UDARA TEKAN DAN UDARA INSTRUMEN
DISUSUN OLEH :
KELOMPOK 8
R.A. Sarah Noviatri (061130400330)
Rangga Dwi Priyono (061130400330)
KELAS 5 KB
Pembimbing:
Ir. Sahrul Effendy, M.T
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
2013
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena
berkat rahmat dan karunia-Nya jualah kami dapat menyelesaikan makalah
UTILITAS tentang Udara tekan dan Udara Instrumen.
Dalam menyelesaikan makalah ini penulis banyak sekali mendapat
bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu Kami mengucapkan terima kasih atas
bantuan yang telah diberikan terutama kepada Dosen Pengasuh mata kuliah ini
yaitu Ir. Sahrul Effendy,MT.
Dalam menyelesaikan makalah ini, penulis telah berusaha semaksimal
mungkin namun kamipun menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari
kesempurnaan. Untuk itu kami mengucapkan mohon maaf apabila dalam
penyelesaian tugas ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu kami
sangat mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca sekalian demi perbaikan
di masa yang akan datang.
Kami berharap semoga makalah ini dapat berguna bagi segenap
mahasiswa/ mahasiswi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang pada umumnya.
Palembang, Oktober 2013
Penyusun,
ii
DAFTAR ISI
Kata Pengantar.......................................................................................................i
Daftar Isi................................................................................................................ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang...........................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah.......................................................................................1
1.3 Tujuan.........................................................................................................2
BAB II ISI
2.1 Udara Tekan...............................................................................................4
a) Definisi ..................................................................................................4
b) Sistem Udara tekan................................................................................6
c) Komponen utama sistem udara tekan....................................................7
d) Aplikasi sistem udara tekan...................................................................9
2.2 Udara Instrumen ........................................................................................13
2.3 Aplikasi udara instrumen............................................................................17
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan.................................................................................................18
Daftar Pustaka
iii
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan sains dan teknologi yang begitu cepat seiring dengan
tuntutan akan kebutuhan hidup manusia yang lebih baik. Kebutuhan manusia
terhadap sumber daya alam sebagai sumber energi perlu dikelola dengan baik dan
harus memperhatikan kondisi lingkungan dan kelestarian alam. Sumber energi
tersebut disamping sebagai kebutuhan manusia secara langsung juga merupakan
kebutuhan untuk kegiatan industri (pabrik), misalnya udara. Udara merupakan
sumber kehidupan utama bagi manusia, disamping untuk kebutuhan dikomsumsi
langsung, juga untuk: pengecatan, penggerak bor gigi, pompa lift udara dan
kebutuhan lainnya.
Udara dalam industri biasanya digunakan untuk udara tekan dan
instrumen, dimana kedua udara ini digunakan tergantung dari karakteristik dan
kegunaan masing-masing udara. Pemilihan jenis udara yang digunakan didasarkan
pada alat yang digunakan. Seperti kompressor yang memakai udara tekan.
Kompressor ini bertujuan sebagai alat mengalirkan udara, menaikkan dan
menurunkan tekanan. Kompressor dalam pemanfaatannya memerlukan suatu
bentuk yang sederhana dan sistem yang mudah dioperasikan dengan efisiensi
yang lebih tinggi dan dapat menghasilkan kapasitas sebesar-besarnya. Banyaknya
kendala yang biasa ditemukan dalam sistem pengoperasian kompressor, maka
sangat bijaksana jika masalah tersebut jika kita mempelajari sistem udara tekan
untuk mencegah kerusakan dan mengoptimalkan efesiensi alat.
