pengendalian distilasi
Post on 01-Mar-2018
239 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
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,
-
7/25/2019 pengendalian distilasi
2/13
Data fisik
o Si*at etanol aseton air %etil ester
# %r !g1mol" 53,0; 6
-
7/25/2019 pengendalian distilasi
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
+
+=
-
7/25/2019 pengendalian distilasi
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= #,
-
7/25/2019 pengendalian distilasi
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 $ang
diterima air pendinginH
Ec = mairCpair!t(2t("
-sumsi 4 Cp, , Cpair, %r tetap
linearisasi
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )00,D
0,Dd00,D0D
0
0,O
0,OO00,O0O
0
0,#
0,##00,#0#
TT%
&&&
%
T
%
&T
%
&T
TT%
&&&
%
T
%
&T
%
&T
TT%
VVV
%
T
%
VT
%
VT
++
=
++
=
++
=
-
7/25/2019 pengendalian distilasi
6/13
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
%r%Cp
ttCpm
%Cp
VTT
%
&&&
%
T
%
&T
TT%
&&&
%
T
%
&TTT
%
VVV
%
T
%
VT
dt
Td
(#airair#0
0,D
0,Dd00,D0
0
0,O
0,OO00,O0
0
0,#
0,##00,#0
+++
+
++
+
=
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
%r%Cp
ttCpm
%Cp
VTT
%
&&&
%
T
%
&T
TT%
&&&
%
T
%
&TTT
%
VVV
%
T
%
VT0ss
(#airss,airss,#
0ss
0,D
0,Dss,d
00,D0
0ss
0,O
0,Oss,O00,O0
0ss
0,#
0,#ss,#00,#0
+++
+
++
+
=
( ) ( )
%r%Cp
ttCpAm
%Cp
AVAT
%
&A&
%
TAT
%
&A&
%
TAT
%
VAV
%
T
dt
ATd (#airair#0,Dd
00,O
O00,#
#0
+++++=
( ) ( )Am
%r%Cp
ttCpA&
%
TA&
%
TAT
%
V
%
&
%
&AV
%
T
%Cpdt
ATdair
(#aird
0O
00,#0,D0,O
#0
++
++
=
Data stead$ state 4
To = ;(,< oC
% = 0,6 mol
V#,0= /,;# mol1jam
&O,0= 0,( x #,
-
7/25/2019 pengendalian distilasi
7/13
( )
( )
-
7/25/2019 pengendalian distilasi
8/13
blo tanpa pengendalian
Kurva
omposisi distilat dengan tanpa pengendalian
! Pengendalian Temperatur Kondensor
Diagram blo simulin pengendalian temperatur ondenser
-
7/25/2019 pengendalian distilasi
9/13
Kurva pada pengendalian temperatur ondenser dengan
menggunaan P2controller untu asus servoH
Parameter pengendali P2controller4
Kc = #
-
7/25/2019 pengendalian distilasi
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
-
7/25/2019 pengendalian distilasi
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 .
top related