1 / 45

Bab 2 Obyektif dan Keuntungan Pengendalian

Bab 2 Obyektif dan Keuntungan Pengendalian. Ir. Abdul Wahid, MT. Departemen Teknik Kimia FTUI. Tujuan Pembelajaran. Saat kuselesaikan bab ini, kuingin dapat melakukan hal-hal berikut. Mengenal contoh-contoh dari tujuh (7) obyektif pengendalian pada proses-proses kimia

nibaw
Télécharger la présentation

Bab 2 Obyektif dan Keuntungan Pengendalian

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Bab 2 Obyektif dan Keuntungan Pengendalian Ir. Abdul Wahid, MT. Departemen Teknik Kimia FTUI

  2. Tujuan Pembelajaran Saat kuselesaikan bab ini, kuingin dapat melakukan hal-hal berikut. • Mengenal contoh-contoh dari tujuh (7) obyektif pengendalian pada proses-proses kimia • Menghitung indikator dari variabilitas pada variable proses • Dapat menghitung dampak ekonomi dari variabilitas

  3. Kerangka Kuliah Kerangka Kuliah • Tujuh (7) Obyektif Pengendalian • 1. Kesalamatan (safety) • 2. Proteksi lingkungan • 3. Proteksi peralatan • 4. Operasi yang lancar • 5. Kualitas produk • 6. Profit • 7. Memonitor dan mendiagnosis • Ukuran variabilitas • Dampak ekonomi dari variabilitas • Workshop

  4. CONTOH PROSES: FLASH SEPARATION Mari kita diskusikan proses ini Vapor product T6 P1 T5 Feed Methane Ethane (LK) Propane Butane Pentane T1 P  1000 kPa T 298 K T2 F1 F4 T3 L1 F2 F3 Liquid product A1 Process fluid Steam L. Key

  5. Tujuh Obyektif Pengendalian Beri contoh 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  6. Tujuh Obyektif Pengendalian Tekanan tinggi di dalam drum adalah bahaya 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  7. Tujuh Obyektif Pengendalian Beri contoh 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  8. Tujuh Obyektif Pengendalian To flare Tidak pernah melepas hidrokarbon ke atmosfir 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  9. Tujuh Obyektif Pengendalian Beri contoh 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  10. Tujuh Obyektif Pengendalian Tidak ada aliran yang dapat merusak pompa 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  11. Tujuh Obyektif Pengendalian Beri contohnya 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  12. Tujuh Obyektif Pengendalian Selalu menjaga kelancaran laju produksi 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  13. Tujuh Obyektif Pengendalian Beri contoh 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  14. Tujuh Obyektif Pengendalian Mencapai L.Key dengan menyesuaikan pemanasan 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  15. Tujuh Obyektif Pengendalian Beri contoh 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  16. Tujuh Obyektif Pengendalian Gunakan pemanasan semurah mungkin 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  17. Tujuh Obyektif Pengendalian Beri contoh 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  18. Tujuh Obyektif Pengendalian Hitung dan plot parameter kunci, misal, UA. 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis UA waktu

  19. Vapor T6 P1 product T5 T1 T2 Feed F1 T4 T3 L1 F2 F3 Liquid A1 Process Steam product L. Key fluid Tujuh Obyektif Pengendalian Ketujuh-tujuhnya harus dicapai. Gagal untuk melakukan yang demikian akan berakibat operasi yang tidak menguntungkan atau lebih buruk lagi, tidak selamat. 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  20. Sistem Pemanasan Rumah Identifikasi fitur-fitur yang seharusnya dimasukkan dalam sistem pengendalian untuk mencapai ketujuh obyektif pengendalian: a. Safety b. Environmental Protection c. Equipment Protection d. Smooth Operation e. Product Quality f. Profit g. Monitoring

