laporan DS 2 pix.doc

8/10/2019 laporan DS 2 pix.doc

1/9

PENENTUAN WAKTU MATI ( DEAD TIME )

(DS 2)

I. TUJUAN :

Setelah melakukan praktikum mahasiswa dapat diharapkan :

1. Mengetahui perilaku dinamis dari tangki berpengaduk yang disusun secara seri

2. Menentukan waktu mati pada tangki bersusun seri akibat perubahan jarak

3. Menggambarkan kurva respon konsentrasi tangki bersusun.

II. TEORI SINGKAT

Waktu mati atau dead time adalah waktu mulai dari terjadi perubahan input

hingga input terukur oleh system. ead time terjadi dikarenakan tempat pengukuran

terletak jauh dari tempat perubahan input! umumnya oleh pipa aliran yang panjang

sehingga saat terjadi perubahan di pangkal pipa! perubahan baru terukur setelah

waktu tertentu. "al ini menyebabkan perubahan tidak langsung dapat dideteksi

sehingga pertauran yang seharusnya dilakukan menjadi lambat sehingga proses

pengendalian menjadi tidak optimal.

#ada gambar di atas tujuan pengendalian adalah mempertahankan harga

pengukuran pada proses $system% sesuai dengan set point. &pabila terjadi

controlle

M

Katup

System

pengukur


2/9

perubahan pada harga pengukuran! maka error dari hasil pengukuran terhadap set

point akan diberikan kepada controller yang kemudian memberikan perintah

kepada katup control untuk memberikan aliran tertentu agar aliran tersebut

menghasilkan perubahan yang akan membuat harga pengukuran kembali ke harga

set point namun karena jarak yang tau antara katup control dan proses akan

menyebabkan terjadinya dead time yaitu dimana katup control telah memberikan

perubahan namun perubahan yang melalui pipa panjang tidak langsung berakibat

langsung pada proses. Sealng waktu ini membuat harga error berikut yang

kemudian mengakibatkan controller memberikan perintah lanjut kepada katup

control untuk memberikan aliran baru kembali. Semakin besar dead time yang

terjadi akan menyebabkan pengendalian menjadi tidak terkendali. 'atup control

sebaiknya terletak didekat proses atau system sedangkan alat ukur atau controllerdengan menggunakan tranmisi listrik dapat diletakan ditempat yang lebih jauh.

(iga buah tangki berpengaduk yang disusun secara seri mempunyi respon

berbentuk kurva eksponensial untuk tanki pertama : tempat terjadi perubahan

input ! dan kurva sigmoidal $ bentuk huru) S% untuk dua tangki berikutnya.

#erbedaan bentuk kurva diakibatkan oleh trans)er lag * kelembapan akibat

perpindahan ! yang pada akhirnya akan mencapai konstan pada titik yang sama.

& adalah konsentrasi dalam tangki pertama setelah terjadinya oerubahan

input konsenrasi yang diukur menggunakan alat konduktor! sedangkan + adalah

konsentrasi awal $konduktivitas awal% dan t adalah waktu konstan aau time

constant! yang besarnya 2,3 dari total perubahan mencapai konstan $-3!2% .

& / + $1 0 % dapat disederhanakan menjadi d&,d( / $+,(%

& / !-321 +

ikarenakan kelambatan ini! maka suatu perubhan terhadap input akan

kembali stabil etelah waktu konstan! dengan menghitung waktu konstan maka

dapat diperkirakan waktu yang dibutuhjjan oleh suatu perubahan untuk

mencapastabil suatu keadaan konstan atau stabil sehingga pengaturan dapat

sebelum perubahan tersebut disarankan oleh suatu proses atau system.

#emilihan susunan rangkaian reactor dipengaruhi oleh berbagaipertimbangan! tergantung keperluan dan maksud dari operasinya. Masing0masing


3/9

rangkaian memiliki kelebihan dan kekurangan! karena di dunia ini tidak ada yang

sempurna. Semua yang ada didunia ini saling melengkapi satu sama lainnya.

