6
Risalah Petfemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan T eknologi Isotop dan Radiasi. 2000 PERKEMBANGANPENGGUNAANTEKNIKRADIOPERUNUT DALAM INDUSTRI Wandowo ABSTRAK PERKEMBANGAN PENGGUNAAN TEKNIK RADIOPERUNUT DALAM INDUSTRI. Teknik radiopenmut telah lama dapat memberikan kontribusiuntukmengungkapkan berbagai masalah yang menyangkut dinamika suatusistem proses industri. Aplikasi teknik radioperunut ditentukan olehtiga komponen utama, yaitu radioisotop, deteksi mdiasi dan interpretasidata basil eksperimen. Ketiga komponen utama tersebutterus mengalami perkembangan untuk mengatasi permasalahan dan kebutuhan yang menyangkut pengoperasian unit instalasi proses-proses industri. Komponenmdioisotop telah mengalami perkembangan dengandiciptakannya generatorradioisotopsehingga fisiko babayaradiasi dapatdikurangi dan penyampaian radioisotop ke lokasi industri lebih mudah penanganantlya. Perkembangan dalam deteksiradiasi tidak lepas dari kemajuan yang sangat pesat dari mikroprosesor dan komputerisasi, sehingga detektor dapat mencatat daD menyimpandata pulsa pancaran radiasi dalam orde waktu yang sangat singkat.Dalam interpretasi data basil eksperimen, pendekatan dari pembuatan simulasi model matematis eksperimendengan mdioperunut dapat saling mengisi untuk mengungkapkan berbagai fenomena proses aIir dalam tangki pemroses, tanpa harus menghentikanproses produksi. Pada UlnUl1U1ya problematik yang menyangkut dinamika suatusistem dalam setiap industri dapat diungkapkandengan teknik radioperunut, namun tantangan utamadatangdari industri minyak bumi, industri pemrosesan minemldan industripetrokilnia. ABSTRACT DEVELOPMENT OF RADIOTRACER TECHNIQUES IN INDUSTRY. Contributionof radiotracer techniques to solve problemsin industrialprocess plallts have been recognized since a long time. Radiotracer application was governed by three main components, namely radioisotopes, radiation detection and data interpretation of an experiment. Thethreemain components mentioned above have been continuallydeveloped to overcome problemsrelating to the operation of industrial process plants. The availability of isotopegenerator is one of the development aspectin radiotracer technique. Radiation hazard in radiotracer experiment may be reducedby applying isotopegenerator and onthe other hand the delivery of radiotracer to the plant site from the radioisotopes producer was made easier. The development of microprocessor in computersystem has facilitated data recording,storing and retrieving. Deveopment in mathematical modelsupported by radiotracer experiment enhance datainterpretation and shed light on variousfenomena of flow process. Generally a flow dynamic in a processplallt ill all kind of industriescan be studied using radiotracer technique. Howeverthe main challenge coming from petroleum, petrochemical and milleralprocessing industries. PENDAHULUAN Salah satu indikator kemajuan suatu negara diukur dari kemajuan industrinya, ballkan kemajuan suatu industri disuatu negara dapat dijadikaJI senjata untuk menguasai ekonolni dunia. Oleh karena itu kebijaksanaan suatu negara dalam memacu pertumbuhan ekonomi dengan mengembaJIgkan sektor industri banyak ditempuh oleh banyak negara di dwlia ini. Tujuan dari pembuatan suatu produk adalall agar barang yang dihasilkan mempunyai nilai tamball yang lebih besar dan memberikan manfaat langsung atau tidak langsung bagi pengguna. Untuk itu diperlukaIl beberapa tahapan proses, baik proses kimia atau proses fisika, dimana dalam setiap proses dikehendaki terjadi transformasi, terutalnt1 transformasi material atau ballaD. Asas d.:1ri lnasing- masing pengoperasian proses ini adalall hukum kekekalan masa, energi daD momentum. Pacta proses destilasi, absorpsi gas, pengeringaJl, ekstraksi, kristalisasi daD sebagainya, terjadi perpindahan masa sehingga dalam proses-proses tersebut berlaku hukum kekekalan rnasa. Pacta aliran fluida melalui pipa, proses pencampuran, proses pengadukan dimana pada proses tersebut akan menyangkut variabel sitar aliran, turbulen atau laminer, maka berlaku hokum kekekalan momentuln, sedangkan hukum kekekalan energi berlangsung misalnya pada proses perpindahanpanas, konduksi, konveksi dan radiasi, dalam unit penukar panas (heat exchanger). Namun demikian karena peralatan yang di~ di dalam setiap operasi tersebutperlu dirancang,dimodifikasi serra harus juga melihat faktor-faktor lingkungan, maka selain hams memenuhi fungsinya, alar tersebut juga hams memenuhi aspek keselamatan, kondisi kerja, bentuk serra ukuran dan lain sebagainya. Dengan adanya faktor tersebut maka suatu peralatan atausuatu unit operasi seringtidak dapat menciptakan kondisi ideal operasi untuk memperoleh U11juk kerja yang maksimal. Oleh karena itu berbagai usaha perlu ditempuh agar dengan alar yang tersedia maka prosesdan pengoperasiannya dapat diupayakan secara optiInal baik dari aspek waktu, material dasarnya, energiserra sarana penunjang lainnya(1). Pemanfaatan teknik radioperunut dalam industri padadasarnya dapatdibagi menjadi tiga katagori, yaitu