  21. 7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah Ada beberapa aspek yang akan dibutuhkan untuk memastikan operai yang aman: • Furnace akan memerlukan flame detector, yang akan mematikan gas bila nyalanya berlebihan. • Sistem air akan memiliki sebuah flow meter untuk menjamin sirkulasi air dingin; kalau tidak ada, furnace bisa overheat. • Ruangan seharusnya memiliki detektor asap dan karbon dioksida jika terjadi salah fungsi 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  22. 7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah Untuk melindungi lingkungan, furnace bisa dioperasikan pada kondisi yang pas sehingga menghindari produksi NOx (suhu nyala rendah). Juga, penggunanaan fuel bisa diminimisasi, sehingga mereduksi produksi GHG 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  23. 7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah Untuk melindungi peralatan, sistem memerlukan: • Sebuah flow meter untuk menjamin sirkulasi air. Jika aliran ini berhenti, pembakaran akan berhenti untuk melindungi furnace dari overheating 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  24. 7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah • Sebuah daerah mati (dead band) akan diterapkan untuk membantu operasi yang lancar. Dead band ini memerlukan perubahan suhu yang cukup sebelum status furnace berubah (on/off). Ini akan mencegah terlalu seringnya switch disebabkan oleh perubahan suhu yang sangat kecil dalam ruangan 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  25. 7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah Sasaran sistem pemanasan rumah adalah menjaga suhu ruang dalam daerah suhu yang menyenangkan. • Suhu rata-rata seharusnya berada pada suhu yang diinginkan dan dead band seharusnya cukup kecil sedemikian rupa sehingga berada pada daerah suhu yang menyenangkan 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  26. 7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah • Agar bisa memaksimalkan profit (dalam kasus ini, meminimisasi pengeluaran), konsumsi fuel perlu diminimisasi pada set point suhu yang diberikan.  • Untuk mencapai ini, peralatan untuk mengatur udara berlebih perlu dipasang, karena pemanasan dengan udara ekstra (tidak digunakan untuk pembakaran) cenderung ineffisiensi. Hati-hati, terlalu sedikit udara bisa berbahaya! 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  27. 7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah • Untuk memonitor kinerja sistem, sangat berguna untuk membandingkan konsumsi fuel per derajat hari.  Beberapa peralatan ukur akan dibutuhkan untuk mengumpulkan data yang diperlukan. • Kenaikan yang signifikan pada harga ini akan mengindikasikan kehilangan efisiensi. Kita akan menggabungkan data untuk menentukan akar penyebabnya 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis

  28. Menentukan Kondisi Operasi Pabrik • Daerah operasi yang mungkin harus didefinisikan • Prinsip fisika: semua konsentrasi  0 • Keselamatan, proteksi lingkungan dan peralatan • Kapasitas peralatan: aliran maksimum • Kualitas produk • Operating window (feasible operating region): daerah yang memuaskan semua batasan (operasi) • Soft constraint: pelanggaran sedikit batasan • kualitas produk rendah • mengurangi umur peralatan • diijinkan tapi dihindari • Hard constraint: pelanggaran batas kritis • bisa merusak peralatan • tidak diijinkan dalam kondisi apapun

  29. Menentukan Kondisi Operasi Pabrik Suhu dioperasikan sangat dekat (tanpa melebihi) batasan maksimum • Suhu reaktor: • minimum: tidak ada reaksi • maksimum: kerusakan logam, banyak sekali reaksi samping

  30. Menentukan Kondisi Operasi Pabrik Penting sekali untuk mengendalikan udara berlebih. Defisiensi oksigen akan berakibat kondisi yang berbahaya. Bahan bakar yang tidak bereaksi berada di ruang bakar, kalau bertemu udara lain akibatnya bisa meledak. • Rasio bahan bakar dan udara • sedikit sekali udara: sedikit bahan bakar yang dibakar -- DIBUANG • udara berlebihan: mengurangi suhu nyala -- mengurangi PERPINDAHAN PANAS

  31. Menentukan Kondisi Operasi Pabrik • Memperluas analisis lebih dari satu dimensi, misal: suhu dan aliran produk • Operasi terbaik: maksimum suhu dan aliran (bagian pojok kanan atas) • Secara pasti ini tidak bisa dicapai, karena …??? • Lingkaran kecil menunjukkan variasi yang kecil pada kedua variabel: GANGGUAN OPERASI TERBAIK

  32. Komposisi (% H. Key) 6 5 4 outlet concentration 3 2 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 time (min) 51 Reflux valve 50.5 50 valve position (% open) 49.5 49 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 time (min) Manfaat Pengendalian Proses Saat kita mengendalikan sebuah proses, kita mengurangi variabilitas dari variabel-variabel kunci untuk mencapai tujuh obyektifnya. Tanpa feedback control

  33. Komposisi (% H. Key) 3.5 3 outlet concentration 2.5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 time (min) 100 Reflux valve 80 60 valve position (% open) 40 20 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 time (min) Manfaat Pengendalian Proses Saat kita mengendalikan sebuah proses, kita mengurangi variabilitas dari variabel-variabel kunci untuk mencapai tujuh obyektifnya. Lihat skalanya! Dengan feedback control Variabilitas dipindahkan dari controlled variable ke manipulated variable!

