7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 1/27

14

BAB III

LANDASAN TEORI

3.1 Teknik Dasar Instrumentasi

Pada tahun 1962 Franklyn W. Kirk dan Nicholas R. Rumboy menyatakan

definisi instrumentasi, yaitu

“Instrumentation is the technology of using instrument to measure and control 

the physical and chemical properties of material” .

!efinisi instrumentasi di atas da"at diartikan seba#ai berikut

“instrumentasi adalah suatu teknologi ang menggunakan !eralatan

"instrument# untuk mengukur dan mengendalikan harga dari suatu $esaran%

$aik $esaran &isis mau!un $esaran kimia'.

$e%alan den#an "erkemban#an ilmu "en#etahuan dan teknolo#i, maka

instrumentasi "un berkemban# dan mem"unyai ruan# lin#ku" yan# luas.Ruan#

lin#ku" "en#ertian instrumentasi ini secara luar mencaku" "erencanaan, kontrol

otomatis "em"rosesan data.&eta"i semua itu teta" men#acu "ada "rinsi" dasarnya

seba#ai tindakan "en#ukuran dan "en#endalian.

'adi %elaslah bah(a teknik instrumentai industri "ada dasarnya terdiri dari

dua macam ke#iatan yan# berkaitan erat yaitu men#ukur dan men#endalikan,

dimana kualitas suatu "en#ukuran akan menentukan sekali kualitas dari "en#endalian.

)en#ukur adalah menentukan har#a dari suatu keadaan atau sifat dari

suatu *at, sedan#kan men#endalikan adalah membatasi "enyim"an#an dari har#a

yan# diin#inkan.+leh karena itu, di"erlukan "en#etahuan dalam "emilihan alat

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 2/27

15

ukur, fun#si alat ukur serta fun#si dari alat ukur untuk menda"atkan hasil

 "en#ukuran dan "en#endalian yan# sesuai. nstrumentasi seba#ai alat "en#ukur 

sein# kali meru"akan ba#ian de"an-a(al dari ba#ianba#ian selan%utnya /ba#ian

kendali0, dan bisa beru"a "en#ukur dari semua %enis besaran fisis, kimia, mekanis,

mau"un besaran listrik. ebere"a contoh diantranya adalah "en#ukur massa,

(aktu, "an%an#, luas, sudut, suhu, kelembaban, tekanan, aliran, Ph /keasaman0,

leel, radiasi, suara, cahaya, toque, sifat listrik /arus listrik, te#an#an lstrik,

tahanan listrik0, iskositas, density, dan lainnya.

3.( Dasar )engukuran

Pen#ukuran adalah "enentuan  besaran, dimensi,   atau ka"asitas, biasanya terhada" suatu standar atau satuan "en#ukuran. Pen#ukuran tidak 

hanya terbatas "ada  kuantitas fisik , teta"i %u#a da"at di"erluas untuk 

men#ukur ham"ir semua benda yan# bisa dibayan#kan, se"erti tin#kat

ketidak"astian, atau ke"ercayaan konsumen.

$istem Pen#ukuran meru"akan #abun#an aktiitas, "rosedur, alat ukur,

 "eran#kat lunak, dan sub%ek yan# bertu%uan untuk menda"atkan data

 "en#ukuran terhada" karakteristik yan# sedan# di ukur.Pen#ukuran

dimanfaatkan seba#ai sarana untuk menda"atkan data #una men#ambil

ke"utusan "erlu atau tidaknya adjusting  "roses manufaktur, dan sarana untuk 

menentukan keterkaitan antara 2 ariabel atau lebih.

3.(.1 Besaran

esaran adalah se#ala sesuatu yan# da"at diukur, dihitun#, memiliki

nilai dan satuan.esaran menyatakan sifat dari benda.$ifat ini dinyatakandalam an#ka melalui hasil "en#ukuran.+leh karena satu besaran berbeda

den#an besaran lainnya, maka diteta"kan satuan untuk tia" besaran. !esaran

diba#i dua macam yaitu

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 3/27

16

a. esaran "okok adalah besaran yan# satuannya telah diteta"kan terlebih dahulu

dan tidak diturunkan dari besaran lain. 3da tu%uh besaran "okok yaitu

 "an%an#, massa, (aktu, arus listrik, suhu, %umlah molekul dan intensitas

cahaya. b. esaran turunan adalah besaran yan# dida"at dari "en##abun#an besaran

 besaran "okok. 4ontoh olume, kece"atan, "erce"atan, #aya, usaha-ener#i,

dan lainlain.

3.(.( Satuan

$atuan atau satuan ukur atau unit di#unakan untuk memastikan kebenaran

 "en#ukuran atau seba#ai nilai standar ba#i "embandin# alat ukur, takar, timban#

dan "erlen#ka"annya untuk melindun#i ke"entin#an umum.!i#unakan dalam

 berba#ai disi"lin ilmu  untuk mendefinisikan berba#ai "en#ukuran, rumus dan

data.

a. $atuan "okok-basis yaitu satuan yan# tidak diturunkan dari satuan lain. 3da

tu%uh satuan "okok, yaituaa0 )eter untuk "an%an#

 b0 Kilo#ram untuk massa

c0 !etik untuk (aktud0 3m"ere untuk arus listrik  e0 Kelin untuk suhu

f0 )ole untuk %umlah molekul

#0 4andela untuk intensitas cahaya b. $atuan turunan-deriasi yaitu satuan yan# diturunkan dari satuan lain. 4ontoh

ne(ton, (att, m-s, dan lainlain.