1.2 Rumusan Masalah
1. Sistem dan cara pembuatan
2. Aplikasi dan pemakaian
3. Peralatan yang mendukung
1
1.3 Tujuan 1. Mahasiswa diharapkan dapat memahami sistem udara tekan dan cara
pembuatan udara instrumen
2. Mahasiwa diharapkan dapat mengetahui aplikasi dan pemakaian udara
tekan dan udara instrumen
3. Mahasiswa diharapkan dapat mengetahui peralatan-peralatan
berhubungan dengan udara tekan dan udara instrumen
2
BAB II
UDARA TEKAN DAN UDARA INSTRUMENT
II.1. Udara Tekan
a. Defenisi Udara Tekan
Compressed air, dalam bahasa Indonesia yang menggunakan
terminologi: “udara tekan” atau bisa juga “udara bertekanan” dibandingkan istilah
“angin”, adalah salah satu cara untuk mengkonversi energi dengan cara
memampatkan udara sekitar untuk berbagai keperluan manusia. Paling sederhana
dan mudah ditemui sehari-hari adalah digunakan untuk mengisi ban
kendaraan.Selain itu, masih banyak aplikasi lainnya yang menggunakan udara
tekan. Masih ingat aplikasi spray? Yaitu udara tekan digunakan untuk
menyemprotkan anti serangga pun juga untuk pengecatan/airbrush. Contoh dalam
kehidupan sehari-hari dapat dilihat dari gambar berikut, balon akan mengembang
karena berisi udara tekan. Pada saat ujung balon dibuka, maka balon akan
bergerak melawan arah keluarnya udara tekan ke udara bebas.
Konsep dasar compressed air.
3
Sebagai salah satu cara mengkonversi energi, aplikasi udara tekan ini banyak
digunakan di industri. 90% industri menggunakan udara tekan untuk berbagai
keperluan. Mulai dari udara proses, misalkan pada industri pemisahan gas
(separation gases) serta industri fermentasi sebagaimana pada industri MSG.
Udara tekan sebagian besar juga digunakan untuk udara instrumentasi yaitu
pada industri yang sudah menerapkan otomatisasi dengan menggunakan peralatan
pneumatik. Pada industri rokok misalnya, saat sebuah pabrik memutuskan
berpindah dari industri sigaret kretek tangan (SKT) menjadi industri sigaret kretek
mesin (SKM), maka kehadiran buruh-buruh trampil penggulung rokok digantikan
dengan kehadiran mesin penggulung rokok yang menggunakan kompresor.
Demikian halnya di industri packing, pengisian botol, percetakan, tekstil, pulp &
paper, dan lain sebagainya. Udara tekan digunakan seiring terpinggirkannya kerja
manual beratasnamakan produktivitas dan efisiensi. Sebagai udara instrumentasi,
udara tekan juga digunakan untuk membuka katup pada daerah yang berbahaya
jika dioperasikan langsung oleh manusia, misalkan karena berdekatan dengan
panas, berkaitan dengan bahan kimia berbahaya dan tegangan listrik tinggi. Udara
tekan juga digunakan untuk memindahkan partikel padat dari satu tempat ke
tempat yang lain. Misalkan untuk memindahkan semen, tepung, batubara ataupun
pasir. Dengan pemindahan cara ini, partikel yang dipindahkan bisa dalam jumlah
besar dan waktu singkat, tetapi memerlukan saluran tersendiri agar partikel padat
tersebut tidak kemana-mana. Pada penggunaan tools, misalnya impact, hammer,
ratchet, winch, ada yang menggunakan udara tekan untuk memudahkan kerja
manusia. Penggunaan udara tekan memungkinkan lebih kecilnya daya yang
dikeluarkan manusia juga mempersingkat waktu pengerjaan. Misalkan saja pada
balapan Formula 1, saat mengganti ban yang diperlukan secepat-cepatnya karena
dihitung sebagai bagian balapan, tool yang digunakan bukan lagi manual,
melainkan tool yang sudah digerakkan oleh listrik bersumber dari baterai. Sumber
penggerak tool tersebut selain listrik dapat menggunakan udara tekan.
Umumnya, sumber penggerak udara tekan, yang disebut juga dengan air tool,
digunakan pada daerah operasi yang rawan percikan api. Alasan safety inilah yang
menyebabkan air tool mempunyai nilai lebih dibandingkan dengan electrical tool.
