Kenalan yuk sama : Valve

Valve untuk anak lulusan teknik kimia ataupun teknik mesin merupakan kata-kata yang sudah tidak asing lagi bagi mereka. Sudah dipastikan jika lulusan dari kedua jurusan tersebut tidak mengerti akan valve maka masa kuliahnya pasti kurang indah, bahkan apabila belum pernah sama sekali mendengarnya.. "ahhh tamatlah riwayatmu nak" (kata-kata itu yang pasti diucapkan oleh dosen gue pas zaman kuliah di perguruan tinggi negeri di Lampung).

Ya.. berbicara tentang valve atau yang biasa orang bekasi bilang "keran" (secara gue org bekasi)  memang sangatlah seru, Alat ini didesign sedemikian rupa guna mengontrol banyaknya aliran fluida yang mengalir didalam suatu pipa sehingga sistem proses dapat berjalan sesuai dengan keinginan kita. Didalam dunia industri mulai dari industri makanan, kimia, otomotif, petrokimia, sampai oil and gas pasti menggunakan valve sebagai pengendali laju alir fluida prosesnya. di Indonesia sendiri terdapat beberapa jenis valve yang tersedia di pasaran seperti : ball valve, gate valve, globe valve, check valve, butterfly valve, dll. 

Untuk mengetahui lebih jauh mengenai pemilihan dan penggunaan valve di dunia industri, dibawah ini akan saya bahas satu persatu secara detil mengenai jenis-jenis valve tersebut :

1. Gate Valve

Gate valve merupakan jenis yang paling banyak digunakan di sistem perpipaan. Fungsi valve ini adalah membuka dan menutup aliran saja (on atau off) dan tidak bersifat mengatur besar kecilnya aliran (throttling). Gate valve mengontrol aliran melalui badan valve yang berbentuk pipa dengan sebuah lempengan atau baja vertical yang dapat bergeser naik keatas dan kebawah saat handle diputar.

Kelebihan : Memiliki resistan (halangan) yang sangat kecil saat valve dengan bukaan 100% sehingga pressure drop sangat kecil yang membuat aliran akan mengalir secara maksimal. 

Kelemahan : Dalam keadaan setengah terbuka akan menyebabkan pengikisan di badan valve oleh fluida prosesnya dan turbulensi aliran yang menyebabkan getaran pada baja dan menghasilkan noise.

2. Globe Valve

Globe valve digunakan untuk kondisi dimana besar-kecilnya aliran (throtting) diperlukan. dengan memutar handle valve ini, besarnya aliran yang melewati valve ini dapat diatur. 

Kelebihan : dapat mengatur besarnya aliran

Kelemahan : Pressure drop didalam valve sangat besar sehingga sangat tidak disarankan untuk diinstal pada sistem yang menghiundari penurunan tekanan

3. Angle Valve

Angel valve hampir sama dengan globe valve hanya saja valve jenis ini digunakan pada situasi dimana pengaturan besar-kecilnya aliran diperlukan (throttling). Biasanya angle valve dibuat 90oC guna mengurangi pemakaian elbow 90oC dan fitting tambahan. Valve jenis ini jarang digunakan didunia industri mengingat harganya yang mahal.

4. Check Valve

Check valve merupakan jenis valve yang didesign sangat unik karena aliran hanya dapat mengalir dengan 1 arah (mencegah adanya aliran balik). Check valve tidak menggunakan handle untuk mengatur aliran namun dengan menggunakan tekanan yang berasal dari aliran fluida prosesnya. Biasanya valve jenis ini digunakan dengan tujuan sebagai pengaman sistem perpipaan. 

Ada 2 macam jenis check valve yaitu :

1. Swing check =  Biasanya dipasangkan dengan gate valve

2. Lift check = Biasanya digunakan untuk menggantikan ball valve sebagai ball check valve

5. Ball Valve

Ball valve merupakan jenis valve paling sering kita temui di rumah tangga mengingat harganya yang sangat murah. valve ini menggunakan bola logam yang di bagian tengahnya ada lubang tembus fluida dan diapit oleh dudukan valve untuk mengontrol aliran.
Kelebihan : Harga murah, cepat dalam membuka/menutup

Kelemahan : Tidak dapat mengatur laju alir fluida dengan ketelitian yang kecil

6. Butterfly Valve

Butterfly valve menggunakan plat bundar (wafer) yang dioperasikan oleh ankle untuk posisi membuka atau menutup dengan sudut 90oC. Saat valve dalam keadaan tertutup, wafer akan tegak lurus dengan arah aliran sehingga aliran akan terbendung sedangkan saat wafer sejajar dengan aliran fluida berarti valve dalam keadaan terbuka.