3.(.3 )emilihan alat ukur

Pemilihan alat ukur meru"akan lan#kah "ertama sebelum

melaksanakan "en#ukuran besaran "roses, baik yan# berbentuk besaran fisik 

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 4/27

17

mau"un kimia, hal ini dimaksudkan untuk men#hasilkan out"ut yan# sama

den#an keadaan yan# sesun##uhnya.

5alhal yan# "erlu di"erhatikan dalam memilih alat ukur antara lain yaitu

a. 'enis besaran "roses yan# diukur 

 b. !aerah ker%a dari besaran "roses

c. Fun#si tambahan dari alat ukur d. Ketelitian dan keteta"an alat ukur 

e. Ke"ekaan alat ukur 

f. Kece"atan tan##a"

3.(.* +arakteristik Alat ,kur

!alam "emilihan alat ukur "erlu %u#a di"erhatikan men#enai karakteristik alat

ukur tersebut.Kualitas ker%a dari suatu alat ukur ditentukan dari karakteristiknya.

Karakteristik alat ukur ada dua, yaitu

a. Karakteristik statis b. Karakteristik dinamis

3.(.*.1 +arakteristik Statis

Karakter statis sebuah instrumen adalah karakter yan# berfokus "ada

 "embacaan keadaan diam yaitu instrumen dalam keadaan diam di tem"at.

ebera"a karakter statis dari instrumen antara lain

1. 3kurasi

3kurasi sebuah instrument diukur dari sebera"a dekat hasil "embacaan instrument

tersebut den#an har#a sebenarnya.

2. Presisi

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 5/27

18

Presisi da"at diartikan kemam"uan sistem "en#ukuran untuk menam"ilkan ulan#

hasil bacaan yan# sama "ada "en#ukuran yan# berulan#.

. &oleransi

&oleransi adalah sebuah istilah yan# berhubun#an dekat den#an akurasi dan

didefinisikan seba#ai kesalahan maksimal yan# dihara"kan dalam har#a yan# sama.

7. Rentan# atau %an#kauan

Rentan# atau %an#kauan meru"akan rentan# antara nilai minimal dan maksimal yan#

da"at diukur oleh instrument.

8. Kelinearan

5asil bacaan dari suatu instrument secara linear "ro"osional den#an nilai yan#

diukur.

6. $ensitiitas "en#ukuran

$ensitifitas dari sebuah "en#ukuran adalah ukuran "erubahan hasil bacaan suatu

instrument yan# ter%adi ketika nilai yan# diukur berubah.

. Resolusi

Resolusi menun%ukan ba#aimana suatu hasil bacaan instrument memisahkan dari satu

satuan ke satuan lain.

3.(.*.( +arakteristik Dinamis

Karakteristik dinamis alat ukur menyatakan ba#aimana kece"atan

men#adakan "erubahan dari suatu kedudukan ke kedudukan baru. :an# termasuk 

ke dalam karakteristik dinamis adalah

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 6/27

19

a. Kece"atan res"on, yaitu kece"atan dari alat ukur untuk men#ikuti

 "erubahan"erubahan har#a dari besaran yan# diukur.

b. Fidelitas, kece"atan dari alat ukur untuk menun%ukan har#a baru yan#

te"at "ada saat ter%adi "erubahan.

3.(.- ungsi Alat ,kur

3lat ukur tidak selalu menun%uk, memberi sinyal atau mencatat har#a yan#

diukur.!alam "en##unaan alat ukur seharihari, fun#si alat ukur da"at

di#olon#kan atas

a. Pemancar

3lat ukur memberikan informasi dari besaran yan# diukur sam"ai titik atau

tem"at yan# dikehendaki.

 b. Pemberi tanda - sinyal

nstrumen hanya memberikan tanda - sinyal bila suatu keadaan bisa dica"ai.

c. Pencatat

3lat ukur hanya memberikan catatan - hasil suatu "en#ukuran.

d. Penun%uk /meter 0

3lat ukur ter%adi atas skala yan# telah dikalibrasikan dari %arum "enun%uk.

e. Perekam /recorder 0

3lat memberikan data yan# tercatat, dibandin#kan terhada" (aktu.