Alasan kedua adalah masalah efisiensi. Karena penggunaan air tool lebih murah
4
dibandingkan listrik yang terpakai untuk electrical tool. Di Indonesia, penggunaan
udara tekan sebagai air tool masih sebatas industri-industri tertentu. Sedangkan di
bengkel-bengkel, masih banyak yang menggunakan handtool. Kehadiran
compressor di bengkel-bengkel tersebut baru sebatas untuk mengisi ban dan
bersih-bersih (general services). Alasan safety dan ekonomis sebagaimana
disampaikan di atas, juga menyebabkan udara tekan juga digunakan pada
diaghpram pump dan air motor. Kedua peralatan tersebut sering digunakan pada
area yang rawan percikan api. Di dunia konstruksi baja, baik gedung-gedung,
industri manufakturing, serta galangan kapal, umumnya juga menggunakan
aplikasi udara tekan. Ada dua pekerjaan utama yang menggunakan udara tekan:
sandblasting dan pengecatan. Meski berbeda tujuan, udara tekan mempunyai
fungsi yang hampir mirip. Pada sandblasting, udara tekan meniup butiran pasir
untuk mengelupas pengotor dan karat pada permukaan baja. Proses ini
dimaksudkan agar proses pengecatan berlangsung dengan baik. Sedangkan pada
pengecatan, udara tekan digunakan untuk meniup cairan cat. Udara tekan juga
digunakan untuk meniup plastik ataupun alumunium agar mengikuti bentuk
cetakannya. Misalnya pada industri botol plastik. Pada aplikasi ini, udara tekan
yang digunakan berkategori tekanan tinggi. Selain itu, udara tekan juga
dimanfaatkan untuk starting engine. Baik untuk diesel yang digunakan di kapal-
kapal ataupun yang digunakan di power plant. Ada yang menggunakan udara
bertekanan tinggi (kurang lebih 35 bar) dan ada juga yang menggunakan udara
bertekanan sekitar 7 bar, sebagaimana umumnya penggunaan udara tekan lainnya.
Hal ini tergantung desain dari pihak pembuat engine.Udara tekanan tinggi juga
dimanfaatkan sebagai bagian dari peralatan perang.
5
b. Sistem Udara Tekan
Untuk mendapatkan udara yang diinginkan pada pabrik maka
digunakanlah alat yaitu Kompresor. Kompresor merupakan suatu alat yang
digunakan untuk mengatur besar kecilnya tekanan yang dihasilkan. Plant industri
menggunakan udara tekan untuk seluruh operasi produksinya, yang dihasilkan
oleh unit udara tekan yang berkisar dari 5 horsepower (hp) sampai lebih dari
50.000 hp. Departemen energi Amerika Serikat (2003) melaporkan bahwa 70
sampai 90 persen udara tekan hilang dalam bentuk panas yang tidak dapat
digunakan, gesekan, salah penggunaan dan kebisingan. Sehingga kompresor dan
sistem udara tekan menjadi area penting untuk meningkatkan efisiensi energi pada
plant industri. Merupakan catatan yang berharga bahwa biaya untuk menjalankan
sistem udara tekan jauh lebih tinggi dari pada harga kompresor itu sendiri.
Penghematan energi dari perbaikan sistem dapat berkisar antara 20 sampai 50
persen atau lebih dari pemakaian listrik, menghasilkan ribuan bahkan ratusan ribu
dolar. Sistem udara tekan yang dikelola dengan benar dapat menghemat energi,
mengurangi perawatan, menurunkan waktu penghentian operasi, meningkatkan
produksi dan meningkatkan kualitas.
6
Sistem udara tekan terdiri dari bagian pemasokan, yang terdiri dari
kompresor dan perlakuan udara, dan bagian permintaan, yang terdiri dari sistem
distribusi & penyimpanan dan peralatan pemakaian akhir. Bagian pemasokan
yang dikelola dengan benar akan menghasilkan udara bersih, kering, stabil yang
dikirimkan pada tekanan yang dibutuhkan dengan biaya yang efektif. Bagian
permintaan yang dikelola dengan benar akan meminimalkan udara terbuang dan
penggunaan udara tekan untuk penerapan yang tepat. Perbaikan dan pencapaian
puncak kinerja sistem udara tekan memerlukan bagian sistem pemasokan dan
permintaan dan interaksi diantara keduanya.
c. Komponen Utama Sistem Udara Tekan
Sistem udara tekan terdiri dari komponen utama berikut : Penyaring udara
masuk, pendingin antar tahap, after-coolers, pengering udara, traps pengeluaran
kadar air, penerima, jaringan pemipaan, penyaring, pengatur dan pelumasan.
kompresor reciprocating paling banyak digunakan untuk mengkompresi
baik udara maupun refrigerant. Prinsip kerjanya seperti pompa sepeda dengan
karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan
pengeluaran tertentu. Juga kapasitas kompresor proporsionallangsung terhadap
kecepatan. Keluarannya seperti denyutan. Kompresor reciprocating tersedia
dalam berbagai konfigurasi; terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan
yaitu horizontal, vertikal, horizontal balance-opposed dan tandem.
