PERANCANGAN SISTIM VENTILASI INDUSTI FAKULTAS ILMU IMU KESEHATAN

PERANCANGAN SISTIM VENTILASI INDUSTI FAKULTAS ILMU IMU KESEHATAN – JURUSAHAN KESEHATAN MASYARAKAT, PEMINATAN K 3 - INDUSTRI Ir. MUH. ARIF LATAR, MSc ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING, M. ARIEFF. L

1. PENDAHULUAN Ventilasi termasuk alat kontrol engineering (kerekayasaan) yang utama dan harus tersedia untuk mengurangi konsentrasi dari gas, debu, uap, asap dan kotoran di udara. Salah satu jenis ventilasi adalah Local Exhaust Ventilation (LEV). Local Exhaust Ventilation merupakan sistem yang menggunakan ventilasi khusus untuk mencegah atau mengurangi tingginya tingkat zat-zat berbahaya yang naik ke udara yang dapat dihirup oleh tenaga kerja di lingkungan kerja

KOMPONEN SISTIM VENTILASI LOKAL LEV terdiri 4 bagian: HOOD, DUCT WORK, AIR CLEANER FAN. STACK

GAMBAR-1, SISTIM VENTILASI LOKAL

• Duct – Single duct, hanya melayani satu sumber pengotor – Multiple duct, bercabang Gbr-2 Local exhaust system

CONTO ; Type, Multiple duct, bercabang Gbr-3, Type, Multiple duct,

PENGERTIAN Hood fungsinya untuk menangkap kontamian. Bentuk hood, kecepatan, serta arah di mana kontaminan dilepaskan perlu diperimbangkan dalam perancangan. Duct/PIPA, adalah jalan untuk membawa kontaminan ke bagian pembersih udara Air cleaner, adalah memisahkan kontaminan dari aliran udara sebelum masuk ke fan dilepaskan ke atmosfer Fan, merupakan alat penggerak udara yang menyediakan energi untuk menarik udara dan kontaminan kedalam system ex

PERANCANGAN HOOD

pengantar Hood merupakan komponen paling penting, karena efesiensi penangkapan merupakan kunci utama yang menentukan kinerja dari sistim ventilasi lokal. Komponen kedua adalah FAN yang merupakan alat penggerak udara yang menyediakan energi untuk menarik udara dari kontaminan kedalam sistim exhaust dengan mendistribusikan tekanan negative atau hisapan didalam saluran menuju hood.

Hood memiliki tiga jenis yaitu ; 1. enclosure, 2. canopy hoods, dan 3. capturing hoods,

Sebelum merancang hood hal yang perlu diketahui tetang informasi mengenai sifat dan karakteristik partikulat, posisi ergonomic pekerja dan leteratur yang mendukung desain hood. Dalam penentuan demensi hood perlu diperhat. Ikan bahwa besarnya hood harus lebih besar ≠ 1— 2 ft dari ukuran sumber, fungsinya agar hood dapat menjangkau seluruh kontaminan yang dihasikan sumber. Kecepatan aliran udara bergerak pada jarak X dari mulut hood adalah berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari luas bukaan hood.

HOOD DESAIN L = panjang garis sumber, ft Gambar, 4. 1 12/5/2020

Debit atau aliran udara yang dibutuhkan pada hood tergantung dari luas permukaan dan jarak antar sumbuh tengah sumber dengan mulut hood, dengan rumus persamaan adalah sebagai berikut: V = Q/(10 X 2 + Af) ---------- (5. 1) Dimana : V = kecepatan tangkap (fpm) Q = debit hisapan hood (cfm) X = jarak axis (ft), Catatan : persamaan hanya dapat digunakan untuk jarak X yang terbatas, yaitu dengan jarak X max = 1, 5 D Af = area bukaan hood, ft 2 D = diameter bukaan hood/sisi terpanjang hood persegi, ft

Gambar. 4 Kanopi hood Keterangan gambar ; Pada gbr 4. a, bentuk kanopi hood yang direkomendasikan, dan untuk gba 4. b bentuk kanopi hood yang tidak direkomendasikan.

Tinggi, D = 1. 20 m (4 ft) (jarak dari sumber ke konopi) Sisi, x = 0, 4 D Kecepatan tangkap, v 1 - = 0. 15 - 0. 20 m/s atau (30 - 40 ft/min) Aliran udara, Q = 1, 4 PDV (P= lingkaran tanki)

BAD GOOD Exhaust from the floor usually gives fire protection only

Gambar A, ENCLOSE Enclose the operation as much as prossible. The more competelity enclose the source. The less air requred for control

Gambar B : Direction of air flow BAD GOOD The hood should be located so the contaminant is removed away from the breathing zone of the worker

Gambar, C GOOD BAD THE HOOD SHOULD BE SO LOCATED AND SHAPED THAT THE ORIGINAL VELOCITY OF THE CONTAMINANT WILL THROW IT INTO THE HOOD OPENING

Q = debit hisapan hood (cfm) Q = V(10 X 2 + Af) Q = 0, 75 V (10 X 2 + Af) Q = V(5 X 2 + Af)