PERKEMBANGANPENGGUNAANTEKNIKRADIOPERUNUT …ansn.bapeten.go.id/files/41201/0335.pdf · radioisotop, deteksi mdiasi dan ... memberikan manfaat yang sangat besar karena ... dilihat

  • Upload
    lamngoc

  • View
    225

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PERKEMBANGANPENGGUNAANTEKNIKRADIOPERUNUT …ansn.bapeten.go.id/files/41201/0335.pdf · radioisotop, deteksi mdiasi dan ... memberikan manfaat yang sangat besar karena ... dilihat

Risalah Petfemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan T eknologi Isotop dan Radiasi. 2000

PERKEMBANGANPENGGUNAANTEKNIKRADIOPERUNUTDALAM INDUSTRI

Wandowo

ABSTRAK

PERKEMBANGAN PENGGUNAAN TEKNIK RADIOPERUNUT DALAM INDUSTRI. Teknikradiopenmut telah lama dapat memberikan kontribusi untuk mengungkapkan berbagai masalah yang menyangkutdinamika suatu sistem proses industri. Aplikasi teknik radioperunut ditentukan oleh tiga komponen utama, yaituradioisotop, deteksi mdiasi dan interpretasi data basil eksperimen. Ketiga komponen utama tersebut terusmengalami perkembangan untuk mengatasi permasalahan dan kebutuhan yang menyangkut pengoperasian unitinstalasi proses-proses industri. Komponen mdioisotop telah mengalami perkembangan dengan diciptakannyagenerator radioisotop sehingga fisiko babaya radiasi dapat dikurangi dan penyampaian radioisotop ke lokasiindustri lebih mudah penanganantlya. Perkembangan dalam deteksi radiasi tidak lepas dari kemajuan yangsangat pesat dari mikroprosesor dan komputerisasi, sehingga detektor dapat mencatat daD menyimpan data pulsapancaran radiasi dalam orde waktu yang sangat singkat. Dalam interpretasi data basil eksperimen, pendekatandari pembuatan simulasi model matematis eksperimen dengan mdioperunut dapat saling mengisi untukmengungkapkan berbagai fenomena proses aIir dalam tangki pemroses, tanpa harus menghentikan prosesproduksi. Pada UlnUl1U1ya problematik yang menyangkut dinamika suatu sistem dalam setiap industri dapatdiungkapkan dengan teknik radioperunut, namun tantangan utama datang dari industri minyak bumi, industripemrosesan mineml dan industri petrokilnia.

ABSTRACT

DEVELOPMENT OF RADIOTRACER TECHNIQUES IN INDUSTRY. Contribution of radiotracertechniques to solve problems in industrial process plallts have been recognized since a long time. Radiotracerapplication was governed by three main components, namely radioisotopes, radiation detection and datainterpretation of an experiment. The three main components mentioned above have been continually developed toovercome problems relating to the operation of industrial process plants. The availability of isotope generator isone of the development aspect in radiotracer technique. Radiation hazard in radiotracer experiment may bereduced by applying isotope generator and on the other hand the delivery of radiotracer to the plant site from theradioisotopes producer was made easier. The development of microprocessor in computer system has facilitateddata recording, storing and retrieving. Deveopment in mathematical model supported by radiotracer experimentenhance data interpretation and shed light on various fenomena of flow process. Generally a flow dynamic in aprocess plallt ill all kind of industries can be studied using radiotracer technique. However the main challengecoming from petroleum, petrochemical and milleral processing industries.

PENDAHULUAN

Salah satu indikator kemajuan suatu negara diukurdari kemajuan industrinya, ballkan kemajuan suatuindustri disuatu negara dapat dijadikaJI senjata untukmenguasai ekonolni dunia. Oleh karena itu kebijaksanaansuatu negara dalam memacu pertumbuhan ekonomidengan mengembaJIgkan sektor industri banyakditempuh oleh banyak negara di dwlia ini. Tujuan daripembuatan suatu produk adalall agar barang yangdihasilkan mempunyai nilai tamball yang lebih besar danmemberikan manfaat langsung atau tidak langsung bagipengguna. Untuk itu diperlukaIl beberapa tahapan proses,baik proses kimia atau proses fisika, dimana dalamsetiap proses dikehendaki terjadi transformasi, terutalnt1transformasi material atau ballaD. Asas d.:1ri lnasing-masing pengoperasian proses ini adalall hukumkekekalan masa, energi daD momentum. Pacta prosesdestilasi, absorpsi gas, pengeringaJl, ekstraksi, kristalisasidaD sebagainya, terjadi perpindahan masa sehinggadalam proses-proses tersebut berlaku hukum kekekalanrnasa. Pacta aliran fluida melalui pipa, proses