Secara umum! rangkaian reactor yang disusun secara seri itu lebih baik dibanding

secara parallel. Setidaknya ada 2 sisi yang dapat menjelaskan kenapa rangkaian

reactor secara seri itu lebih baik. #ertama! ditinjau dari konversi reaksi yang

dihasilkan dan yang kedua ditinjau dari sisi ekonomisnya.

Pertama! ditinjau dari konversi reaksinya. eed yang masuk ke reactor

pertama dalam suatu rangkaian reactor susunan seri akan bereaksi membentuk

produk yang mana pada saat pertama ini masih banyak reaktan yang belum

bereaksi membentuk produk di reactor pertama! sehingga reactor selanjutnya

ber)ungsi untuk mereaksikan kembali reaktan yang belum bereaksi dan

seterusnya sampai mendapatkan konversi yang optimum. Secara sederhana!

reaksi yang berlangsung itu dapat dikatakan berkali0kali sampai konversinya

optimum. 'onversi yang optimum merupakan maksud dari suatu proses produksi.

Sementara itu jika dengan reactor susunan parallel! dengan jumlah )eed yang

sama! maka reaksi yang terjadi itu hanya sekali sehingga dimungkinkan masih

banyak reaktan yang belum bereaksi. Walaupun pada outletnya nanti akan

dijumlahkan dari masing0masing reactor! namun tetap saja konversinya lebih

kecil! sebagai akibat dari reaksi yang hanya terjadi satu kali.

Kedua! tinjauan ekonomisnya. alam pengadaan alat yg lain! misal jika

seri hanya memerlukan satu wadah untuk bahan baku $baik dari beton ataupun

stainless steel%! dan konveyor yang digunakan juga cukup satu. amun jika

paralel mungkin memerlukan wadah lebih dari satu ataupun konveyor yang lebih

dari satu untuk memasukkan )eed ke masing0masing reactor. 'onsekuensi yang

lain dari suatu reactor rangkain parallel adalah karena masih ada reaktan yang

banyak belum bereaksi maka dibutuhkan lah suatu recycle yang berakibat pada

bertambahnya alat untuk menampungnya! sehingga lebih mahal untuk

mendapatkan konversi yang lebih besar.

III.BAHAN DAN ALAT

4&"& :


4/9

'alium klorida yang dilarutkan dalam air sehingga mencapai konsentrasi !25

M dalam 36

&6&( :

0 1 set tangki berpengaduk bersusun seri

0 1 set konduktometer0 Stopwatch

0 7elass kimia 1m6 ! 1ml ! 5 ml

0 6abu takar 1ml

0 Spatula ! #engaduk! dan botol a8uades.

IV. LANGKAH KERJA

1. Mengkalibrasi konduktormeter yang akan digunakan sesuai prosedur kalibrasi.

2. Mempersiapkan larutan '96 !25 M dalam wadah 36 dan a8uadest pada tangki

penampung bagian belakang.

3. Mengisi ke 3 tangki berpengaduk dibagian depan dengan larutan '96 !25 M.

$ di bagi bagian yang sama dalam tangki 3 tangki dan satu gelas kimia.

"ubungkan tangki ke 3 dengan gelas kimia 1 ml melalui selang%.

. Menghidupkan pengaduk dan mengatur laju pengadukan dengan kecepatan

medium. Mengukur konduktivitas tangki 1 sampai ! memastikan nilai

konduktivitas harus sama $mematikan pengaduk saat melakukan pengukuran

konduktivitas%.

5. Menghidupkan pompa dan mengalirkan a8uadest dari tangki penampungan ke

gelas ukur 1 m6 menentukan laju alir dengan menggunakan stopwatch $volumeair tertampung , waktu! volume 1 ml dalam 1015 detik%.

-. Memasukkan selang berisi a8uadest ke tangki berpengaduk ; dan mencatat waktu

sebagai waktu menit.

. Setelah selesai ! mengosongkan seluruh tangki penampung dan mencuci bersih

dengan air karena sisa air garam dapat membuat korosi pada alat.