3.(.- Bagian Alat ,kur

3lat ukur mem"unyai bentuk yan# berbeda satu sama lain.!i ba(ah ini

diteran#kan ba#ianba#ian alat ukur secara umum, yaitu

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 7/27

20

a. ;lemen "rimer /"erasa-sensin# unit0 yan# beker%a seba#ai transducer yaitu

men#ubah ener#i yan# diukur untuk men#hasilkan keadaan yan#

menun%ukkan har#a yan# diukur /)<0.

 b. ;lemen sekunder /"en#hubun#0 meru"akan ba#ian yan# men#ubah keadaanyan# dihasilkan oleh elemen "erasa ke keadaan yan# ber#una ba#i alat ukur 

ditem"at yan# ter"isah.c. ;lemen mani"ulasi /"en#ukur0 ialah ba#ian yan# merubah keadaan yan#

dihasilkan oleh elemen "en#hubun#, sehin##a memun#kinkan hasilnya

diamati.

d. ;lemen "enun%uk ialah ba#ian alat ukur untuk ke"erluan "emancar,

 "enun%ukkan, "encatatan, atau "erekam.

3.3 )engendalian

$uatu sistem "en#endali da"at sederhana atau rumit. $uatu sistem

 "en#endali yan# sederhana terdiri dari suatu "roses dan suatu "en#endalian.

$istem ini disebut sistem "en#endali "roses, sistem "en#endali rumit da"at

terdiri dari satu atau lebih "en#endalian /multiple control loop0. =oo"

 "en#endalian "roses terdiri dari dua %enis yaitu

3.3.1 )engendalian Loo! Ter$uka

$istem "en#endalian loo" terbuka meru"akan sistem

 "en#endalian yan# keluarannya tidak ber"en#aruh terhada" aksi

selan%utnya /aksi kontroler0. 3tau den#an kata lain, sistem ini tidak 

memiliki um"an balik / feed back 0, sehin##a keluarannya tidak bisa

di%adikan "erbandin#an antara um"an balik dan masukan yan#

menentukan aksi berikutnya.+leh karena itu, sistem "en#endalian loo"

terbuka hanya bisa di#unakan %ika hubun#an antara masukan dan

keluaran diketahui dan tidak ada #an##uan eksternal dan internal.

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 8/27

21

3.3.( )engendalian Loo! Tertutu!

$istem "en#endalian loo" tertutu" meru"akan sistem

 "en#endalian yan# keluarannya ber"en#aruh terhada" aksi selan%utnya

/aksi kontroler0. erbeda den#an loo" terbuka, "ada loo" tertutu"

sistem memiliki  feed back , sehin##a keluarannya bisa di%adikan

 "erbandin#an um"an balik dan masukan untuk menentukan aksi

 berikutnya.

>ambar .1 =oo" &ertutu"

3.* Controller 

Controller  adalah alat yan# men#er%akan ti#a taha" "en#ontrolan atau

 "en#endalian yaitu membandin#kan  set poin  den#an measurement variable,

men#hitun# bera"a banyak koreksi yan# "erlu dilakukan dan men#eluarkan

sinyal koreksi sesuai den#an hasil "erhitun#an.Controller   meru"akan otak 

suatu "en#endalian atau "en#ontrolan.

3.*.1 )rogramma$le Logi/ 0ontroller " )L0 #

 Programmable Logic Controller   meru"akan suatu alat

 "en#ontrol lo#ika ter"ro#ram, yan# serin#kali di#unakan seba#ai alat

kontrol alatalat industri, P=4 terdiri dari bebera"a ba#ian, P=4 terdiri

atas 4P? /Central Proccesing Unit 0, memori, modul, interface in"ut dan

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 9/27

22

out"ut "ro#ram kendali disim"an dalam memori "ro#ram. Pro#ram

men#endalikan P=4 sehin##a saat sinyal input   masuk dari "eralatan

input   akan men#ahasilkna res"on yan# sesuai den#an "ro#ram yan#

telah dimasukan kedalam memori, memori itu sendiri berfun#si seba#ai

daerah yan# menyim"an sistem o"erasi data "emakai.

3da dua %enis memori dalam P=4, R+) / Read Only Memory0

dan R3) / Random Access Memory0. Rom adalah memori yan# hanya

 bisa di"ro#ram sekali dan bersifat "ermanen, maka memori ini

di#unakan untuk untuk menyim"an sistem o"erasi. $ementara R3)

meru"akan memori yan# di#unakan untuk men#eksekusi "ro#ram

 "ro#ram yan# telah dimaasukan kedalam R+).

>ambar .2 P=4 iemens !"#$$ modular 

3.*.( Distributed Control System

 %istributed Control ystem  /!4$0 meru"akan suatu sistem

kontrol terdistribusi yan# serin# di#unakan di industriindustri modern,

 "ada sistem ini men##unakan satu "en#ontrol untuk men#ontrol

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 10/27

23

 "en#ontrol lainnya, secara #aris besar !4$ men##unakan %arin#an

komunikasi untuk melakukan "en#ontrolan dan "en#endalian.

Pada dasarnya !4$ menerima in"ut men#olahnya "ada "rosesor 

dan men#irmnnya "ada modul output , baik itu sinyal analo# mau"un

sinyal analo# yan# diskrit. Perusahan "erusahan "roses serin#lkali

men#unakan sistem ini karena "rosesnya yan# rumit.