pencampuran, proses pengadukan dimana pada prosestersebut akan menyangkut variabel sitar aliran, turbulenatau laminer, maka berlaku hokum kekekalanmomentuln, sedangkan hukum kekekalan energiberlangsung misalnya pada proses perpindahan panas,konduksi, konveksi dan radiasi, dalam unit penukarpanas (heat exchanger). Namun demikian karenaperalatan yang di~ di dalam setiap operasitersebut perlu dirancang, dimodifikasi serra harus jugamelihat faktor-faktor lingkungan, maka selain hamsmemenuhi fungsinya, alar tersebut juga hams memenuhiaspek keselamatan, kondisi kerja, bentuk serra ukurandan lain sebagainya. Dengan adanya faktor tersebut makasuatu peralatan atau suatu unit operasi sering tidak dapatmenciptakan kondisi ideal operasi untuk memperolehU11juk kerja yang maksimal. Oleh karena itu berbagaiusaha perlu ditempuh agar dengan alar yang tersediamaka proses dan pengoperasiannya dapat diupayakansecara optiInal baik dari aspek waktu, material dasarnya,energi serra sarana penunjang lainnya (1).

Pemanfaatan teknik radioperunut dalam industripada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga katagori, yaitu

Page 2: PERKEMBANGANPENGGUNAANTEKNIKRADIOPERUNUT …ansn.bapeten.go.id/files/41201/0335.pdf · radioisotop, deteksi mdiasi dan ... memberikan manfaat yang sangat besar karena ... dilihat

Risa/ah Peltemuan //mlah Penelilian dan Pengembangan Tekno/agi /salop dan Radiasi. 2(){)()

sistem yang dipelajari. Dengan dapat teridentifikasinyakeberadaan perunut di dalam sistem, maka diharapkandiperolehnya suatu inforrnasi tentang fenomenadinamikanya. ltulah prinsip dasar dari apa yangdirnaksud dengan teknik perunut. Penggunaan perunutradioaktif mempunyai kelebihan-kelebihan dibandingkandengan perunut non radioaktif atau perunut kimia biasa.Kelebihan-kelebihan ini antara lain:~ Dalam konsentrasi yang sangat rendah radioisotop

masih dapat terdeteksi secara kuantitif» Pancaran radiasi yang merupakan sifat spesifik dari

radioisotop, tidak terpengaruh oleh kondisilingkungan dari sistem, rnisainya suhu, tekanan danlain-lain.

» Dengan menggunakan radioisotop pemancar sinargamma maka deteksi in situ dapat dilakukan sehinggafenomena daTi sistem yang dipelajari dapat diarnatisecara langsung

» Karena sifat radioaktifitas adalah sifat daTi atommaka hanya dengan sedikit jumlah bahan perunutsudah dapat diperoleh aktifitas radioisotop yangcukup tinggi untuk suatu jenis percobaan

» Sistem pendeteksian dapat di-akses ke komputersehingga data pencacahan langsung dapat diolahdengan suatu program tertentu dan hasilnya dapatlangsung disajikan sebagai grafik atau tabel

» Karena sifat radioisotop yang dapat meluruh makamaka kontarninan akan segera hilang, apalagi hiladigllilakan radioisotop umur pendek

» Pengujian suatu sistem dengan perunut ganda dapatdilakuksn dengan dua jenis radioisotop yangmempunyai energi yang berbeda yang masing-masingdapat diidentifikasi dengan menggunakan detektorsalur ganda

Seperti diketahui bahwa pernilihan rndioisotop yang akandigunakan dalam penyelidikan dalam industri biasanyacenderung dipilih rndioisotop yang mempunyai umurpendek karena kontaminasi radiasi yang mungkin akandialami akan segera hilang karena peluruhan. Namunapabila lokasi penelitian letaknya jauh dari realtordimana rndioisotop tersebut diproduksi maka diperlukanaktivitas yang tinggi agar sesampainya dilokasi penelitianmasih dapat digunakan. Dari jenis radioisotop umur

rendek yang sering digunakan sebagai perunut, misalnya

2Br atau 24Na, mempunyai energi yang sangat tinggi

sehingga menimbulkan kesulitan dalampengangkutannya kelokasi penyelidikan.