Kelebihan : Pressure drop sangat minimal dan sangat cocok untuk mentransport jumlah fluida yang sangat besar
Kelemahan : hanya dapat digunakan untuk fluida tekanan rendah

Demikian sedikit penjelasa tentang valve, semoga bermanfaat ya guys... ^-^
Salam,

Ardy kristianto, S.T 

Process Control Industri Kimia

Sewaktu saya mengenyam bangku perkuliahan dulu (Teknik Kimia Universitas Lampung), ada beberapa pelajaran yang mungkin saya sulit untuk dipahami dengan sekali belajar. salah satunya yaitu PENGENDALIAN PROSES.. yah meski saat itu yang mengajarkan langsung adalah dosen yang terkenal sangat hebat dalam memberikan dasar ilmunya yaitu Bpk ir.Azhar,M.T.

Pengendalan proses sendiri berguna untuk mengendalikan suatu proses dari ganguan lingkungan agar proses produksi tetap tercapai dan perusahaan akan mendapatkan profit setinggi mungkin.Sebagai contoh : proses reaksi A + B dapat menghasilkan produk (C+D) ataupun (E+F), target produksi kita adalah produk (C+D) maka kita harus menjaga proses reaksi dan jangan sampai keluar level yang kita inginkan agar tidak terbentuk produk (E+F). contoh lainnya misalnya ketika kita haur menjaga level ketinggian cairan yang berarti kita harus mengontrol bukaan valve inlet ketika pabrik sedang shutdown.

Untuk mengontrol semua contoh diatas dibutuhkan suatu sistem kontrol seperti gambar dibawah ini :

1. Measuring device : Alat pengukur, misalnya thermocouple.

2. Controller : Alat pemberi perintah dan akan bekerja selama masih terjadi error atau masalah, misalnya suatu sistem rangkaian elektronika.

3. Correcting Device : Alat yang melakukan pembenaran suatu prosesnya dengan mengambil suatu tindakan, misalnya mengatur bukaan valve (biasanya sistem diatur secara cascade agar valve bekerja secara otomatis).

4. S.P (Set Point) : Nilai yang diatur dalam sistem control

5. e (error) : Selisih antara nilai S.P dengan P.V (Present Point)

Untuk menambah pengetahuan , dalam proses kontrol di DCS room terdapat beberapa singkatan penting dalam mengontrol proses yang antara lain :

- PV (Present Value) : Mengindikasikan niai real yang terjadi dilapangan, contoh 80^oC

- SV (Set Value) : Nilai yang telah diset di sistem DCS, contoh 75^oC

- MV (Manipulated Value) : Nilai yang dimanipulasi agar SV=PV, misal mengubah bukaan valve steam. banyaknya perubahan disebut juga sebagai Kp (Konstanta perubahan)

- Cascade : Sistem control yang terhubung antara 2 alat secara otomatis, misal ketika dari 3 line produk, 1 line sedang close maka untuk mejaga level konsentrasi, inlet line dibuat saling terhubung dengan masing masing perbandingan konsentrasi.

Semua yang dijelaskan diatas akan dikontrol dengan suatu sistem elektronika yang bernama PID (proportional, integral, derivatif).  Dibawah ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai sistem PID.

1. Proportional Controller (P)
Proportional (P) akan mengontrol nilai MV dengan porposional dari konstanta Kp untuk mengeleminasikan error yang terjadi.
E = SV-PV
MV = (Kp) x (E)
Pada umumnya pergerakan laju control P ditunjukan seperti gambar dibawah ini :

Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa ketika nilai Kp besar akan terjadi oscilatting namun waktu untuk membuat keadaan normal (menghilangkan error) sangat cepat. cara ini biasa digunakan pada proses start-up karena mengejar waktu produksi. Sedangkan jika Kp kecil tidak akan terjadi oscilatting namun penghilangan error akan berjalan sangat lama.

2. Integral Controller (P)
Integral (I) akan mengontrol nilai MV dengan proporsi dari time-integral of error (TI) untuk mengeleminasikan error yang terjadi. Rumus dan grafik sistem konrol I adalah sebagai berikut :




Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa ketika nilai Ti kecil akan terjadi oscilatting namun waktu untuk membuat keadaan normal (menghilangkan error) sangat cepat.


3. Derivatif Controller
Derivatif akan mengontrol nilai MV dengan proporsi dari rate of change in the error. dengan penambahan sistem kontrol D ini akan membuat pengememinasian error menjadi sangat cepat. Pada umumnya MV akan dikontrol dengan rumus seperti dibawah ini :
 



Td disebut juga derivative time , yang dimana semakin tinggi nilai Td semakin cepat pengeleminasian error yang terjadi, sedangkan jika nilai Td nol maka sistem kontrol D tidak akan berfungsi.




Diatas merupakan sedikit tentang proses kontrol yang ada di pabrik kimia, semoga bisa membantu anda dalam belajar.

Ardy Kristianto, S.T  (ardy_kristianto@ymail.com)