7
Filter Udara Masuk: Mencegah debu masuk kompresor. Debu
menyebabkan lengketnya katup/kran, merusak silinder dan pemakaian
berlebihan.
Pendingin Antar Tahap: penurunan suhu udara sebelum masuk ke tahap
berikutnyauntuk mengurangi kerja kompresi dan meningkatkan efisiensi.
Biasanya digunakan pendingin air.
After-Coolers: Tujuannya adalah membuang kadar air dalam udara dengan
penurunan suhu dalam penukar panas berpendingin air.
Pengering Udara: Sisa-sisa kadar air setelah after-coolers dihilangkan
dengan menggunakan pengering udara, karena udara tekan untuk
keperluan instrumen dan peralatan pneumatic harus bebas dari kadar air.
Kadar air dihilangkan dengan menggunakan adsorben seperti gel
silika/karbon aktif atau pengering refrigeran atau panas dari pengering
kompresor itu sendiri.
Traps Pengeluaran Kadar Air: Trap pengeluaran kadar air digunakan
untuk membuang kadar air dalam udara tekan. Trap tersebut menyerupai
steam trap. Berbagai jenis trap yang digunakan adalah kran pengeluaran
manual, klep pengeluaran otomatis atau yang berdasarkan waktu, dll.
Penerima: Penerima udara disediakan sebagai penyimpan dan penghalus
denyut keluaran udara mengurangi variasi tekanan dari Komputer
8
d. Aplikasi udara tekan
Udara tekan mempunyai penggunaan yang luas sebagai sumber tenaga.
Jadi dapat dipersamakan dengan tenaga listrik, tenaga air, dan tenaga hidrolik,
yang banyak dipergunakan dalam industry modern. Beberapa pemakaian yang
kita kenal dalam kehidupan sehari-hari di antaranya adalah :
1. Rem pada bis dan kereta api, serta pembuka/penutup pintunya.
2. Udara tekan untuk pengecatan
3. Penggerak bor gigi pada peralatan dokter gigi
4. Pemberi udara pada akuarium
5. Pompa air panas pada sumber air panas
6. Pembotolan minuman
Udara tekan dipakai hampir di semua industri termasuk industri
pembuatan, tambang, keramik, kimia, makanan, perikanan, pekerjaan sipil dan
pembangunan gedung.
Udara tekan yang dihasilkan dengan kompresor mempunyai kelebihan
dibandingkan dengan listrik dan tenaga hidrolik dalam hal-hal berikut ini.
1. Konstruksi dan operasi mesin serta fasilitasnya adalah sangat
sederhana
2. Pemeliharaan dan pemeriksaan mesin dan peralatan dapat dilakukan
dengan mudah.
3. Energi dapat disimpan
4. Kerja dapat dilakukan dengan cepat
5. Harga mesin dan peralatan relative murah
6. Kebocoran udara yang dapat terjadi tidak membahayakan dan tidak
menimbulkan pencemaran.