Pada dewasa ini telah berkembang penggunaangenerator isotop untuk mengatasi haI tersebut diatassehingga memungkinkan digunakannya radioisotop umurpendek untuk suatu penyelidikan dilokasi yang jauh darirealtor produksi radioisotop. Generator isotop adalahsuatu sistem alar yang memungkinkan terjadinyakeseimbangan dari peristiwa peltimhan yang dialarni olehsuatu radioisotop, dimana rndioisotop yang mempunyaiwaktu paruh yang relatif lebih panjang ("induk")menghasilkan rndioisotop lain yang mempunyai waktuparull yang lebih pendek ("turunan"). Dalam penelitian dilapangan sering digunakan 99rnTc, yaitu turunan dari99Mo. Pernisahan 99rnTc dari induknya dilakukan dengantarn elusi menggunakan solveD tertentu yang dilakukan

pemanfaatannya untuk mengungkapkan sua", masalah(trouble shooting), untuk pengontrolan proses (processcontro/) daD untuk optimasi proses (processoptimization). Dalam sejaralmya, radioperunut telalldigunakan dalam industri sejak lebih dari 40 tahun (2).Penggunaan yang paling sederhana dan sering dilakukanadalah untuk memberikan inforrnasi tentang kondisisuatu obyek untuk mendapatkan jawaban "ya" atau"tidak", rnisalnya apakall betul ada kebocoran pada pipayang didalanmya mengalir suatu fluida. Infonnasi inidapat diperoleh tanpa llaTUs membongkar instalasi yangdiselidiki sehingga tidak perlu untuk sementaramenghentikan atau men-disfungsikan bagian dariinstalasi tersebut. Penggunaan radioperunut inimemberikan manfaat yang sangat besar karenakemampuan daTi teknik ini dapat untuk menyelidikikarakteristik operasi dan untuk mendiagnose kelainan-kelainan daTi suatu unit operasi dalam skala yangsebenarnya. Hal ini berarti bahwa pengaplikasianradioperunut dalaIn industri dapat dilakukan tanpa

mengganggu proses produksinya, sellingga implikasiterhadap kerugian akibat terhentinya proses produksidapat dihindarkan.

Pemanfaatan teknik perunut untukmengungkapkan masalah, misalnya dalam sturnkebocoran pipa, penyumbatan daD sebagainya,sedangktw pemanfaatannya untuk pengontrolan prosesmisalnya dalam studi homogenitas pencampuran,kecepatan aliran fluida dalam pipa dan lain sebagainya.Pemanfaatan teknik perunut untuk optimasi proses, inidilakukan melalui studi distribusi waktu tinggal(residence time distribition) dimana data cacahan basildeteksi diolall dan dianalisis secara sistematis wltukmemberikatl infoffilasi adanya kelainan ataupenyimpangan dari proses yang dilakukan di dalam unitoperasi yang dilnaksud. Kelainan atau penyimpanganyang terjadi biasanya dapat diperbaiki dengan merubahatau menyesuaikan faktor-faktor operasional atauvariabel tertentu daTi proses sehingga menjadi lebihoptimal.

Dengan makin berkembangtlya berbagai jenisdaD ragam industri dan adanya tuntutan untukmeningkatkan efisiensi produksi, meningkatkan mutuproduk, dan penghematan energi lnaka berbagai upayadaD kebijaksanaan skala mikro perIn dilakukan sertaberbagai pernikiran perIn dikembangkan untukmenghadapi tantangan daD persaingan global.

ASPEK TEKNISRADIOPERUNUT

PERKEMBANGAN TEKNIK

PerunutTeknik pemnut adalah suatu teknik untuk

mempelajari fenomena dinalnika suatu sistem denganmenggunakan ballan perantara yang dinalnakan pemnut.Untuk itu ballan pemnut lmrus dapat menyatu denganbahan dari sistem yang dipelajari, baik menyatu secarafisik ataupun menyatu secara kilnia. Baltan pemnut yangdilnaksud bukan hanya baltan pemnut yang bersifatradioaktif, akan tetapi juga dapat berupa ballan yangbukan bersifat radioaktif, selam.'l bahan tersebut dapatdideteksi atau dapat diidentifikasi kehadiralmya di dalam

12

Page 3: PERKEMBANGANPENGGUNAANTEKNIKRADIOPERUNUT …ansn.bapeten.go.id/files/41201/0335.pdf · radioisotop, deteksi mdiasi dan ... memberikan manfaat yang sangat besar karena ... dilihat

Risalah Peltemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembang3n relcnologi Isolop dan Radias~ 2(xx)

di lokasi dilnana penelitian diadakan. Pacta tabel 1 dapatdilihat beberapa jenis rndioisotop beserta tumnannya.

dapat dilakukan dalarn interval waktu antara 0,01 -0,1detik.

Data lapangan yang diperoleh tersebut sangatberguna untuk mem-validasi model matematika yangdibuat berdasarkan asurnsi harga berbagai parameter,sehingga memungkinkan diperolehnya informasi secaralebih aktual dan komprehensif dari suatu unit operasiyang diselidiki terhadap berbagai perubahan besaranparameter proses dan operasionalnya (2).