>ambar . %istributed Control ystem Level &unctional 

3.*.3 Supervisory Control and Data Acquistion

upervisory Control and %ata Asquistion  meru"akan suatu

sistem yan# bero"erasi den#an sinyalsinyal "ada komunikasi antar 

c'annels untuk melakukan "en#ontrolan "ada alat alat yan# diatur oleh

sistem ini /men##unakan satu komunikasi c'annel  untuk setia" alat0.

kontrol sistem ini %u#a memun#kinkan untuk dikombinasikan den#an

sistem "en#akuisisi data den#an cara memasukan code si#nal dari

channel komunikasi untuk men#akuisisi informasi tentan# status dari

alatalat yan# diatur oleh sistem ini, untuk ditam"ilkan atau direkam

untuk dokumentasi.

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 11/27

24

>ambar .7CA%A $truktur Komunikasi

3.- Sensor

$ensor adalah %enis tranduser yan# di#unakan untuk men#ubah besaran

mekanis, ma#netis, "anas, sinar, dan kimia men%adi te#an#an dan arus listrik.$ensor 

serin# di#unakan untuk "endeteksian "ada saat melakukan "en#ukuran atau

 "en#endalian.

3. Transducer 

(ransduser  adalah sebuah alat yan# bila di#erakan oleh suatu ener#i di dalam

sebuah sistem transmisi, akan menyalurkanener#i tersebut dalam bentuk yan# sama

atau dalam bentuk yan# berlainan ke sistem transmisi berikutnya@.&ransmisi ener#i

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 12/27

25

ini bisa beru"a listrik, mekanik, kimia, o"tic /radiasi0 atau thermal /"anas0.

a#ian masukan dari transduser disebut Asensor@, karena ba#ian ini da"at men#indera

suatu kuantitas fisik tertentu dan men#ubahnya men%adi bentuk ener#i yan# lain.

>ambar .8 )nput dan Output(ransducer 

3.2 Transmitter 

3.2.1 )engertian Transmitter 

&ransmitter adalah suatu alat kelan%utan dari sensor, dimana

meru"akan salah satu elemen dari system "en#endalian "roses untuk 

men#ukur besaran dari suatu "roses, di#unakan alat ukur yan# disebut sensor 

/ba#ian yan# terhubun# lan#sun# den#an media yan# diukur0, dimana

kemudian transmitter   men#ubah sinyal yan# diterima dari sensor men%adi

sinyal standar.

erdasarkan besaran yan# "erlu ditransformasikan, transmitter   da"at

di#olon#kan men%adi transmitter tem"erature, transmitter tekanan / pressure0,

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 13/27

26

(ransmitter  tin##i "ermukaan /level 0, dan transmitter aliran / flo*0.&ransmitter 

da"at dihubun#kan den#an berba#ai alat "enerima, se"erti instrumen

 "enun%uk, alat "encatat, "en#atur yan# mem"unyai sinyal masukan yan#

standar /controller 0 dan lainlain.

Ke#unaan dari transmitter   yan# memberikan sinyal standar beru"a

sinyal "neumatic atau sinyal listrik dari besaran "roses / process variable0

yan# diukur ke "eralatan lain yan# membutuhkannya antara lain

a. Pen##anti "eralatan lain se"erti indicator   dan recorder  yan# beker%a

den#an standar sinyal yan# sama.

 b. )emun#kinkan "en#iriman sinyal den#an %arak yan# cuku" %auh

secara ce"at dan aman.

c. )enekan biaya "en#o"rasian mau"un "era(atan.

>ambar .6(ransmitter 

3.2.( Sinal Instrumen

$inyal instrument adalah suatu tanda atau"un sinyal yan# diberikan ke

suatu alat "enerima se"erti "encatat atau "enun%uk yan# beru"a an#kaan#ka.

ebera"a standar sinyal instrumen yan# didefenisikan oleh standards

associations atau "ro"rietary standard, meli"uti

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 14/27

7 B 2Cm3

27

A. Analog Signal

a.  Pneumatic "signal lines tu$es#

a0 18 "si# / C.2 B 1 k#-cm20

 b0 2C 1CC kPa

c0 6 C "si#b !oltage

a0 1 B 8 < !4

 b0 C B 8 < !4c0 C B 1C < !4

c Current 

a0 7 B 2C m3 b0 D B 7C m3

c0 1C B 8C m3

 " Digital Signal 

a0  +AR( Protocol 

 b0 MAR Protocol c0  &ieldbus

d0  Modbuse0  Profibus

f0  )ndustrial ,t'ernet 

#0 erba#ai komunikasi tan"a cable /*ireless

communications0

3.4 )o5er Sistem

3.4.1 Sistem ( #ire

$istem 2 *ire  adalah "en#ubun#an secara seri antar  po*er supply

instrument dan sinyal "en#ukuran ke alat lain. )aka dalam sistem ini sinyal

 "en#ukuran %adi satu dengan po*er supply.3latalat "ada instrumentasi yan#

memakai sistem ini yaitu !P transmitter, "ressure transmitter, ortek 

flo(meter, tem"erature transmitter.