Perancangan SLOT

Slot adalah bagian dari komponen hood, seperti terlihat dalam gambar 5. 3 Gambar. 5. 3 Slot hood

Kriteria perancangan slot : Q = 350 cfm/ debit hisapan hood (cfm) Panjang hood = required working space Bench width = 24 in WG maximum Kecepatan duct ≥ 4. 200 – 4. 500 fpm he = 1, 78 VPslot + 0, 25 VPduct

Ket, L = panjang dari slot, ft W = lebar dari slot, ft C = koefisien konsentrasi 50 s/d 500 Falance slot --- Q = CLW

DUCT SISTEM

Duct merupakan salah satu instrumen yang penting dalam proses pengendalian pencemaran udara. Fungsi Duct untuk mengalirkan udara yang telah terkontaminasi dari hood menuju alat pengendali, dan kemudian udara tersebut akan dialirkan dari alat kontrol menuju fan

Pada saat fluida mengalir melalui saluran tertutup, timbul gesekan antara fluida dan dinding saluran yang menyebabkan terjadinya kehilangan tekan. Untuk udara perbedaan ketinggian tidak diperhitungkan. Sehingga, persamaan Bernoulli, kesetimbangan energi mekanik untuk aliran yang inkompresibel (yang diterapkan pada udara yang memiliki kehilangan tekan yang rendah) dapat dituliskan sebagai berikut; {(P 1/ ρ) + (v 12/2 gc) + ηw} = {(P 2/ ρ) + (v 22/2 gc) + hf} ------ (5. 2) Dimana P = tekanan statis , lbf/ft 2 ρ = densitas fluida, lbm/ft 3 v = rerata kecepatan linear fluida, ft/sec gc = konstanta gravitasi 32. 2 lbm-ft/lbf sec 2 η = efisiensi fan w = fan power, ft-lbf/lbm hf = kehilangan tekan akibat gesekan, ft-lbf/lbm

Dimana VP = kecepatan tekanan, in. WG V = kecepatan udara, ft/min 4005 = konstanta perubahan kehilangan tekan menjadi kecepatan udara (ft/min)/(in. H 20)1/2 Untuk densitas udara yang bukan standar VPact = (VPstd/ρstd) x ρact ----------------- (5. 4)

Prinsip umum perencanaan duct adalah sebagai berikut : Susunan duct harus terintegrasi dengan alat proses dan rencana sistem yang direncanakan Panjang duct dan jumlah belokan diusahakan untuk diminimalkan Jaringan duct disusun secara efektif sehingga mudah dalam pemeliharaan 5. 5. 2. Perencanaan Jaringan Duct Prinsip umum perencanaan duct adalah sebagai berikut : q Susunan duct harus terintegrasi dengan alat proses dan rencana sistem yang direncanakan q Panjang duct dan jumlah belokan diusahakan untuk diminimalkan q Jaringan duct disusun secara efektif sehingga mudah dalam pemeliharaan

5. 5. 3. Dimensi Duct Perencanaan duct dilakukan berdasarkan pertimbangan kecepatan minimum transpor partikulat untuk aliran udara kecepatan udara pada duct harus cukup tinggi hal ini berdasarkan pertimbangan agar dalam membawa kontaminan tidak jatuh dalam ruang duct Dimana: dc = diameter duct (ft) Q = debit udara (ft 3/menit) Va = kecepatan transpor (ft/menit)

5. 5. 4. Kehilangan Tekanan pada Duct Material duct Galvanized Black iron, Alumunium, PVC, stainless steel a 0, 0307 0, 0425 b 0, 533 0, 465 c 0, 612 0, 602

5. 5. 4. 5. Titik Percabangan Duct Faktor kehilangan tekanan percabangan sangat tergantung dari sudut yang terbentuk antara cabang duct dengan duct. . Benuk dari percabangan duct dapat dilihat pada Gambar 5. 5

5. 5. 4. 6. Kehilangan tekan pada pipa lurus Beberapa grafik telah dikembangkan untuk mendapatkan nilai kehilangan tekan pada duct yang lurus. Kebanyakan grafik ini berdasarkan penggunaan duct yang baru dan bersih. Kehilangan tekan pada duct lurus dapat dinyatakan berdasarkan Gambar Grafik 5. 6

. 5. 4. 7. Pembesaran dan penyempitan duct Pada pembesaran dan penyempitan duct akan terjadi perubahan kecepatan yang mengakibatkan kehilangan tekanan udara dalam duct, karena besarnya kehilangan tekanan sangat bergantung pada kecepatan dalam duct. Maka faktor kehilangan tekanan pada penyempitan atau pembesaran duct yang bergantung pada perbandingan diameter inlet dan outlet. Gambar. 5. 7 Bentuk penyempitan duct Gambar. 5. 8 Bentuk perbesaran duct

Tabel. 5. 6 Perolehan kembali Tekanan statis SP pembesaran - SP regain for expansions

5. 5. 4. 8. Belokan Duct Loss factor pada elbow sangat bergantung pada bentuk struktur belokan apakah memiliki sudut 90°, 30 - 60° Gambar. 5. 9, gambar 5. 10, dan gambar 5. 11 berikut ini.