Tabel

Teknik Deteksi

Metodologi radiopenmut biasanya meliputi empataspek yang satu sarna lain saling berkaitan, yaiturancangan percobaan, akuisisi data, pengolallan data daninterpretasi data (4). Dengan makin berkembang danmakin kompleksnya problematik yang dijumpai dalamberbagai unit peralatan dalam industri, maka diperlukankeakuratan dan ketelitian dalam mendeteksi aliranradioisotop dalam sistem yang diteliti. Karena dalmnpenelitian dengan radiopenmut ini banyak digunakanradioisotop pemancar sinar gamma, maka detektor yangdiperlukan adalah detektor sintilasi. Pacta dewasa inimakin banyak dijumpai berbagai alat deteksi isotop yangmudah dibawa ke lapangan dan dirancang agar lebihpraktis dimana antara detektor dan alat pencatatintensitas radiasinya (ratemeter dan scaler) dihubungkandengan kabel yang cukup panjang.

Fenomena dinamika dalam proses industri pactaumumnya terungkap dari distribusi waktu tinggal elemenaliran masa dari sistem yang diselidiki, dimana ini dapatdivisualisasikan oleh distribusi radioisotop yangdiinjeksikml pacta titik injeksi dalmn rangkaiansistelnnya. Dalam penelitian selnacam ini seringdiperlukan banyak detektor yang dipasang secarasimultan pacta titik-titik tertentu pacta rangkaian unitoperasi peralatan yang diselidiki, karena diperlukankeakuratan dalam pencatatan waktu, yaitu waktu kapandilakukannya injeksi radiopenmut daD waktu kapandistribusi tibanya radiopenmut pact.'l titik-titik deteksitersebut.

Perkembangan teknologi mikroprosesor dankomputerisasi yang sangat pesat saat ini telall dapatmemenuhi tuntutan terhadap persoalan diatas, yaitudengan diciptakannya instnunen elektronik lnisalnyadata logger. Instrumen ini dapat mencatat daD merekamsecara akurat pulsa yang dikirim oleh detektor sebagaifimgsi dari waktu ct.'ln sekaligus, hila diperlukan, dapatmenampilkan intensitas pulsa tersebut pacta layarkomputer (laptop) sehingga observasi in situ dapatdilaksanakan. Tergantung dari kc'lpasitas dari data loggermaka beberapa detektor dapat dihubungkan sekaliguspacta satu data logger sellingga llfUtan dari aliranrndioperunut dapat diikuti daD direkam dengan Cenllc'ltkarena sistem akuisisi data pacta data logger tersebut

Model Matematis daD Distribusi Waktu TinggalProses yang berlangsung dalam rangkaian unit-

unit operasi pada umumnya merupakan suatu prosesaliran kontinyu dan dipengaruhi oleh berbagai parameter.Nilai dari parameter-parameter ini akan mempengaruhikesempumaan proses yang sedang berlangsung. Banyakdilakukan berbagai pendekatan untuk mempelajari danmemahami kelakuan dari aliran masa fluida di dalamtangki pemroses, diantaranya dengan membuat suatumodel matematis yang dapat mensimulasikan pola aIirmasa fluida. Pada dasamya ada tiga katagori fenomenaaliran fluida yang melalui suatu bejana pemroses, yaituideal plug flow, ideal stirred tank flow dan mixed flow,sehingga model matematis yang dibuat juga selaIudidasarkan ketiga katagori fenomena aliran tersebut.Namun demikian daIam prakteknya fenomena mixedflow lebih dominan dari kedua fenomena lainnya.Diantarn berbagai parameter yang dijumpai pada prosesaliran kontinyu adaIah parameter waktu, oleh karena itupemaharnan tentang apa yang dinarnakan "distribusiwaktu tinggal" dati material yang mengalir dalam bejanapemroses adalah penting sekali karena dari distribusiwaktu tinggal dapat ditentukan waktu tinggaI rata-ratanya, yaitu rasio dari volume sistemnya dengan aliranvolume dari material yang lewat dan fenomena aIiranfluida selalna berada di dalam bejana pemroses (5). Padadewasa ini software untuk berbagai model matematisyang mensimulasikan hidrodinamika aliran fluida dapatdiperoleh dipasaran, sehingga dengan mudah kita dapatmenggunakannya untuk mendapatkan infonnasifenomena aliran pada berbagai kasus tertentu. Dalamrangka pengembangan daD pembudayaan penggunaanmodel matematis ini, peran IAEA cukup menonjoldengan mensponsori diadakannya pertemuan antar pakardaD lokakarya. IAEA merekomendasikan untukdiciptakannya model-model matematis yang sederhanayang dapat dilnanipulasi dengan komputer daD tidakmemerlukan tenaga yang harus mempunyai kualifikasikealllian lnatematis tingkat tinggi (4).