3lat nstrumen Po(er $u""ly

E

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 15/27

3lat lain /alat ukur,controller dll0

Po(er su""ly

22C<34

7 B 2Cm3

28

>ambar . Wirin# 2 (ire

3.4.( Sistem $ #ire

stilah - *ire di#unakan untuk menamai istilah  po*er supply

dan output  "en#ukuran yan# ter"isah. Po*er supply yan# di#unakan adalah

 po*er supply 22C<34. 3lat den#an system ini adalah  &lo*meter , Ph meter 

dll.

>ambar .D Wirin# 7 (ire

3.6 )rotokol +omunikasi

3.6.1 %A&T 

 +AR(   meru"akan sin#katan dari .+ig' /ay Addressable

 Remote (ransducer0  yan# biasa diter%emahkan seba#ai transducer 

 berada "ada remote area. +AR(   adalah sebuah "rotokol yan#

dikemban#kan oleh endor yan# dibuat berdasarkan standar komunikasi

ell 2C2.53R& meru"akan o"en "rotokol yan# berarti da"at

dikemban#kan dan di#unakan oleh sia"a"un. +AR(   memiliki dua

3lat nstrumen

3lat lain /alat ukur,

controller dll

E

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 16/27

29

modulasi sekali#us dalam komunikasi yaitu men##unakan analo# /7 B 

2Cm30 dan di#ital yaitu F$K / &requency 'ift 1eying 0.

>ambar .9 Protocol +AR( 

3.6.( Profibus

 Profibus  meru"akan sin#katan dari A Process &ield 2us@

meru"akan standar untuk  fieldbus  komunikasi dalam teknolo#i

 "en#ontrolan dan "ertama di"erkenalkan "ada tahun 19D9 oleh )F

/3erman %epartement of ,ducation and Researc'0 dan di#unakan oleh

iemens.

Pada dasarnya  Profibus  terba#i men%adi dua ba#ian yaitu !P

/ %esentralised Perip'erals0 dan P3 / Process Automation0. !P adalah

 ba#ian yan# ber#una untuk men#o"rasikan sensor dan aktuator melalui

 "en#ontrolan ter"usat. $ementara P3 meru"akan ba#ian untuk 

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 17/27

30

memantau "eralatan ukur melalui "roses sistem "en#ontrolan "ada

a"likasi "en#en#alian "roses.

>ambar .1C=o#o Profibus

3.17 Sensor )ie8oelektrik 

Pie*oelektrik berasal dari bahasa :unani yaitu pie4o yan# artinya tekanan dan

elektrik yan# berarti listrik. ahan "ie*oelektrik adalah suatu bahan yan# a"abila

diberi stress /tekanan0 mekanik akan men#hasilkan medan listrik sebaliknya a"abila

medan listrik ditera"kan "ada bahan "ie*oelektrik akan ter%adi deformasi mekanik 

/"erubahan dimensi bahan0. $ifat yan# reersibel ini membuat material "ie*oelektrik 

da"at berfun#si seba#ai transduser dan aktuator /$harma, 2CC60 serta menarik untuk 

dikemban#kan.

>ambar .11 Pie*oelektrik 

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 18/27

31

3.11 'lo( )easurement 

!alam "roses industri "en#ukuran aliran mem"unyai "eranan yan# san#at

 "entin#. Pen#ukuran aliran da"at dilaksanakan antara lain untuk men#etahui

 banyaknya bahan yan# di "erlukan "roses, quality control  dan kontinuitas dari o"erasi

 "roses itu sendiri. Pen#ukuran aliran banyak sekali caranya, oleh karena itu "erlu

di"ela%ari lebih lan%ut %enis "en#ukuran aliran mana yan# sesuai untuk di#unakan

dalm men#hada"i masalah yan# terda"at di industri. nstrumen untuk melakukan

 "en#ukuran kuntitas aliran fluida ini disebut flo*meter .

Faktorfaktor yan# mem"en#aruhi dan "erlu di"erhitun#kan dalam memilih

 "en#ukuran aliran, antara lain ialah %enis fluida yan# di ukur.4ontohnya ada

 "en#ukuran aliran yan# hanya baik bila di#unakan untuk *at cair, ada "ula

 "en#ukuran aliran yan# hanya baik untuk ua" dan #as sa%a, teta"i ada "en#ukuran

yan# baik untuk di#unakan keduanya.$edan#kan dari sifat fluida yan# di ukur ada

yan# basah atau kerin#, %ernih atau kotor, korosif, beru"a ua", *at cair dan

 "adat.3lirannya mun#kin turbulen atau %u#a laminer.$elain itu %u#a men#enai

viskositas, tekanan, tem"eratur, dan la%u aliran yan# di"erlukan san#at "entin# untuk menda"atkan "erhatian dalammenentukan metoda "en#ukuran aliran yan# susuai.

