pengendalian distilasi

7/25/2019 pengendalian distilasi

1/13

Variabel Sistem Pengendalian Kolom Destilasi

Control ObjectivexD= xD,0

TC0= TC0

State Variable Tc, xDOutput Variable Tc, xD

nput !disturbance" V#, $#

nput !manipulated" %air!&aju air pendingin", '

Parameter '0, To, %r, , Cp, Cpair, t#, t()

Kon*igurasi +eed bac

-nalisa Derajat Kebebasan Sistem Pengendalian Kolom Distilasi

Variabel Terlibat ', V#, &D, Tc, xD, $#, mair, %r, , Cp, Cpair, t#, t() .#/

eraca massa dan energidT1dtdC1dt

d%1dt

2/

Disturbance V#, $# 2(

Spesi*iasi %r, , Cp, Cpair, t#, t( 23

Variabel dimanipulasi ', mair 2(

ADK 0

Komposisi tertentu dari produ atas !xD"

Disturbance 4 omposisi umpan ondensor !$i"

%anipulated variables 4 re*lus ratio !'"

Temperatur ondensor !TC"

Disturbance 4 laju alir uap masu ondensor !V#"

%anipulated variables 4 laju air pendingin !mair"

o

-liran

55 56 53

ama -liran +eed Distilat 7ottom

&aju alir

8g19:

Komposisi

8mol19:xi

&aju alir

8g19:

Komposisi

8mol19:xi

&aju alir

8g19:

Komposisi

8mol19:xi

Too*erol (,(6 0,0006 0,00# (,(6 0,006 0,00/

-ir ;0,


2/13

Data fisik

o Si*at etanol aseton air %etil ester

# %r !g1mol" 53,0; 6


3/13

(,0&

&

D

O =

&(,0& DO ==

Penurunan Fungsi Transfer

x&x&$Vdt

"x%!dOODD##

D'D =

asumsi %'Donstan

( ) x&x&$V%

#

dt

"x!dOODD##

'D

D =

( ) x&'x&$V%#

dt"x!d

ODDD##

'D

D =

linearisasi

( ) ( )0,##'D

0,#

0,##

'D

0,#

'D

0,#0,#

'D

## $$%

VVV

%

$

%

$V

%

$V++

=

( ) ( ) ( )0,DD'D

0,O0

0,OO

'D

0,D0

0

'D

0,O0,D

'D

0,O0,D0

'D

OD &&%

x'xx

%

&'''

%

x&

%

x&'

%

x&'

+

+

+

=

( ) ( )0,DD'D

0,D0,DD

'D

0,D

'D

0,D0,D

'D

DD &&%

xxx

%

&

%

x&

%x& ++=

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( ) ( ) &&

%

xxx

%

&

&&%

x'xx

%

&'''

%

x&

$$%

VVV

%

$

%

x&x&'$V

dt

"x!d

0,DD

'D

0,D

0,DD

'D

0,D

0,DD

'D

0,O0

0,OO

'D

0,D0

0

'D

0,O0,D

0,##

'D

0,#

0,##

'D

0,#

'D

0,D0,D0,O0,D00,#0,#D

++

=

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( ) ( ) &&%

xxx

%

&

&&%

x'xx

%

&'''

%

x&

$$%

VVV

%

$

%

x&x&'$V0ss

0,Dss,D

'D

0,D

0,Dss,D

'D

0,D

0,Dss,D

'D

0,O0

0,Oss,O

'D

0,D0

0ss

'D

0,O0,D

0,#ss,#

'D

0,#

0,#ss,#

'D

0,#

'D

0,D0,D0,O0,D00,#0,#

++

++=

Ax%

&A&

%

x

%

x'Ax

%

&'A'

%

x&A$

%

VAV

%

$

dt

"Ax!d

D'D

0,D

D'D

0,D

'D

0,O0

O'D

0,D0

'D

0,O0,D

#'D

0,#

#'D

0,#D

+

+=


4/13

B &aplace

"s!Ax%

&!s"A&%

x

%

x'

"s!Ax%

&'"s!A'

%

x&"s!A$

%

V"s!AV

%

$"0!Ax"s!Axs

D

'D

0,D

D

'D

0,D

'D

0,O0

O

'D

0,D0

'D

0,O0,D

#

'D

0,#

#

'D

0,#

DD

+

+=

asumsi %'D= 0,6 mol1jam

'0= 0,(

&D,0= #,


5/13

( )

%r

Ec9&9&FV

dt

T%CpdDDDOD# =

( ) ( )