Pemakaian-pemakaian udara tekan menurut gaya dan akibat yang ditimbulkannya:
1. Gaya Injeksi
a. Untuk meniupkan, terbagi menjadi dua :
- Penyemprot zat cair
Pengecetan
Penyemprotan bahan kimia dan disinfektan
Penyemprotan minyak pelumas
9
Penyemprotan cairan pembersih
- Penyemprotan bubuk dan butiran
Penyemprotan pasir (sand blasting)
Penyemprotan bubuk untuk percetakan
Penyemprotan aduk (mortar)
Menghias kaca
b. Untuk menggerakan
- Turbin udara
Penggerak bor gigi
Penggerak perkakas (bor,gerinda)
Penggerak mesin-mesin berkecepatan sangat tinggi
- Tiupan
Pembersih debu dan tatal
Peniup latal logam las
Peniup potongan hasil mesin pres
Membersihkan zat cair dari permukaan
2. Gaya ekspansi
a. Untuk memberi gaya dorong
Penggerak perkakas numatik (mesin bor, mesin keling)
Penggetar (cetakan cor, beton)
Mesin las titik
Rem udara tekan
Pembuka pintu dan hopper
Alat pengangkat
Mesin press
Pembentukan kaca dan resin sintetik
b. Untuk memberi tekanan
Pengisi ban, perahu karet, bola, pegas udara untuk
kendaraan
Lift mobil untuk bengkel
10
Member tekanan pada tangki minyak
Pengujian terhadap kebocoran dan kekuatan terhadap
tekanan
c. Transportasi dan mengaduk zat cair
Pompa lift udara
Transportasi zat cair dengan tekanan, dan pencsmpursn zat
cair
Menghilangkan gas dari zat cair
d. Pemberian oksigen
Pemberian oksigen pada pembakar, kolam ikan, penyelam,
dan pekerja di ruang tambang
e. Penerusan panas
- Pemanasan
Penyambungan vinil dan nilon dengan udara panas
- Pendinginan
Pencegahan pemanasan yang berlebihan pada logam dan
mesin
f. Pengubah aliran
Mikrometer udara
Pengendali otomatik
g. Penurunan kelembaban
Menghilangkan kelembaban dengan kompresi
d. Kompresor
11
Kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan
tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atau udara.tujuan meningkatkan tekanan
dapat untuk mengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu system proses yang
lebih besar (dapat system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-pabrik
kimia untuk kebutuhan reaksi). Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis
yaitu dinamik dan perpindahan positif.
1. Prinsip Kerja Kompresor
Mesin kompresor udara memiliki prinsip kerja yang sudah terorganisir dengan
baik. Prinsip kerja kompresor merupakan satu kesatuan yang saling mendukung,
sehingga kompresor dapat bekerja dengan maksimal. Prinsip kerja dari sebuah
kompresor biasanya terbagi menjadi empat prinsip utama, yaitu:
Staging
Selama proses kerja kompresor, suhu dari mesin kompresor menjadi tinggi dan
meningkat sesuai dengan tekanan yang terdapat dalam kompresor tersebut. Sistim
ini lebih dikenal dengan nama polytopic compression. Jumlah tekanan yang
terdapat pada kompresor juga meningkat seiring dengan peningkatan dari suhu
kompresor itu sendiri.Kompresor mempunyai kemampuan untuk menurunkan
suhu tekanan udara dan meningkatkan efisiensi tekanan udara. Tekanan udara
yang dihasilkan oleh kompresor mampu mengendalikan suhu dari kompresor
untuk melanjutkan proses berikutnya.
Intercooling
Pengendali panas, atau yang lebih dikenal dengan intercooler merupakan salah
satu langkah penting dalam proses kompresi udara. Intercooler mempunyai fungsi
untuk mendinginkan tekanan udara yang terdapat dalam tabung kompresor,
sehingga mampu digunakan untuk keperluan lainya. Suhu yang dimiliki oleh
tekanan udara dalam kompresor ini biasanya lebih tinggi jika dibandingkan
dengan suhu ruangan, dengan perbedaan suhu berkisar antara 10°Fahrenheit
(sekitar -12°Celcius) sampai dengan 15°Fahrenheit (sekitar -9°Celcius).
12
Compressor Displacement and Volumetric Efficiency
Secara teori, kapasitas kompresor adalah sama dengan jumlah tekanan udara yang
dapat ditampung oleh tabung penyimpanan kompresor. Kapasitas sesungguhnya
dari kompresor dapat mengalamipenurunan kapasitas. Penurunan ini dapat
diakibatkan oleh penurunan tekanan pada intake, pemanasan dini pada udara yang
masuk ke kompresor, kebocoran, dan ekspansi volume udara. Sedangkan yang
dimaksud dengan volumetric efficiency adalah rasio antara kapasitas kompresor
dengan compressor displacement.
Specific Energy Consumption
Yang dimaksud dengan specific energy consumption pada kompresor adalah
tenaga yang digunakan oleh kompresor untuk melakukan kompresi udara dalam
setiap unit kapasitas kompresor.Biasanya specific energy consumption pada
kompresor ini dilambangkan dengan satuan bhp/100 cfm.