3.1( *evel )easurement 

Pemilihan metoda "en#ukuran level  yan# sesuai a"likasi, biasanya lebih sulit

dibandin# den#an keem"at "roses ariabel utama kecuali flo*. $e"erti "ada

 "en#ukuran flo*, kondisi dari media yan# diukur kadan#kadan# mem"unyai banyak 

efek yan# kuran# baik "ada alat ukur, sehin##a data kondisi o"erasi harus diketahui

lebih banyak didalam "emilihan alat ukur level5

Kondisi o"erasi yan# harus diketahui adalah

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 19/27

32

1.  Level  ran#e2. Karakteristik fluida

10 (emperature

20  Pressure

0 pecific gravity4) 3"akah fluida bersih atau kotor, men#andun# vapors  atau

 solids, dll.. ;fek korosif 

7. 3"akah fluida mem"unyai kecenderun#an efek Acoat @ atau menem"el

 "ada dindin# vessel  atau measuring device.8. 3"akah fluida tersebut turbulent disekitar area "en#ukuran.

$ecara normal tidak ada kesulitan berarti didalam men#ukur leel fluida

 bersih dan nonviscous, namun untuk material A slurry@ atau material den#an viscous 

yan# berat  dan solid , ba#aimana"un banyak menimbulkan masalah.

3.13 DO " Disssolved +,ygen#

+ksi#en terlarut / %issolved O6ygen, disin#kat !+0 atau serin# %u#a disebut

den#an kebutuhan oksi#en7O6ygen %emand 0 meru"akan salah satu "arameter"entin#

dalam analisis kualitas air.

 Nilai !+ yan# biasanya diukur dalam bentuk konsentrasi ini menun%ukan

 %umlah oksi#en /+20 yan# tersedia dalam suatu badan air. $emakin besar nilai !+

 "ada air, men#indikasikan air tersebut memiliki kualitas yan# ba#us. $ebaliknya %ika

nilai !+ rendah, da"at diketahui bah(a air tersebut telah tercemar.

Pen#ukuran !+ %u#a bertu%uan melihat se%auh mana badan air mam"u

menam"un# biota air se"erti ikan dan mikroor#anisme.$elain itu kemam"uan air

untuk membersihkan "encemaran %u#a ditentukan oleh banyaknya oksi#en dalam air.

3.1* !9 " Po(er of %idrogen#

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 20/27

33

 "5 adalah dera%at keasaman  yan# di#unakan untuk menyatakan tin#kat

keasaman atau ke basaan yan# dimiliki oleh suatu larutan. "5 itu sendiri didefinisikan

seba#ai kologaritmaaktivitasion 'idrogen /5E0 yan# terlarut.

Koefisien aktiitas  ion hidro#en tidak da"at diukur secara eks"erimental,

sehin##a nilainya didasarkan "ada "erhitun#an teoritis.$kala "5 bukanlah skala

absolut.a bersifat relatif terhada" sekum"ulan larutan standar yan# "5nya

ditentukan berdasarkan "ersetu%uan internasional.

3.1-Conductivity

Conductivity atau serin# disebut konduktifitas, meru"akan sebutan lain dari

kece"atan rambat suatu ener#i baik itu suhu, listrik, ion mau"un ener#i lainnya.

)aksudnya adalah "erubahan secara numerik antara kema"uan rambat dari suatu

ob%ek den#an "erubahan ener#i yan# ter%adi.

 Pada dasarnya konduktifitas ber#una untuk menentukan kualitas air yan#

akan diolah diindustriindustri khususnya industriindustri kimia, "emban#kit listrik

dan "embuatan bahan "an#an. Konduktifitas akan mem"en#aruhi efek kimia(i suatu

ob%ek "ada ob%ek yan# lain dan sebera"a baik ob%ek tersebut men#hatarkan ener#i.

$e"erti contoh "en##unaan konduktifitas untuk "en#olahan air demineralisai yan#

akan dikuran#i kandun#an kandun#an mineral "ada air tersebut.

3.1 ):ID " Pipeing and Instrument Diagram#

 Piping and )nstrument %iagram atau serin# disebut P8)% meru"akan

suatu #rafik di"roses industri yan# menam"ilkan "emi"aan dari aliran "roses bersama

den#an "eralatan"eralatan "en#endali mau"un "enun%an# yan# ter"asan# di

la"an#an.

 P8)% ber"eran san#at "entin# dalam ke#iatan "erbaiakan mau"un

modifikasi "roses industri, %u#a ber"eran mendeskri"sikan denah dimana "eralatan

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 21/27

34

dan sistem itu ter"asan#, sin#katnya men%elaskan se"erti a"a "eralatan"eralatan

ter"asan#.

>ambar .124ontoh sederhana dari loo" leel

3.12 -utrient 

 9utrient  atau nutrisi meru"akan ba#ian dari makanan yan# di#unakan

untuk bertahan hiu" dan tumbuh dan berkemban#. Nutrisi dibutuhkan dalam "ro"orsi

yan# te"at untuk "en#olahan yan# efektif terhada"limbah air. 5al ini %u#a di"erlukan

uuntuk menca"ai "embersihan nutrisi dalam "roses "erlakuan biolo#i. 'ika nutrisi

esensial tidak ada, "ertumbuhan mikroba tidak akan ter%adi. $aat nutrisi tidak cuku",

kemam"uan meneta" lum"ur dan kualitas limbah dalam "erlakuan tanaman

memburuk hin##a ke "roses "erusakan.

