SISTIM VENTILASI LOKAL LAPORAN DESIGN SISTIM VENTILASI LOKAL ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Ir. LATAR MUH. ARIF, MSc

BAB - II PENENTUAN UKURAN UKURAN UTAMA 2.1. DATA AWAL   halaman BAB - 1 PENDAHULUAN 1.1. PENGENALAN ……………………………….. 1.2. TUJUAN 1.3. PROSES PERENCANAAN 1.4 ACUAN 1.5 DEFENISI DAN ISTILAH BAB - II PENENTUAN UKURAN UKURAN UTAMA 2.1. DATA AWAL 2.2. BENTUK DAN LAY PROSES OPERASI RUANG KERJA 2.3. PENENTUAN DEMENSI 2.4. DESAIN DUCT 2.4.1. Penentuan Elbow dan Elbow Losses 2.4.2. Penentuan Branch Entry 2.5. PENENTUAN DEMENSI ATAU UKURAN HOOD DAN SLOT 2.5.1. Penentuan Ukuran atau Demensi Hood 2.5.2. Penentuan Ukuran atau Demensi Slot BAB- III PERHITUNGAN 3.1. LEMABARAN KERJA 3.2. HASIL PERHITUNGAN . BAB -IV HASIL PERANCANGAN 4.1. HASIL PERHITUNGAN BRNCH ENTRY 4.2. PERHITUNGAN DAYA FAN 4.2.1. Penilian Tekanan 4.2.2. Meng hitung Besarnya Daya Dan Putaran Fan BAB – V REKOMENDASI ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

PENGANTAR   Tugan perencanan Sistim Ventilasi Lokal merupakan tugas mata kuliah Ventilasi Industri selama satu semester 2 SKS, Jurusan Keselamatan dan kesehatan Kerja pada Fakultas Kesehatan Masyarakat ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

BAB - I PENDAHULUAN 1.1. PENGENALAN   Ventilasi industri salah satu alternatif untuk mengendalikan kondisi lingkungan kerja atau alat kontrol engineering (kerekayasaan) dengan menyuplay aliran udara bersih, ke area ruang tempat kerja guna menghilangkan kontaminan, atau proses pertukaran udara dengan cara pengeluaran udara terkontaminasi dari ruang tempat kerja, melalui saluran buang, dan pemasukan udara segar melalui saluran masuk Secara ideal, Sistim Ventilasi Lokal, terdiri dari 4 komponen, yaitu ; (i) hood, (ii) duct work, (iii) air cleaning device, dan (iv) fan, seperti telihat pada gambar 1.1 ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Gambar.1.1 Komponen Dasar Sistem Ventilasi Lokal

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1.2. TUJUAN Secara umum tujuan dari sebuah sistem ventilas industri, adalah sebagai berikut : Menyediakan pasokan udara segar di luar secara kontinu. Mempertahankan suhu dan kelembaban di tingkat yang nyaman. Mengurangi potensi bahaya kebakaran atau ledakan. Mencairkan konsentrasi kontaminan dalam udara di lingkungan tempat kerja Mengontrol kontaminan meliputi: menghilangkan penggunaan bahan kimia berbahaya atau material, pengganti dengan bahan kimia yang kurang beracun, atau perubahan proses ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Sedangkan tujuan dari sistim ventilasi local--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.3. PROSES PERENCANAAN Langkah –langkah awal Langkah kedua,   Langkah –langkah awal Untuk memulai proses perancanaan sistim ventilas lokal, yaitu --------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------   Langkah kedua, Yaitu mendapatkan data tentang hasil --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Peraturan Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi No.PER. 13/MEN/X/2011, tentang NAB (Nilai Ambang Batas) Faktor Fisika dan Kimia di Tempat Kerja. Istilah nilai ambang batas sama dengan Threshold Limit Values (TLV). Langkah ketiga Sket lay out sistim duct atau sisitim------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