Penelaahan terlmdap distribusi waktu tinggal(Residence Time Distribution = RTD) dapat memberikaninformasi tentang karakteristik dari proses alir dalamsuatu tangki pemroses daD dengan sendirinya jugainformasi tentang fenomena yang teIjadi atas aIiranmaterial itu sendiri. TeIjadinya Rm disebabkan karenapol a alir dari setiap unsur dari fluida beragam sehinggakecepatan atau lintasan setiap unsur fluida yang mengalirdalam tangki pemroses tersebut tidak sarna, dimana halini disebabkan oleh berbagai faktor operasi dan kondisidati tangki pemroses itu sendiri. RTD dapatdivisualisasikan dengan suatu eksperimen menggunakanteknik radioperunut dirnana radioperunut diinjeksikanpada input dari sistem dan distribusinya dimonitor pada

3

Page 4: PERKEMBANGANPENGGUNAANTEKNIKRADIOPERUNUT …ansn.bapeten.go.id/files/41201/0335.pdf · radioisotop, deteksi mdiasi dan ... memberikan manfaat yang sangat besar karena ... dilihat

Risalah Pertemuan Ilmiah Peneiilian dan Pengembangan Teknologi lsalop dan RadiaSl; 2{){X)

lndustri Minyak BumiDalam industri minyak bumi ada tiga kelompok

kegiatan, yaitu eksploitasi sumber minyak, pengolahanminyak mentah untuk mendapatkan berbagai jeniskualitas produk lninyak daD distribusi produk untuksampai ke pengguna.

EksRloitasi swnber minvakEksploitasi minyak dari perot bumi memerlukan

suatu tenaga yang berasal dari sumber lain sehinggaminyak mengalir dari lapisan-lapisan formasi yangmengandung minyak ke swnur produksi. Untuk menekanbiaya eksploitasi tentu saja perlu diupayakan agar tenagayang digunakan tersebut dapat dikendalikan dengan se-efisien mungkin dengan memanfaatkan adanya tenagaalamiah yang berasal dari adanya aliran aliran rninyakbumi dalam lapisan formasi tersebut. Usaba yang kedua,apabila diperlukan, adalah dengan memberikan tambahantenaga pada aliran rninyak bumi dengan cara meng-injeksikan fluida (berupa gas atau air), sehinggamembantu mendorong rninyak menuju sumur produksi.Operasi ini dinamakan secondary oil recovery atauenhanced oil recovery dan ini merupakan salah satukegiatan yang hams dicakuP oleh apa yang dimaksuddengan pengelolaan reservoir minyak bumi (reservoirmanagement). Dalam kaitan dengan maksud tersebutmaka diperlukan berbagai informasi, data, fakta-faktalapangan serta pengetalruan yang relevan untukmengontrol operasi sehingga biaya opersai dapat ditekansemaksimum mungkin dan untuk mendukung dalampengambilan keputusan masalall-masalah lainnya.Aplikasi teknik radioperunut terbukti sangat berguna danbermanfaat dalam pengelolaan reservoir rninyak bumi,terutama untuk mengetahui kelakuan dan fenomenaaliran rninyak bumi dan fluida yang digunakan dalamsecondary oil recovery. Data yang diperoleh dari basilpercobaan dengan teknik radioperunut dapat memberikaninformasi tentang efektivitas dari i*ksi fluida dalammendorong rninyak bumi kearah swnur produksi yangditentukan. Perubahan-perubahan terhadap vaiabeloperasi injeksi fluida perlu dilakukan dan disesuaikanuntuk mendapatkan basil produksi yang lebih optimum.

output nya. Radiopenmut yang digunakan tentu saja juga11arus men gal ami pola distribusi yang sempa denganmasa fluida. Dalam prakteknya biasanya radiopenmutdiinjeksikan secam spontan pada titik lnasuk fluida kedalam tangki pelnroses daD dimonitor pada titik keluar

tangki pelnroses.Sebelmn dilakukan analisis terbadap kurva Rffi

yang diperoleb dari basil eksperilnen dilapangan,berbagai manipulasi perlu dilakukan, antara lain adalah.Koreksi pelumllaIl radioisotop dan koreksi radiasi

latar belakang..S'moothing, yaitu penglmlusan kurva dengan metode

Fast Fourier Transfor-mation atau Polynomial

Interpolation.Nonnalisasi kurva.Akuisisi data.Dekomposisi kurva.Fitting atau matching, yaitu menerapkan kurva model

dengan ktlrva eksperimen setelall diolab.