%r

Ec9&9&FV

dt

%dTCp

dt

Td%Cp DDDOD# =+

( )DO# &&V

dt

%d=

( )( )

%r

Ec9&9&FV&&VTCp

dt

Td%Cp DDDOD#DO# =+

V#= &O. &D

( )( ) ( )

%r

Ec9FV&&VTCp

dt

Td%Cp DD#DO# =+

( ) ( )%rEcV&&VTCp

dtTd%Cp #DO# =+

( )

%r%Cp

Ec

%Cp

V

%

&T

%

&T

%

VT

dt

Td #DO#

+

+

+

=

ECadala9 alor ondensor $ang pinda9 e air pendingin eGivalen dengan panas $ang

diterima air pendinginH

Ec = mairCpair!t(2t("

-sumsi 4 Cp, , Cpair, %r tetap

linearisasi

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )00,D

0,Dd00,D0D

0

0,O

0,OO00,O0O

0

0,#

0,##00,#0#

TT%

&&&

%

T

%

&T

%

&T

TT%

&&&

%

T

%

&T

%

&T

TT%

VVV

%

T

%

VT

%

VT

++

=

++

=

++

=


6/13

( ) ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

%r%Cp

ttCpm

%Cp

VTT

%

&&&

%

T

%

&T

TT%

&&&

%

T

%

&TTT

%

VVV

%

T

%

VT

dt

Td

(#airair#0

0,D

0,Dd00,D0

0

0,O

0,OO00,O0

0

0,#

0,##00,#0

+++

+

++

+

=

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

%r%Cp

ttCpm

%Cp

VTT

%

&&&

%

T

%

&T

TT%

&&&

%

T

%

&TTT

%

VVV

%

T

%

VT0ss

(#airss,airss,#

0ss

0,D

0,Dss,d

00,D0

0ss

0,O

0,Oss,O00,O0

0ss

0,#

0,#ss,#00,#0

+++

+

++

+

=

( ) ( )

%r%Cp

ttCpAm

%Cp

AVAT

%

&A&

%

TAT

%

&A&

%

TAT

%

VAV

%

T

dt

ATd (#airair#0,Dd

00,O

O00,#

#0

+++++=

( ) ( )Am

%r%Cp

ttCpA&

%

TA&

%

TAT

%

V

%

&

%

&AV

%

T

%Cpdt

ATdair

(#aird

0O

00,#0,D0,O

#0

++

++

=

Data stead$ state 4

To = ;(,< oC

% = 0,6 mol

V#,0= /,;# mol1jam

&O,0= 0,( x #,


7/13

( )

( )


8/13

blo tanpa pengendalian

Kurva

omposisi distilat dengan tanpa pengendalian

! Pengendalian Temperatur Kondensor

Diagram blo simulin pengendalian temperatur ondenser


9/13

Kurva pada pengendalian temperatur ondenser dengan

menggunaan P2controller untu asus servoH

Parameter pengendali P2controller4

Kc = #


10/13

Kurva temperatur ondenser dengan

tanpa pengendalian

E"aporator

Komponen mpan Produ atas evaporator Produ baa9 evaporator!g1jam" !g1jam" !g1jam"

%etanol 5(;,;; 5(;,;;

-ir #/,63 #/,63

%etil ester #,< #,ntalpi umpan larutan pada (; MC, F#= 2;6;; I1g

>ntalpi larutan pada 55,6 MC, F(= 2;6(/ I1g

Kalor laten campuran metanol air pada temperatur 55,6 oC, N = ##vaporator >2#0# ber*ungsi untu memisa9an air dan metanol dari aliran

umpan agar metanol tersebut dapat digunaan embali dalam prosesH Temperatur dan

teanan operasi menjadi 9al $ang penting untu diendalianH


12/13

Tujuan pengendalian pada evaporator adala9 untu menjaga agar temperatur

pada evaporator 55,6 oC dan teanan 0,5 bar, temperatur tersebut adala9 temperatur

didi9 campuran metanol2air, se9ingga metanol2air aan menguap dan tersisa gliserinH

Variabel Sistem Pengendalian >vaporator

Control Objective

T = TssP = Pss9 = 9ss

State Variable

T !Temperatur"

P !Teanan"

9 !tinggi cairan"

Output Variable P, T, 9

nput !disturbance" +# !laju alir reatan", T#

nput !manipulated" +( !laju air pemanas"

Parameter Cp, -, p

Kon*igurasi +eed bac

-nalisa Derajat Kebebasan Sistem Pengendalian >vaporator

Variabel Terlibat 9,+a,+b,+(,+#, T#,T,P .

Documents

pengendalian distilasi