2. Pengkajian Kompressor dan Sistem Udara Tekan
Kapasitas kompresor
Kapasitas kompresor adalah debit penuh aliran gas yang ditekan dan
dialirkan pada kondisi suhutotal, tekanan total, dan diatur pada saluran masuk
kompresor. Debit aliran yang sebenarnya,bukan merupakan nilai volum aliran
yang tercantum pada data alat, yang disebut jugapengiriman udara bebas/ free air
delivery (FAD) yaitu udara pada kondisi atmosfir di lokasitertentu. FAD tidak
sama untuk setiap lokasi sebab ketinggian, barometer, dan suhu dapatberbeda
untuk lokasi dan waktu yang berbeda.
Pengkajian kapasitas kompresor
Kompresor yang sudah tua, walupun perawatannya baik, komponen
bagian dalamnya sudahtidak efisien dan FAD nya kemungkinan lebih kecil dari
nilai rancangan. Kadangkala, faktor lainseperti perawatan yang buruk, alat
penukar panas yang kotor dan pengaruh ketinggian jugacenderung mengurangi
FAD nya. Untuk memenuhi kebutuhan udara, kompresor yang tidakefisien
mungkin harus bekerja dengan waktu yang lebih lama, dengan begitu memakai
daya yanglebih dari yang sebenarnya dibutuhkan.
13
Pemborosan daya tergantung pada persentase penyimpangan kapasitas
FAD. Sebagai contoh,kran kompresor yang sudah rusak dapat menurunkan
kapasitas kompresor sebanyak 20 persen.Pengkajian berkala terhadap kapasitas
FAD untuk setiap kompresor harus dilakukan untukmemeriksa kapasitas yang
sebenarnya. Jika penyimpangannya lebih dari 10 persen, harusdilakukan
perbaikan.
Metoda ideal pengkajian kapasitas kompresor adalah melalui uji nosel
dimana nosel yang sudahdikalibrasi digunakan sebagai beban, untuk membuang
udara tekan yang dihasilkan. Alirannyadikaji berdasarkan suhu udara, tekanan
stabilisasi, konstanta orifice, dll.
II.2. Udara Instrumen
Instrumen Air (Udara Instrument) adalah udara bertekanan yang telah
dikeringkan atau dihilangkan kandungan airnya digunakan untuk mengerakan
peralatan instrument. Banyak instrumen-instrumen penumatik yang dipakai pada
hari ini mempunyai jalur jalannya udara dengan diameter yang sangat kecil seperti
restriksi, orifice dan lain-lain, dan tanpa memenuhi kualitas standar udara
instrumen untuk devais-devais tersebut, maka pasti akan ditemui kegagalan
operasi.Oleh karena itu udara tekan tersebut perlu diproses untuk memenuhi
syarat sebagai berikut:
• Mengandung kandungan air maksimum yang diijinkan agar instrumen tersebut
berfungsi secara memuaskan.
• Ukuran partikel yang terperangkap maksimum sehingga terhindar adanya
penyumbatan, terhindar dari goresan dan erosi pada jalur jalannya udara dan
orifice-orifice yang ada disebelah dalam instrumen-intrumen yang digunakan
tersebut.
• Mengandung kandungan minyak maksimum yang diijinkan untuk menghindari
malfungsi yang disebabkan adanya penyumbatan dan goresan-goresan pada
komponen-komponen tersebut.
14
Udara proses atau utilitis biasanya digunakan untuk mendayai suatu sistem atau
alat dimana perlu udara tekan dengan volume yang besar dan tidak perlu syarat –
syarat yang ketat seperti halnya instrumen pneumatik.
Udara utilitis biasanya tidak perlu membersihkan partikel-partikel atau air seperti
standar kualitas yang diperlukan oleh udara instrumen.