INDUSTRI YANG POTENSIALMENGGUNAKANRADIOPERUNUT

UNTUK

Pada dasamya teknik radioperunut berguna untukmeberikan infonnasi tentang berbagai lnasalah teknisyang menyangkut pengoperaSiatl dan proses-prosesdalam industri. Ada pennasalahan teknis yang dapatdengan mudall dipecaltkan tanpa menggunakan teknikradioperunut, atau pennasalallan yang tidak terlalumendesak lmhlk segera diselesaikan. Namun demikiancukup batlyak pemIasalal1an teknis dalatn industri yangsangat kompleks, yang sulit dipecaltkan denganmenggunakan teknik biasa daD hanya dengan teknikradiopemnut lnasalah tersebut dapat diungkap karenasalah sarli keunggulan teknik ini dapat diterapkan tanpaIIams mengllentikan operasi dari peralatan yang dianggapbennasalall, sehingga tidak IIams berpengaruh padaproses produksi dari pabrik yang bersangkutan. Dengandemikian teknik ini sangat benTh1nfaat baik dari aspekkemampuan teknis maupun dalatn menghindari kerugianlebih lanjut. Teknik radioperunut pada dasamya dapatdiaplikasikc1n secara luas dalatn berbagai jenis industri,namun delnikian dapat di-identifikasikan adanya tigajenis industri utatna ditinjau dari kompleksitas proses daDoperasionalnya, dimana radioperunut memungkinkandapat memberikaIl kontribusi memecaltkan berbagaimasalall yang ada. Ketiga kelompok induStri tersebutadalall industri minyak bumi, industri petrokitnia daDindustri pelnrosesan mineral. Di dalam ketiga kelompokindustri tersebut selain banyak dijumpainya proses-

proses yang sangat kompleks, produk-produknyamempakan bahan yang sangat vital karena merupakanbahan baku atau ballan yang diperlukatl oleh industri ltilirlainnya, sehingga kc1lau mengalatni in-efisiensi dalamproduksinya atau mengalalni hambatan dalamberproduksi, bukan saja industri bersangkutan akanmemgi tetapi akan berdampak merugikan industrilainnya. Pengembangan industri tidak boleh melupakankonservasi lingkungatl; teknik radioperunut sangatbennanfaat lmtuk mengkaji dinamika sistem yangmenyangkut ITh1saiah lingklmgatl daD sanitari.

Pengolahan Minyak Bumilnstalasi pengolahall yang paling penting untuk

mendapatkan berbagai jenis produk minyak bumi adalahFluidized Catalitic Cracking Unit ( FCCU ). lnstalasi iniberfungsi untuk mengubah minyak berat menjadiberbagai komponen ringan produk minyak. Unit inisecara teknis merupakan instaiasi yang sangat kompleks,karena di dalam instalasi ini berlangsung interaksi multirase yaitu katalisator rase padat (granuler) , rase uap(steam) clan udarn, masing-masing pada kondisi subu clantekanan tinggi. Pengoperasian yang efisien denganvariabel kondisi operasi yang tepat terhadap instaIasi iniakan memberikan dampak keuntungan yang besar karenaperolehan produk-produk yang bemilai jual lebih mahal(fraksi ringan) akan lebih banyak. Oleh karena ituberbagai upaya selalu dilakukan oleh industripenninyakan agar instaIasi semaCam ini selalu dalamkondisi unjuk kerja yang prima. Teknik radioperunutdapat digunakan untuk mengetahui gerakan, distribusidari proses alir semua rase dalam bagian-bagian instalasi

14

Page 5: PERKEMBANGANPENGGUNAANTEKNIKRADIOPERUNUT …ansn.bapeten.go.id/files/41201/0335.pdf · radioisotop, deteksi mdiasi dan ... memberikan manfaat yang sangat besar karena ... dilihat

Risalah Pertemuan Ilmiah Penelilian dan Pengf'/7/bangan Teknologi Isolop dan Radias~ 2O(XJ

sehingga dapat memberikan infonnasi tentang fenomenayang terjadi. Dari data yang diperoleh ini apabiladijumpai adanya penyimpangan atau ketidak sesuaiandengan kondisi operasi dari ulstalasi maka dapatdilakukan penyesuaian atau peruballan sehinggadiperoleh kondisi operasi yang optiInmn untukmemperoleh produk yang diinginkan.

Industri Pemrosesan Minerallndustri mineral pacta umumnya meliputi bidang

kegiatan eksplorasi, penambangan, penghancuran basilpenambangan dan pemrosesan mineral. Produk yangdihasilkan oleh suatu industri mineral, apapun jenismineraInya, meliputi jumlah yang sangat banyak yangkadang-kadang meliputi jutaan ton. Karena daIampemrosesan mineral ini biasanya digunakan mesin-mesindaD peralatan berat daD besar, maka daIampengoperasiannya diperlukan energi yang besar pula.Oleh karena itu selalu diupayakan suatu prosespengolal1an yang seoptimum mungkin untuk menghernatenergi sehingga secara keseluruhan biaya produksimenjadi lebih hemat. Beberapa contoh kegunaan teknikradioperunut dalam industri pemrosesan mineral antaralain:.Penentuan parameter kinetik pada proses

penghancuran bijih (grinding) daD proses flotasi.Optimisasi proses-proses pencampuran, pemisahan,

flotasi, penkayaan daD sebagainya.Untuk mendapatkan data dalam rangka perbaikan

mekanisme proses untuk penghematan penggunaanenergi

.Penentuan distribusi ukuran partikel daD kecepatanaliran rase padat.