1.4. ACUAN American Conference of Govermental Industrial Hygienis (ACGIH ) Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice for Operation and Maintenance ASHRAE-2012, Ashrae Handbook: Heating, Ventilating, and Air-Conditioning Systems and Equipment: Inch-Pound Edition Pedoman dalam mengatur persyaratan perancangan sistim ventilasi industri, yaitu : Standar American Conference of Govermental Industrial Hygienis (ACGIH),dengan mengunakan “VELOCITY PRESSURE METHOD CALCULATION SHEE”T ( ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

1.5. DEFENISI/ISTILAH Air Cleaner – Merupkan asoseris/perangkat pada sistim ventilasi lokal , yang berfungsinya membersikan kontaminan yang di tangkap oleh hood, dari berbagai jenis kontaminan seperti debu, gas, uap, dan asap. Air Horse Power (AHP) Kekuatan yang dibutuhkan untuk menggerakkan udara melalui sistem ventilasi terhadap tekanan tertentu Densitas/rapat massa didefenisikan dalam satuan massa per satuan volum. Satuan kerapatan dalam ketiga system satuan ialah ; satu kilogram per m3 (1 kg m-3), satu gram per cm3 (1 g cm-3), dan satu slug per ft3 (1 slug-3). Rapat massa dilambangkan dalam huruf Yunani ρ (rho)   Duct/pipa Duct work menyediakan jalan untuk membawa kontaminan ke bagian pembersih udara. Kecepatan dari udara dari saluran ini harus cukup tinggi untuk mencegah partikel-partikel besar pengendapan di dalam ducting Dust/ Debu mekanik yang dihasilkan partikel padat (misalnya dari penghancuran, pengeboran, menggiling, menyapu, atau penanganan bahan padat). ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

PENENTUAN UKURAN UKURAN UTAMA BAB - II PENENTUAN UKURAN UKURAN UTAMA 2.1. DATA AWAL   Data awal yang diberikan pada desain sistim ventilasi local, adalah data tugas mata kulaian ventilasi industry sesua dengan daftar hadir perkulihan ini ,dengan nomor kontrak ; 01/10/Sem.Genap/2012/2013. 1. Unit produksi pada XA, dengan data sebagai berikut : Duct velocity ------------------------------ 3.500. fpm Air flow slots velocity ------------------- 400 fpm   2. Elbow 1- 900 ------------------------------------ 1 1- 450 ------------------------------------ 0,50  4. Entry Entry sudut Ø = 450 Entry loss coefisien ------------------------- 0,28 5. Diameter dan panjang duct, telah ditentukan dengan nomor kontrak, 01/10/Sem.Genap/2012/2013 6. Debit tangkap minimum,atau volume flow rate suplay (Q) cfm Hood B (Kanopi hood ------------------------------------- 19.600 cfm Hood A (Kanopi hood) ----------------------------------- 19.600 cfm ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

2.2. BENTUK DAN LAY PROSES OPERASI RUANG KERJA   2.2. BENTUK DAN LAY PROSES OPERASI RUANG KERJA  Pertimbangan desain sangat tergantung bentuk dan lay out peores operasi, ruang kerja dan bentuk kontruksi bangunan Gambar -1 : BENTUK KONTRUKSI BANGUNAN

Gambar – 2 : SKEMA SISTEM SALURAN PIPA

2.3. PENENTUAN DEMENSI Nomor Detail A - C 19.600 26 14 1- 900 B – C 8   Dari data awal yang diketahui dan bentuk dan ukuran kontruksi bangunan pada gambar 1, gambar 2, maka ditetapkann sebagai berikut, pada table- 1.1.  Tabel- 1.1. Ukuran nomor detail, flow rate, diameter dan panjang pipa , elbow dan enteries TABEL – 1.1 Nomor Detail cfm Required Duct Diameter inches Panjang/ Strainght Run, ft Elbows Entries A - C 19.600 26 14 1- 900 B – C 8   1 - 450 C - D 33 7 C (air cleaner) D -E 20.000 34 13 1-600 D (fan) 21 E - F 21.000