3.14 Agitator)otor 

 Agitator motor  meru"akan suatu motor di industri yan# berfun#si untuk

melakukan "en#adukan, baik itu cairan den#an cairan, "adatan den#an cairan,

 "adatan den#an "adatan, dan banyak la#i.

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 22/27

35

)otor a#itator biasanya di"asan# diba#ian atas tan#ki, namun da"at %u#a

di"asan# diba#ian sam"in# tan#ki dan da"at %u#a di"asan# diba#ian ba(ah tan#ki.

>ambar .14ontoh a#itator motor di la"an#an

3.16Cooling To(er 

Cooling to*er  atau menara "endin#in meru"akan suatu alat yan#

di#unakan untuk mendin#inkan suatu materi umumnya untuk fluida cair, den#an cara

memberikan udara bertekanan rendah sehin##a "artikel"artikel materi yan# akan

didin#inkan meren##an# dan mudah men#alami "enurunan suhu.

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 23/27

36

>ambar .1 4ontoh Cooling (o*erP(5out' Pacific :iscose

3.(7 )roses isika dan )roses +imia

)ateri "ada dasarnya da"at me#alami "erubahan. Perubahan ini da"at

 beru"a "erubahan secara secara fisik atau "erubahan secara unsur kimia(inya atau

serin# disebut den#an "erubahan fisika dan "erubahan kimia.

3.(7.1 )eru$ahan isika

Perubahan fisika meru"akan "erubahan yan# tidak diikuti oleh

unsur "embentuknya, "erubahan fisika ini lebih dititk beratkan "ada

 "erubahan fisik materi tersebut, se"erti contoh "emoton#an kayu atau

 besi yan# diben#kokan, namun bukan hanya itu, lebih dalam la#i

menurut definisi "ertama.

Perubahan fisika meru"akan "erubahan yan# tidak men#ubah

unsur "embentuk materi tersebut, sama halnya den#an mencair,

membeku, me#ua", menyumblim, men#kristal, dan men#embun.

Perubahan "erubahan tersebut meru"akan "erubahan fisika, men#a"ademikian, karena "erubahan fisik yan# meteri ini alami "ada dasarnya

tidak merubah unsur "embentuk materi tersebut, contoh 52+, dalam

 bentuk molekul se"erti a"a"un materi "embentuknya teta"lah 52+

sehin##a "erubahan"erubahan tersebut meru"akan "erubahan fisika.

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 24/27

37

3.(7.( )eru$ahan +imia

Perubahan kimia meru"akan "erubahan yan# diikuti oleh

 berubahnya unsur "embentuk materi tersebut, berbeda halnya den#an

 "erubahan fisika yan# menitik beratkan "ada "erubahan fisik, "erubahan

kimia lehih menitik beratkan "ada "erubahan"erubahan unsur kimia(i

dalam materi tersebut.

Perubahan kimia biasanya diikuti den#an terci"tanya senya(a

atau cam"uran baru hasil reaksi materi den#an "ereaksi materi, ambilah

contoh reaksi lo#am den#an *at asam yan# akan mem"en#aruhi unsur

 "embentuk dari lo#am tersebut, dan akan men#ahasilkan senya(a baruyaitu lo#am karat. 4ontoh lain yaitu "embakaran kayu den#an a"i yan#

akan men#hasilkan "erubahan senya(a baru yaitu aran#, %ika diamati

den#an seksama "erubahan kimia di"en#aruhi oleh *at lain yan# akan

men#ahasilkan sebuah reaksi terhada" materi yan# akan diu%i.

3.(1 )engenda!an

Reaksi"en#enda"an adalah suatu %enis reaksi yan# da"at berlan#sun#

dalam cairan, misalnya air.$uatu reaksi da"at dikatakan reaksi "en#enda"an a"abila

reaksi tersebut men#hasilkan enda"an.;nda"an yaitu *at "adat yan# tidak larut dalam

cairan tersebut.$enya(asenya(a yan# serin# di#unakan dalam reaksi "en#enda"an

yaitu senya(asenya(a ionik.

3.(( Reduksi dan Oksidasi

Redoks /sin#katan dari reaksi reduksi-oksidasi0 adalah istilah yan#

men%elaskan berubahnya bilan#an oksidasi /keadaan oksidasi0 atomatom dalam

sebuah reaksi kimia. +ksidasi dan reduksi te"atnya meru%uk "ada "erubahan bilan#an

oksidasi karena transfer elektron yan# sebenarnya tidak akan selalu ter%adi. $ehin##a

oksidasi lebih baik didefinisikan seba#ai "enin#katan bilan#an oksidasi, dan reduksi

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 25/27

38

seba#ai "enurunan bilan#an oksidasi. !alam "rakteknya, transfer elektron akan selalu

men#ubah bilan#an oksidasi, namun terda"at banyak reaksi yan# diklasifikasikan

seba#ai redoks (alau"un tidak ada transfer elektron dalam reaksi tersebut.