V. DATA PENGAMATAN

1. 'alibrasi 'onduktometer

'9l yang tertimbang / ! 1>> gr

(emperatur / 2=! o9

'onduktivitas secara teori pada 3o9 untuk '9l / 13! -< mS, cm'onduktivitas secara praktek / 15! - mS, cm


5/9

'etetapan sel / ! >2

2. ata untuk laju alir air

? / 5 ml

( / 3! - detik

3. #engukuran nilai konduktivitas tangki ; dan tangki

Waktu

$menit%

'onductivity

(angki 1 $mS,cm% (angki $mS,cm%

3.>3 3.>3

!5 3.55 3.>-

1 2.=< 3.>

1.5 2.1 3.>

2 2.3 3.>1

2.5 1. 3.11

> .52 2.

13 .2-

1> .1=3 .=>

25 .1< .53

2< .13 .1

2> .13 .3-

31 .135 .311

33 .1323 .25

35 .132 .223< .132 .21-

3> .132 .2

1 .132 .1>2

3 .132 .1= .132 .1>

51 .132 .15

53 .132 .1

55 .132 .1325< .132 .132


6/9

5> .132 .132

-1 .132 .132

VI. PERHITUNGAN

Persiaa! "ar#$a!

@ntuk mempersiapakan larutan '9l !1 1 ml! massa yang tertimbang

sebanyak !3> gr. Maka! konsentrasinya :

A / g , v. 4M / .3> gr / !15 mol ,liter

.1 liter B >. 5>- ml

VII. ANALISA

Setelah melakukan praktikum! dapat menganalisa bahwa praktikum kali ini

bertujuan untuk menentukan dead time $ waktu mati% yang bertujuan untuk

mengetahui perilaku dinamis dan tangki berpengaduk yang di susun secara seri

akibat! untuk menentukan waktu mati pada tangki bersusun seri akibat perubahan

jarak. Waktu mati $ dead time% adalah waktu mulai dari terjadinya perubaan input

hingga input terukur oleh sistem. ead time ini disebabkan oleh perubahan yang di

karenakan tempat pengukuran terletak jauh dari tempat perubahan input.

#ertama! membuat larutan '9l dan melakukan kalibrasi alat konduktometer.

6arutan di masukkan ke dalam tabung tangki dengan tinggi yang sama dan

konsentrasi yang sama dan dialiri dengan a8uadest dengan laju alir 5 ml, 3. -

detik. @ntuk menentukan dead time maka tangki yang diamati pada percobaan ini

adalah tangki 1 dan ! tangki 1 dan mempunyai jarak yang cukup jauh. Darak inilah


7/9

yang menyebabkan adanya dead time dikarenakan tempat pengukuran terletak jauh

dari tempat perubahan input. #erubahan yang baru pada tangki tidak dapat langsung

di deteksi sehingga menyebabkan pengukuran tidak optimal dan proses pengendalian

menjadi lambat. #ada praktikum dead time ini sangat tidak di harapkan karena hal

inni menyebabkan terganggunya proses pengendalian yang akan kita ukur. #ada

percobaan yang dilakukan di dapatkan waktu dead time 2 menit yaitu dilihat dari

gra)ik yang di dapat dari data praktikum dengan volume dead time 1>>. 5>- ml.

VIII. KESIMPULAN

,. ead time adalah waktu mulai terjadinya perubahan input hingga input terukur oleh

sistem.

2. ead time sangat tidak di harapkan karena mengganggu proses pengukuran pada

pengendalaian

-. ead time yang di dapat pada praktikum adalah 2 menit

. ?olume dead time yang di dapat pada praktikum adalah 1>>! 5>- ml

DA/TAR PUSTAKA

6estari! Sutini #ujiastuti. EPetunjuk praktikumpengendalian proses:Perilaku dinamik

tangki berpengadukF. #alembang: (eknik 'imia.#oliteknik egeri Sriwijaya

http:,,tentangteknikkimia.wordpress.com,212,,22,pemilihan0reaktor0alir0tangki0

berpengaduk0ratb0seri0apa0paralel,


8/9

GAMBAR ALAT

Ta!&0i Bere!&a#0 e!&a! s#s#sa! seri


9/9

Documents

laporan DS 2 pix.doc