harga diperoleh dengan pengukuran langsung
• Variabel output tidak terukur: jika harga tidak dapat diukur secara langsung

Prinsip kontrol

Pengendalian proses melibatkan memperhatikan atau mengukur parameter dan kemudian membandingkannya dengan harga yang diinginkan dan bertindak agar parameter tersebut sama atau mendekati harga yang diinginkan.

Harga pengukuran adalah harga variabel proses yang berubah selama proses, harga pengukuran juga disebut titik kontrol, sedangkan harga yang diinginkan adalah harga variabel proses yang ditetapkan pada awal proses dan disebut titik setel. .

Baca Juga : Tujuan dan Manfaat Klasifikasi Makhluk Hidup Beserta Penjelasannya

Perbandingan antara harga control point dengan harga set point dilakukan oleh controller berupa evaluasi yang berujung pada error (selisih antara control point dan set point) yang kemudian disesuaikan dengan mode kontrol yang ditentukan. Kemudian controller akan memberikan output kepada elemen kontrol terakhir (final control element) yang akan bergerak mengubah variabel yang dimanipulasi sehingga proses berubah dan menghasilkan harga titik kontrol yang sama atau mendekati harga set point.

Terminologi penting dalam pengendalian proses

1. Proses lamban

Keterlambatan proses. Misalnya untuk air panas dengan suhu 50^OhC yang ingin Anda ubah menjadi 80^OhC. Dengan kontroler yang baik, elemen kontrol akhir memanaskan air secara langsung, namun tetap perlu menaikkan suhu dari 50C menjadi 80C. Meskipun sensor suhu dan pengontrol merespons dengan cepat, prosesnya masih membutuhkan waktu untuk mempengaruhi kontrol ke titik setel yang diinginkan.

2. Regulasi diri

Kemampuan suatu sistem atau proses untuk stabil pada harga baru setelah terjadi perubahan (gangguan proses) tanpa adanya regulasi atau kontrol dari sistem atau proses tersebut.

3. Kontrol penundaan.

Keterlambatan waktu respons pengontrol untuk memberikan input ke elemen kontrol akhir.

4. Band Mati

Dead band atau pita mati adalah area dimana pengontrol tidak memberikan harga keluaran. Pita mati sama dengan zona netral

5. Waktu Mati

Waktu pengontrol tidak memberikan harga output.

Baca: Penjelasan Metabolisme, Anabolisme dan Katabolisme

6. Kesalahan

Kesalahan dari variabel yang dikendalikan. Perbedaan harga dari titik kontrol ke titik setel.

Kontrol Proses Kimia

• Tanaman kimia

Pabrik kimia terdiri dari susunan unit proses seperti reaktor, penukar panas, pompa, kompresor, Kolom Distilasi, Absorber, Evaporator, Tangki dan lain-lain terintegrasi dalam satu sistem.

Setiap unit proses memiliki spesifikasi tertentu, misalnya: Pompa digunakan untuk mentransfer cairan dalam bentuk cair atau pasta, Kompresor digunakan untuk mentransfer cairan dalam bentuk gas dan meningkatkan tekanan gas, Reaktor adalah peralatan untuk mengubah reaktan menjadi produk biarkan bereaksi. , Penukar panas adalah peralatan untuk menukarkan panas dari dua fluida yang berbeda dengan suhu yang berbeda dan kolom distilasi digunakan untuk memisahkan komponen dalam suatu campuran berdasarkan perbedaan titik didih atau volatilitas.

Tujuan Pabrik Kimia

Penggunaan pabrik kimia bertujuan untuk mengubah bahan mentah (feedstock inputs) menjadi produk yang bernilai dengan menggunakan energi. Alat bantu berupa air, listrik, udara digunakan di pabrik-pabrik kimia. Konversi amonia dari N₂ dan H₂ dan produksi Urea dari Ammonia dan CO₂ adalah contoh konversi bahan baku menjadi produk. Produk yang dihasilkan harus memiliki nilai ekonomis lebih dari bahan baku.

Produk yang dihasilkan berupa produk utama dan produk sampingan. Perancangan pabrik kimia diawali dengan perhitungan neraca massa dan energi dan dilanjutkan dengan perhitungan spesifikasi peralatan, utilitas dan kelayakan ekonomi..

Baca juga: Objek Kajian Geografi Beserta Penjelasannya

Persyaratan untuk pengoperasian pabrik kimia

• aman untuk pekerja pabrik dan lingkungan serta untuk pembangunan ekonomi, sehingga Tekanan, P, Temperatur, T, dan konsentrasi senyawa kimia harus dikontrol.
• Spesifikasi Produk diproduksi oleh pabrik-pabrik kimia, misalnya produksi 2 juta pon etilena/hari dengan kemurnian 99,5% dan produksi asam sulfat dengan kapasitas 10.000 ton/tahun dengan kemurnian 98%.
• Peraturan Lingkungan untuk kondisi operasi dan limbah seperti SO₂ dan tidak_X memenuhi baku mutu lingkungan.
• Keterbatasan Operasional Peralatan seperti pompa harus mempertahankan kepala hisap positif bersih, kolom distilasi tidak boleh banjir dan suhu reaktor tidak boleh melebihi batas yang dapat merusak katalis. Kisaran suhu yang diijinkan digunakan sebagai kondisi operasi dalam reaktor katalitik dan batas level dalam pemisah minyak dan air.

Pabrik dijalankan secara ekonomis. Kondisi operasi dikendalikan pada tingkat optimal dengan biaya minimum dan keuntungan maksimum

Demikian artikel tentang Kontrol Proses Teknik Kimia: Pengertian, Contoh, Jenis, Desain, Prinsip, Terminologi, Kontrol, Tujuan, Persyaratan, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semua.