2.4. DESAIN DUTC Tabel. 2 Ukuran detail duct UKURAN Gambar 2., adalah sistim pemipaan atau jaringan duct disuatau pabrik XA. terdiri dari : Panjang duct yang akan dibutuhkan pada perencanaan ini sebesar 55 ft, yang terdiri dari potongan duct atau segmen duct seperti terlihat pada tabel. 2   Tabel. 2 Ukuran detail duct UKURAN Potongan/Segmen Duct A -C B -C C -D D -E E -F Diameter (inch) 26 33 34 Panjang (ft) 14 8 7 13 ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

Elbow Loss Coefficient 2.4.1. Penentuan Elbow dan Elbow Losses Prinsip perencanaan elbow pada sistim jaringan duct oleh (ACGIH), dan gbar 3, didapatkan data tabel. 3. pemilihan bentuk “elbow -5 spicie” seperti gambar.3 ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Gambar. 3 Data perencanaan Elbow Losses (ACGIH- date,1-95) Tabel. 3 Degree Elbows dan Elbow Loss Coefficient Potongan/ Segmen Duct Elbows degree Elbows Elbow Loss Coefficient A - C 1 - 900 1 0,19 D - E 1 - 600 0,67 0,24

Entry Loss Coefficient 2.4.2. PEMELIHAN ALTERNATIF BRANCH ENTRY Pemilihan alternative bentuk brach entry tergantung pada bentuk kontruksi, saluran pipa yang dinginkan , pada desain ini diambil bentuk prefereddengan sudut maximal θ = 450 , gambar 6, Potongan/Segmen Duct Entry Entry Loss Coefficient B - C 1 - 450 0.28   Gambar.4 Tipe Braches yang dipilih adalah Preferred dengan sudut kemiringan 450,dalam desain ini (sumber, ACGIH)

Kondisi Penyebaran Kontaminan 2.5. PENENTUAN DEMENSI ATAU UKURAN HOOD DAN SLOT Penentuan Ukuran atau Demensi Hood Dalam penentuan demensi hood perlu diperhatIkan bahwa besarnya hood harus lebih besar ≠ (1- 2) ft dari ukuran sumber, fungsinya agar hood dapat menjangkau seluruh kontaminan yang dihasikan sumber. Tabel -5, menunjukkan kecepatan tangkapan untuk berbagai proses. Tabel .5 Kecepatan Penangkapan Dalam Berbagai Proses Kondisi Penyebaran Kontaminan Contoh Kecepatan Tangkap (fpm) Dilepaskan tanpa kecepatan Penguapan dari wadah 50-100 Dilepaskan dengan kecepatan rendah menuju udara yang tenang Wadah semprot, pengisian kedalam wadah, proses transfer dengan kecepatan rendah, penglasan. 100-200 Dilepaskan secara aktif menuju zona dengan aliran udara yg cukup cepat. Proses penyemprotan cat, proses penghancuran. 200-500 Dilepaskan dengan kecepatan yang cepat menuju aliran udara yang sangat cepat Proses penggilingan, abrasive blasting, tumbling 500-2000 ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Sumber : Danielson 1973

jumlah hood 2 buah Canopy hood ,--------- Hod A, dan Hood B dengan sudut 450, di letakan diatas bangku pada jarak X = 60 cm atau 2 ft dari mulut hood . Debit atau aliran udara yang dibutuhkan pada hood, telah ditentukan sebesar 19.600 (data awal), untuk itu perlu dikoreksi kembali apakah debit atau aliran udara/volume florw rate (Q), memenuhi syarat yang ditentukan atau tidak. ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Gambar. 5 Penentuan Ukuran Hood,Sumber ACGIH