Tipe udara instrumen untuk industri biasanya terdiri dari beberapa hal berikut:
• Instrumen kompresor udara (bebas minyak)
• Pengering dan penyaring udara
• Pipa distribusi dengan pressure sefety valve
• Stasiun penurun tekanan
• Koneksi-koneksi instrumen lapangan
Sistem udara instrument adalah suatu sistem yang menghasilkan udara bertekanan
dengan pemakaian dan aplikasinya dalam industri, biasanya terdiri dari beberapa
hal, sebagai berikut:
· Kompresor udara, pengering dan penyaring udara
· Pipa distribusi dengan pressure sefety valve
· Stasiun penurun tekanan, koneksi-koneksi instrumen lapangan
15
Gambar 1 dibawah ini. menunjukkan sistem pneumatik instrumen sederhana
Gambar 1: Sistem dan Ekuipmen Udara Instrumen
a. Kompresor Udara
Kapasitas kompresor ditentukan oleh keperluan aliran udara plan. Pemakaian
udara pada plan ditentukan oleh jumlah maksimum pemakaian udara (kira-kira
0,02 m3/menit) untuk setiap devais dan adanya kebocoran. Unit kompresor
tersebut bisa berupa tipe reciprocating atau rotari, tunggal atau multistage, dan
biasanya digerakkan oleh motor listrik, turbin gas atau mesin disel.
16
b. Tangki Penampung
Tangki penampung udara dirancang berdasar jumlah kapasitas penyimpanan pada
sistem dan juga adanya tambahan untuk menghindari fluktuasi tekanan. Fungsi
lainya juga sebagai penguat dan pemisah antara udara dan air yang terkondensasi
dalam proses pembuatan udara bertekanan.
c. Penyaring dan Pengering Udara
Udara tekan yang baru saja keluar dari kompresor biasanya relatip basah, dan
mengandung kotoran-kotoran dan minyak, karena udara tersebut harus bersih dan
kering, maka perlu menghilangkan kandungan air dan kotoran-kotoran tersebut.
Filter atau penyaring berfungsi untuk menghilangkan partikel-partikel kotoran dan
kerak-kerak, dan juga untuk memperangkap air dan minyak. Dalam beberapa hal
ada gabungan antara filter dan regulator yang dapat digunakan sebagai catu udara
langsung pada transmiter atau valve tunggal.
d. Pipa Distribusi dan Pressure Safety Valve ( PSV )
Pipa utama yang digunakan untuk mengirim udara instrumen keseluruh plan
biasanya mempunyai diameter 50,8 mm (2 inch) skedul 40 dengan bahan dari
carbon steel. Pipa cabang catu udara yang menghubungkan header isntrumen
individu biasanya berdiameter 25,4 mm ( 1 inch) dengan bahan dari pipa galvanis,
sedang PSV berfungsi untuk membuang tekanan lebih.
e. Tekanan Catu Udara
Stasiun penurun tekanan dalam aplikasinya adalah sebuah pengatur tekanan
dengan berbagai ukuran dan tipe. Stasiun penurun tekanan berfungsi menurunkan
tekanan udara dari 700 kPa (102 psi) menjadi level yang dapat digunakan yaitu
140 kPa (20 psi). Untuk instrumen-instrumen biasanya menggunakan tekanan 20
– 100 kPa (3 – 15 psi), standar ISA S7.4 mengijinkan tekanan catu maksimum
140 kPa (20 psi). Tekanan catu ini harus cukup untuk mengirim volume udara
yang cukup, karen bila terlalu tinggi akan menyebabkan rusaknya instrumentasi
17
f. Koneksi Instrumen
Tubing catu udara dari pipa valve menuju ke regulator ukuran minimum harus 9,5
mm (3/8 inch) dengan bahan tubing berasal dari pvc jacketed cooper, plated
carbon steel atau stainless steel untuk menghindari tekanan drop yang berarti,
terutama untuk control valve. Untuk menghindari masalah vibrasi dapat
menggunakan koneksi tubing flexible air hose dengan pertimbangan terjadinya
preesure droop. Koneksi tubing hampir selalu bertipe fitting.
Fitting dengan tipe flare lama jarang digunakan meskipun masih dipakai pada
generator disel. Mur tubing harus tidak boleh longgar; pabrik seperti Swagelock
menyediakan gauge untuk mengecek kekencangan mur tersebut.