$enya(asenya(a yan# memiliki kemam"uan untuk men#oksidasi

senya(a lain dikatakan seba#ai oksidatif dan dikenal seba#ai oksidator  atau a#en

oksidasi. +ksidator mele"askan elektron dari senya(a lain, sehin##a dirinya sendiri

tereduksi. +leh karena ia menerima elektron, ia %u#a disebut seba#ai  "enerima

elektron.$enya(asenya(a yan# memiliki kemam"uan untuk mereduksi senya(a

lain dikatakan seba#ai reduktif dan dikenal seba#ai reduktor atau a#en reduksi.

Reduktor mele"askan elektronnya ke senya(a lain, sehin##a ia sendiri teroksidasi.

+leh karena ia mendonorkan elektronnya, ia %u#a disebut seba#ai "enderma

elektron.

3.(3 iltrasi

Filtrasi adalah "embersihan "artikel "adat dari suatu fluida den#an

mele(atkannya "ada medium "enyarin#an, atau se"tum, yan# di atasnya "adatan

akan terenda"kan. Ran#e filtrasi "ada industri mulai dari "enyarin#an sederhana

hin##a "emisahan yan# kom"leks. Fluida yan# difiltrasi da"at beru"a cairan atau #asG

aliran yan# lolos dari sarin#an mun#kin sa%a cairan, "adatan, atau keduanya.$uatu

saat %ustru limbah "adatnya lah yan# harus di"isahkan dari limbah cair sebelum

dibuan#..

3.(* Aerasi

3erasi adalah suatu "roses "enambahan udara-oksi#en dalam air  den#an

memba(a air dan udara ke dalam kontak yan# dekat, den#an cara menyem"rotkan air 

ke udara /air ke dalam udara0 atau den#an memberikan #elembun##elembun# halus

udara dan membiarkannya naik melalui air /udara ke dalam air0. $umber lain

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 26/27

39

men%elaskan bah(a aerasi adalah suatu "roses atau usaha dalam menambahkan

konsentrasi oksi#en yan# terkandun# dalam air limbah, a#ar "roses oksidasi biolo#i

oleh mikroba akan da"at ber%alan den#an baik. !alam melakukan "roses 3erasi ini

 "erlu men##unakan alat yan# dinamakan aerator . Prinsi" ker%a alat ini adalah untuk

menambahkan oksi#en terlarut di dalam air tersebut.Kemudian yan# men%adi tu#as

utama dari aerator ini adalah mem"erbesar "ermukaan kontak antara air dan udara.

!alam "roses aerasi ini yan# "erlu dilakukan adalah ketika 3ir baku diolah

dari inlet sumur  dalam yan# berada di sekitar kantor P!3) den#an memakai "om"a

submersible yan# men#alir ke inlet aerator melalui "i"a, kemudian air tersebut

disem"rotkan melalui "i"a utama den#an "i"a belah. Pada saat itu air %atuh melalui

traytray /nam"an0 yan# berluban# yan# bertu%uan untuk menambah oksi#en dalam

air baku dan men#enda"kan besi yan# ada dalam air. $etelah itu air yan# mele(ati

tray selan%utnya air turun melalui "i"a outlet aerator dan masuk ke dalam bak filter

dan selan%utnya da"at didistribusikan. $edan#kan sumber lain men%elaskan ada 2

macam cara melakukan aerasi ini, yaitu seba#ai berikut

)emasukkan udara ke dalam air limbah, dalam cara ini men##unakan sebuah

 benda yaitu Porousatau no**le yan# di#unakan untuk memeasukan udara atau

oksi#en murni ke dalam air limbah. 3tau den#an memaksa air ke atas untuk

 berkontak den#an oksi#en, !alam cari ini air limbah dikontakkan den#an

oksi#enmelalui "emutaran balin#Bbalin# yan# kemudian diletakkan "ada "ermukaan

air limbah.

3.(-+ondensasi

Kondensasi atau "en#embunan adalah "erubahan (u%ud benda ke (u%ud

yan# lebih "adat, se"erti #as /atau ua"0 men%adi cairan.Kondensasi ter%adi ketika ua"

didin#inkan men%adi cairan, teta"i da"at %u#a ter%adi bila sebuah ua" dikom"resi

/yaitu, tekanan ditin#katkan0 men%adi cairan, atau men#alami kombinasi dari

 "endin#inan dan kom"resi.4airan yan# telah terkondensasi dari ua" disebut

kondensat.$ebuah alat yan# di#unakan untuk men#kondensasi ua" men%adi cairan

7/24/2019 Bab III Landasan Teori (Beres)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-landasan-teori-beres 27/27

40

disebut kondenser .Kondenser umumnya adalah sebuah "endin#in atau "enukar "anas 

yan# di#unakan untuk berba#ai tu%uan, memiliki rancan#an yan# berariasi, dan

 banyak ukurannya dari yan# da"at di#en##am sam"ai yan# san#at besar.