Q = V (10 X2 + Af) Keterangan gambar ; Untuk gambar.4   Untuk gambar.4 Tinggi, X = 0.60 m (2 ft) (jarak dari sumber ke kanopi) Sisi, D = 0,4 X Kecepatan tangkap, v1 = 200 -500 fpm Cross-Sectional Area Af = 10 x 30/144 = 2,1 ft2 Q = V (10 X2 + Af) Q = debit hisapan hood = ( 8.420 – 21.050) cfm ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Dari hasil perhitungan koreksi kembali yaitu, memnuhi syarat, yaitu kecepatan tangkap pada hood Vhood = (200 – 500) fpm, maka debit atau aliran udara/volume florw rate (Q) =8.420 -21.050 cfm, maka Debit atau aliran udara yang dibutuhkan pada hood, telah ditentukan sebesar 19.600 (data awal), memenuhi kntentuan standar yang ditetapkan, seperti disajikan pada table.6

Tabel .6 Kecepatan Penangkapan dalam Berbagai Proses Detail Hood Kecepatan tangkap (fpm) Debit tangkap (cfm) Debit minimum Hood A (Kanopi hood)` 200 -500 8.420 -21.050 19.6000 Hood B (Kanopi hood) 19.600 Sistim proses kerja di tempat kerja dengan kondisi penyebaran kontaminan dilepaskan secara aktif menuju zona dengan aliran udara yg cukup cepat, maka sistim ventilasi dengan Canopy hood adalah cocok untuk digunakan ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

Penentuan Ukuran atau Demensi SLOT Slot dalah bagian dari komponen hood, Untuk menentukan kecepatan aliran udara dalam slot /Slot Velocity Vs , kecepatan Slot pada perencanan ini di Kecepatan Slot ----–Vs = 400 fpm, dengan Cross-Sectional Area A= 2 ft2. Koefisien kehilangan pada Slot sebesar 1,78 (diambil dalam tabel)   ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Gambar.6, Hood Entry Loss Factors Sumber : American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) 1988, Figure 5-15- Hood Rntry Loss Factors Industrial Ventilation : A Manual of Recommended Practice, 23rd Edition. Copyright 1988

III. DESAIN PROSEDUR 3.1. DESAIN DUCT UKURAN A-C B-C C -D D-E E - F POTONGAN A-C B-C C -D D-E E - F Diameter (in) 26 24 33 34 Panjang (ft) 14 8 7 13 UKURAN POTONGAN Elbow Bran Entri Loses Loss friction A- C 1 -90 - 1,00 B-C 1-45 0,28 D-E 1-600 0,666

BAB – III PERHITUNGAN 3.1. LEMABARAN KERJA   BAB – III PERHITUNGAN 3.1. LEMABARAN KERJA Dari hasil perhitungan yaitu untuk mengetahui distribusi volume flow rate, duct velocity, slot velocity, slot static pressure, hood static pressure, duct SP loss, dan qumulatif static pressure, Fan SP dan Fan TP. Denagan data hasil perhitungan besar daya , dan putaran Fan yang akan digunakan. 3.2. HASIL PERHITUNGAN Dari hasil perhitungan pada hasil perhitungan dengan data sbb : SP out let = 2,249 inc WG SPin let = - 2,2O2 inc WG VPin let = 1,8345 inc WG VPout let = 0,6916 inc WG Q = 20.000 cfm ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

BAB -IV HASIL PERANCANGAN 4.1. HASIL PERHITUNGAN BRNCH ENTRY No, Duct Diameter (inci) Duct Area (sq.ft) Q (cfm) V (fpm) VP (“wg) SP (‘wg) (1)`= A – C 26 3,687 19.600 5.316 1,7618 -2,728 (2) = B - C -2,812 (3) = C - D 33 5,9396 3.299 0,6789 -0,874 ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

4.2. PERHITUNGAN DAYA FAN Data yang diperlukan untukmenentukan besarnya daya HP= House Power dan Putaran (rpm), Fan yang digunakan dalam desain ini adalah : N = jumlah blades, Q=volumemetric flow rate, FSP = Fan Static Pressure, FTP = Fan Total Pressure  