2.6. Proses Pembuatan Udara Instrumen
Pada proses pembuatan udara instrumen, udara pabrik yang berasal
kompressor masuk ke Instrument Air Receiver untuk dipisahkan kandungan
airnya dan sebagai penampung udara sementara pada tekanan 8.0 kg/cm2. Dari
Receiver ini, udara masuk ke filter inlet yang berfungsi untuk menyaring kotoran-
kotoran dan minyak yang terbawa dan kemudian udara masuk melalui 4-way
valve ke salah satu Dryer (A atau B) yang berisi Silica Gel atau Activated
Alumina. Kandungan air di udara (moisture) akan diserap oleh Silica Gel atau
Activated Alumina yang bersifat higroskopis. Setelah keluar dari Dryer, udara
yang telah kering disaring kembali di filter outlet. Udara Instrumen yang keluar
dari Dryer mempunyai tekanan 7.0 kg/cm2 dan titik embun (dew point): -40 oC
II.3. Aplikasi Udara Instrumen
Contoh aplikasi udara instrumen pada industri adalah :
1. Menggerakkan pneumatic control valve
2. Purging pada boiler
3. Flushing pada turbin
18
BAB III
PENUTUP
Udara dengan tekanan tertentu yang dibutuhkan sebagai tenaga penggerak
umumnya dapat diperoleh dari suatu mesin atau pesawat kompressor. Besarnya
tekanan udara yang disuplai dari suatu pesawat atau instalasi kompressor pada
umumnya konstan, karena kompressor dilengkapi dengan suatu sistem pengaturan
untuk mendapatkan tekanan akhir yang konstan. Mesin penggerak dari sebuah
kompressor yang dilengkapi dengan elektro-motor, dapat menghasilkan putaran
konstan atau dengan perubahan yang relatif kecil.
Prinsip kerja timbulnya tekanan gas (udara) yang menempati suatu bejana
tertutup adalah bahwa pada dinding bejana tersebut akan bekerja suatu gaya.
Besarnya gaya ini per satuan luas penampang dinding disebut sebagai tekanan.
Telah diketahui bahwa gas terdiri dari molekul-molekul yang bergerak terus-
menerus secara sembarang. Akibat dari gerakan tersebut, dinding bejana yang
ditempati akan mendapat tumbukan terus-menerus pula dari banyak molekul.
Tumbukan antar melekul yang terjadi akan menghasilkan suatu tekanan pada
dinding bejana, dan jika temperatur gas dinaikkan, maka gerakan molekul-
molekul akan menjadi semakin cepat. Pada kondisi tersebut, tumbuhan pada
dinding akan menjadi semakin sering dan tenaga impuls semakin besar, maka
tekanan pada dinding akan menjadi lebih besar, walaupun volume bejana tetap.
Jika volume menjadi lebih kecil (luas dinding berkurang) dan jumlah molekul
tetap, maka tumbukan yang terjadi persatuan luas dinding akan semakin besar
hingga tekanannya juga akan naik. Dengan pemberian atau pengaliran udara yang
lebih banyak, maka tenaga dorongnya akan lebih besar.
Sedangkan Instrumen Air (Udara Instrument) adalah udara bertekanan
yang telah dikeringkan atau dihilangkan kandungan airnya digunakan untuk
mengerakan peralatan instrument. Banyak instrumen-instrumen penumatik yang
dipakai pada hari ini mempunyai jalur jalannya udara dengan diameter yang
sangat kecil seperti restriksi, orifice dan lain-lain, dan tanpa memenuhi kualitas
standar udara instrumen untuk alata-alat tersebut, maka pasti akan ditemui
kegagalan operasi.
19
Daftar Pustaka
http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%20-
%20Compressors%20and%20Compressed%20Air%20Systems%20%28Bahasa
%20Ind.pdf
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/utilitas-pabrik/sistem-
utilitas-udara-tekan/
http://adiet-sanyojayacomponentsindonesia.blogspot.com/2011/05/compressor-
dan-sistim-udara-tekan.html
http://www.scribd.com/doc/105382904/materi-kompresor
Sularso, Haruo Tahara. 2006. Pompa & Kompressor. Jakarta : PT Pradnya
Paramita
http://kakap.wordpress.com/2011/03/31/udara-tekan-dan-penggunaannya/
http://abdisatu.blogspot.com/2011/02/air-instrument-system.html
20
21