Mukhlish Kusuma Irawan - presentasi

PERANCANGAN KONTROL pH
PADA PROSES TITRASI ASAM
BASA
Mukhlish Kusuma Irawan
NRP 2404 100 036
Dosen Pembimbing
Hendra Cordova, ST, MT.
Latar Belakang
pH adalah salah satu variabel yang harus dikontrol, terutama sekali
bila hasil (produk) pengolahan proses akan dikonsumsi mahluk
hidup. Pengolahan limbah (waste water treatment), industri dengan
bahan baku kimia dan penyedia air bersih adalah salah satu contoh
proses yang harus mempunyai unit sistem pengendalian tangki
penetralan pH (pH neutralization tank control system). Secara
aplikasi dan teoritisnya performansi disain sistem kontrol
bergantung pada ketepatan perancangan model proses dan strategi
kontrol yang diterapkan. Sehubungan dengan hal tersebut, model
pH terhadap penambahan konsentrasi pelarutnya biasanya
dilakukan secara eksperimental menghasilkan kurva titrasi, padahal
model teoritis akan sangat berguna untuk memprediksi prilaku
dinamika sistem secara keseluruhan. Kesulitan tersebut terjadi oleh
beberapa hal yaitu, model pH fungsi pelarutnya adalah non-linier
(seperti kurva “S” atau sigmoid), sehingga tidak ada jaminan
penambahan larutan asam-basa tertentu akan berbanding lurus
dengan nilai pH.
Perumusan Masalah
Pada pemrosesan titrasi asam-basa
diperlukan suatu sistem kendali yang
mampu untuk mengendalikan nilai pH
sesuai dengan set point yang diinginkan.
Permasalahan yang di hadapi adalah
proses titrasi asam-basa merupakan suatu
proses yang sifatnya nonlinier, sedangkan
pada penelitian ini di gunakan kontroller
PID yang mempunyai karakteristik linear. .
Batasan Masalah
–
–
–
–
–
Perancangan dilakukan berdasarkan pada
pemodelan matematika titrasi asam-basa reaksi
invarian (Gustafsson and Waller, 1983).
Data input yang digunakan adalah data laju aliran
asam HCl dan basa NaOH serta nilai
konsentrasinya.
Plant tempat titrasi asam-basa digunakan
pemodelan (simulasi) tangki CSTR (Continuos
Stirred Tank Reactor).
Sistem kontrol yang digunakan adalah sistem PID.
Nilai pH yang di kontrol adalah 3,5 sampai 9.
Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah
mendesain sistem pengendalian pH
menggunakan Pengendali linear yaitu
berupa kontroller PID dengan pemodelan
titrasi asam-basa berbasiskan pada
sintesa reaksi invarian (Gustafsson and
Waller, 1983) dengan studi kasus
menggunakan larutan asam HCl dan basa
NaOH.
Teori pH
Secara umum pH merupakan nilai derajat keasaman dari ion suatu
larutan atau partikel. Terdapat dua peneliti utama sebagai rujukan
dari model ini yaitu [Mc. Avoy] yang memperkenalkan pendekatan
fisika-kimia dan [Guftafson and Waller] memformulasikan reaksi
invarian untuk pendekatan fisika-kimia tersebut. Terminologi
“reaction invariant” atau dalam kosa kata Indonesia Invariant Reaksi
pertama kali diperkenalkan oleh [Fjeld], tetapi formulasinya untuk
proses pH diperkenalkan oleh Gustafsson and Waller sebagai
sebuah formulasi matrik dari pemodelan fisika-kimia (physicochemical). Model pH terbagi menjadi dua yaitu, model dinamik dan
statik (dapat dianalogikan dengan teoritis dan eksperimen).
Beberapa literatur mengenal dengan model Wiener. Stokiometri dari
reaksi kimia dan kesetimbangan muatan digunakan secara
serempak untuk membentuk persamaan reaksi invariant secara
aljabar sederhana.
Asam Lemah di titrasi Basa Kuat
Flowchart Metodologi Penelitian
Tangki Reaksi Kontinyu Penetralan pH
I/P
I/P c o n v e r te r
u (t)
c o n tr o lle r
q (t), cr(t)
HCl
p H t r a n s m it t e r
pH
sen so r
c i( t )
N aO H
V
co (t)
e fflu e n t
Skema Sistem Pengendalian pH