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