Studi konfigurasi kontrol untuk proses evaporasi sirkulasi paksa

Abstract

Evaporator merupakan suatu unit operasi yang digunakan untuk memekatkan larutan yang terdiri dari solut yang sukar menguap dan pelarut yang mudah menguap. Salah satu jenis evaporator yang dipakai dalam industri kimia adalah evaporator sirkulasi paksa. Evaporator jenis ini digunakan untuk memproses larutan yang rentan menimbulkan fouling atau kristalisasi pada unit evaporator. Salah satu proses yang terjadi dalam evaporator sirkulasi paksa adalah adanya resirkulasi larutan ke dalam evaporator untuk mengurangi kemungkinan terjadinya fouling pada unit evaporator Namun, pada kenyataanya, evaporator sirkulasi paksa memiliki masalah dalam pengoperasiannya, seperti ketinggian cairan dalam evaporator yang fluktuatif, konsentrasi produk keluaran evaporator yang variatif, serta tekanan steam keluaran evaporator yang berubah-ubah. Hal ini disebabkan evaporator sirkulasi paksa merupakan proses multivariabel yang memiliki interaksi antar variabel. Maka dari itu, dibutuhkan metode untuk mengukur interaksi dalam evaporasi sirkulasi paksa serta konfigurasi dan desain kontrol yang cocok agar evaporator sirkulasi paksa dapat beroperasi dengan optimal. Pada penelitian ini, digunakan model dari unit evaporator sirkulasi paksa Newell dan Lee (Newell & Lee, 1989) sebagai replika dari evaporator sirkulasi paksa di industri. Model evaporator sirkulasi paksa Newell dan Lee digunakan untuk studi interaksi sistem kontrol multilup pada unit evaporator sirkulasi paksa serta menganalisis konfigurasi dan merancang sistem kontrol yang cocok untuk mengendalikan evaporator sirkulasi paksa Dengan demikian, metoda penelitian yang akan dilakukan adalah: 1. Model dari evaporator sirkulasi paksa Newell dan Lee dilinierisasi menggunakan metode deret taylor. 2. Dilakukan penurunan konfigurasi kontrol dari menggunakan model linier kemudian diukur dan dianalsis seberapa kuat interaksi dalam evaporator sirkulasi paksa Newell dan Lee dengan metode Relative Gain Array (RGA) dari masing-masing konfigurasi sekaligus membuktikan bahwa konfigurasi berbeda menghasilkan interaksi antarvariabel yang berbeda. 3. Sistem kontrol dirancang sesuai dengan konfigurasi dan interaksinya. Metode yang digunakan untuk merancang sistem kontrol adalah independent design dengan model diagonal dan model Effective Open-Loop Transfer Function (EOTF) serta sequential design Pada penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa pemilihan pairing yang tepat pada tahap awal perancangan pengendali merupakan cara yang paling efektif dibandingkan dengan pemilihan model pengendali yang memperhitungan interaksi antar lup (EOTF). Selain itu, perancangan pengendali dengan menggunakan metode independent design lebih cocok diterapkan pada proses MIMO dengan interaksi dibandingkan dengan metode sequential design. Hal ini karena penutupan salah satu lup akan mengakibatkan lup lain menjadi tidak stabil, sehingga metode sequential design tidak disarankan diterapkan sebagai model peracangan untuk proses MIMO dengan interaksi antar lup