  34. Manfaat Pengendalian Proses Saat kita mengendalikan sebuah proses, kita mengurangi variabilitas dari variabel-variabel kunci untuk mencapai tujuh obyektifnya. Statistik apa yang dapat kita hitung dari data ini? Bagaimana kita menghubungkan variabilitas dengan kinerja proses?

  35. Manfaat Pengendalian Proses Kinerja proses = efisiensi, yield, laju produksi, dsb. Itu mengukur kinerja untuk mencapai obyektif pengendalian. Hitung kinerja proses menggunakan distribusi, bukan harga rata-rata dari variabel kunci!

  36. Contoh Manfaat mengurangi variabilitas pada reaktor kimia A Sasaran: Memakasimalkan konversi etana umpan tapi tidak melebihi 864oC Mana operasi, A or B, yang lebih baik dan jelaskan kenapa. B

  37. A B Contoh Manfaat mengurangi variabilitas pada reaktor kimia Sasaran: Memakasimalkan konversi etana umpan tapi tidak melebihi 864oC Mana operasi, A or B, yang lebih baik dan jelaskan kenapa.

  38. Vent g Cooling Water h e f Feed a b Overhead Product Steam d c Bottom Product

  39. Tugas 1: • Dikumpulkan: • Tugas: • Memotret peralatan pengendalian (sensor/transmitter, controller, control valve) dan proses pada peralatan PRESSURE CONTROL di Lab. POT • Membuat sketsa peralatan PRESSURE CONTROL di Lab. POT • Menjelaskan alur proses pengendalian pada peralatan tersebut

  40. BAB 2: SASARAN DAN MANFAAT - WORKSHOP 1 Menentukan satu contoh untuk setiap bagian dari tujuh kategori obyektif pengendalian Umpan mengalir melalui pipa dan dipanaskan dengan pembakaran bahan bakar Flue gas feed product fuel udara

  41. BAB 2: SASARAN DAN MANFAAT - WORKSHOP 2 Dua contoh proses menunjukkan manfaat mengurangi variabilitas, fired heater reactor dan boiler. Diskusikan beda antara dua contoh itu. Dapatkah anda memikirkan contoh lain yang menunjukkan setiap prinsip tersebut? Squeeze down the variability

  42. BAB 2: SASARAN DAN MANFAAT - WORKSHOP 3 Pada dua contoh flash drum dan fired heater, pengukuran suhu sangat penting. Gambarkan beberapa metode untuk mengukur suhu dan rekomendasikan yang sangat cocok untuk contoh flash drum. How hot is it?

  43. BAB 2: SASARAN DAN MANFAAT PENGENDALIAN Saat saya menyelesaikan bab ini, saya ingin dapat melakukan hal-hal berikut. • Mengenal contoh-contoh dari tujuh (7) obyektif pengendalian pada proses-proses kimia • Menghitung indikator dari variabilitas pada variable proses • Dapat menghitung dampak ekonomi dari variabilitas • Banyak perbaikan, tapi kita perlu beberapa studi lagi! • Baca textbook • Tinjau catatannya, khususnya tujuan pembelajaran dan workshop • Uji coba nasihat-nasihat belajar mandiri • Alaminya, kita seharusnya punya tugas (assignment)!

  44. BAB 2: SUMBER PEMBELAJARAN • Home page • - Instrumentation Notes • - Interactive Learning Module (Bab 2) • - Tutorials (Bab 1/2)

  45. BAB 2: NASIHAT UNTUK BELAJAR MANDIRI 1. Diskusikan pentingnya konsistensi kualitas dalam keputusan anda untuk memesan makanan, pakaian, dsb. 2. Gambar P&I dari proses distilasi diberikan di buku Woods, D. Process Design and Engineering Practice, Prentice-Hall, 1995 (page 2-65). Tentukan sedikitnya satu contoh setiap obyektif untuk proses ini. Evaluasi disain kontrol yang diberikan, apa itu mencapai obyektif anda? 3. Tenukan contoh-contoh proses dalan buku ajar sebelumnya dan tentukan keuntungan untuk masing-masing variabilitas yang dikurangi. Dapatkah anda menyediakan harga kuantitatif untuk manfaat ekonominya?

More Related