DAFTARPUSTAKA

I. MANIAN, C. Y., Introduction to Industrial/PlantProcesses, UNDP/RCA/IAEA RegionalTraining Course on Application of IsotopeTeclmiques in Process Optimisation, BARCTrombay, India (1994)

2. CHARLTON, J.S., Tracers in Industry -State of theArts, First Meeting of National Coordinators,Industrial Tracer Applications of RCA/UNDPIIAEA Project, Colombo, June 1986.

3. Report of the Consultants Meeting, " Emerging New

Applications of Radiotracers in Industry", IAEAVieDfu11997.

4. THERESKA, lovan, "Tracer Experiments andResidence Time Distribution in the Analyss ofIndustrial Units", Expert Group Meeting onFlow Modelling and Rill Analysis, Taejon,Korea, 1996

5. THYN, J.. "Process Analysis and Diagnosis withNuclear Techniques", RTC on the Use of TracerTechnology in IndustIy, Jakarta, Indonesia(1991).

lndustri PetrokimiaSeperti pada industri minyak bumi, kelompok

industri petrokimia biasanya mempakan industri yangbekerja secara kontinyu daD secara teknis terdiri dariinstalasi-instalasi yang kompleks. Oleh karena illpenggmlaan teknik radioperunut sangat bennanfaat untukmemberikan infonnasi dan memecal1kan berbagaimasalall teknis tanpa hams menghentikan operasi daTiinstalasi yang akan diselidiki. Meskipun teknikradioperunut ini dapat digunakan untuk memberikaniluormasi berbagai masalall yang menyangkut dinalnikasuatu sistem, namun lnanfaat dari aspek ekonomi akanlebih dirasakan apabila teknik ini dapat memberikaninformasi clan memecaIlkan masalall pacta proses-proseshuIu daTi rangkaian proses yang terjadi secarakeseluruhan, misalnya pada proses cracking, prosesfraksinasi primer dan pemisahan-pemisallan gas.Masalah-masalah yang tidak kurang pentingnya bagimanagemen suatu industri kimia adalah bagaimanamereka menghadapi berbagai pennasalahan teknis yangIiams segera dipecaI1kan daD ditanggulangi sehinggaproses produksi tidak terganggu. Dalam jangka pendeksering mereka dihadapkan dengan masalah-masalallurgeD yang berkaitan dengan tidak berfungsinya suatuinstalasi yang Iiams segera diselesaikan agar tidakmengganggu proses produksi. Dalam jangka panjangmereka Iiams selalu melnikirkan bagaimana efisiensiproduksi serta kualitas produk llc'lnts ditingkatkan. lnisemua menyangkut peningkatatl unjuk kerja daTi lnasing-masing instalasi secara keselurullan.

Pacta industri petrokilnia pengukuran RTD sertaidentifikasi adanya penyimpangan fungsi dari reaktorpemroses adalall hal yang sangat penting wltuk diketalruiagar manage men segera dapat menentukan latlgkah-langkall yang diperlukan untttk tetap menjaga kontinuitasproduksi. Untuk ini teknik radioperunut mempunyaiperanan daD mempakan teknik yang sangat bermc'lllfaatuntuk memberikan infonnasi yang dapat menjawabpennasalallan diatas. Beberapa contoh unit instalasi ataureaktor pemroses yang sering dijumpai pada industripetrokimia, yang lmrus selalu dijaga kinerjanya adalahantara lain:.Tungku pemecall etilen.Reaktor polimer.Reaktor esterifikasi.Unit hidrasi.Reaktor atnonia

6.

Guidebook on Radioisotope Tracers in Industry,Teclmical Report Series No. 316, IAEA Vienna,1990

15

Page 6: PERKEMBANGANPENGGUNAANTEKNIKRADIOPERUNUT …ansn.bapeten.go.id/files/41201/0335.pdf · radioisotop, deteksi mdiasi dan ... memberikan manfaat yang sangat besar karena ... dilihat

Risalah Perlemuan Ilmiah Peneh'lian dan Pengembangan Teknologi Isolop dan Radiasi, 2tXJO

DISKUSI

INDROJONO WANDOWO

Mengingat perkembangan penggw1aan teknikradioperunut dalam industri mempunyai prospek yangcukup baik, tetapi dalam kenyataannya lnasalah alatdeteksi sudah cukup tua daD kurang, apakall ada progrmllBAT AN untuk mengganti atau menaJnball alat deteksisehingga para peneliti yang berkecimpung dalampengembangan tekllik radioperunut tersebut akaJl lebihbergaira11 ?

Saya sebagai peneliti tidak dalam posisi untukberkompeten menjawab pertanyaan yang bersangkutandengan program BAT AN untuk menambah peralatan.Namun demikian BAT AN tentunya juga akanmemperhatikan keperluan dari unit-unit yang mempunyaipotensi untuk mempromosikan program BAT AN kepadamasyarakat pengguna. Seperti diketahui aplikai isotopdalam industri adalah salah satu program BAT AN yangsangat potensial mengangkat nama BAT AN.

16