Rumus yang digunakan sebagai berikut : 4.2.1. Penilian Tekanan Rumus yang digunakan sebagai berikut :    FSP = SPout let - SPin let - VPinlet FTP = FSP + VPout let BHP = (FTP * Q)/(6356*n)

Dari hasil perhitungan pada hasil perhitungan dengan data sbb : SP out let = 2,249 inc WG SPin let = - 2,2O2 inc WG VPin let = 1,8345 inc WG VPout let = 0,6916 inc WG Q = 20.000 cfm ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Fan SP = SP outlet - SP inlet - VP inlet = 2,249 – (-2,202) - 1,8345 = 2,616 in WG  

Dari hasil perhitungan pada hasil perhitungan dengan data sbb : SP out let = 2,249 inc WG SPin let = - 2,2O2 inc WG VPin let = 1,8345 inc WG VPout let = 0,6916 inc WG Fan SP = 2,616 inc WG   FTP = Fan SP + VP0ut let = 2,616 + 0,6916 = 3,308 in WG ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Fan SP = 2,616 inc WG FTP = 3,308 inc WG Q = 20.000 cfm

Meng hitung Besarnya Daya Dan Putaran Fan   Ƞ = Q * FTP = Q * (FSP + VP0ulet) CF *PWR CF * PWR Dimana : Ƞ = mechanic eficiensy, garafik-106 Q = volumetric rate , cfm FTP = fan tekanan total FSP = fan tekanan static PWR = power rekruitmen, HP CF = Konfersi factor, 6356 ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

PWR = Q * FTP 6356 * Ƞ PWR= 20.000 * 3,308 = 14 HP 6356 * 0,73 diketahui : Ƞ = mechanic eficiensy = 73 % Q = volumetric rate = 20.000 cfm FTP = fan tekanan total = 3,308 in WG PWR= 20.000 * 3,308 = 14 HP 6356 * 0,73   ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

Ƞ (mechanic eficiensy) = 73 % BHP = 14 HP, maka RPM = 4.200 Dari grfik diatas, dimana : Ƞ (mechanic eficiensy) = 73 % BHP = 14 HP, maka RPM = 4.200  

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

BAB – V REKOMENDASI Dari hasil desain system ventilasi “ Lokal Exhaust Ventilsi direkomendasikan sebagai berikut , No, Duct Diameter (inci) Duct Area (sq.ft) Q (cfm) V (fpm) VP (“wg) SP (‘wg) (1)`= A – C 26 3,687 19.600 5.316 1,7618 -2,728 (2) = B - C -2,812 (3) = C - D 33 5,9396 3.299 0,6789 -0,874   FSP-------2,616 “wg BHP ---- 14 HP FTP-------3,308 “wg RPM ----- 4.200 Daun Propeler/jumlah blades (n) = 3 Fan type, Centifugal Size/diameter fan =26 inc Air Clenaner/pembersih udara; Siklon, diameter badan = 1,2 M, tinggi inlet = 0,6 M, panjang badan = 1,8 M Data Bln, 28 Mei Th, 2013 Dapertemen K3-Esa Unggul ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

Yang mendesai,----------------Nama ----------------------tanda tangan, Resume, Dengan hasil rancangan ini direkomendasikan kepada bagiam produksi untuk melaksanan pembanguanannya,   Jakarta, Mei 2013 Yang mendesai,----------------Nama ----------------------tanda tangan, ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING DAFTAR PUSTAKA,   American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). Industrial Ventilation, a Manual of Recommended Practice . 1998. Industri Ventilasi, Manual Praktek Fitur. 23th ed Air Movement and Control Association (AMCA). . Arlington Heights, IL: Air Movement and Control Association. 1988.. Publikasi AMCA Satu Heights Arlington American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). Handbooks and Standards Burgess, WA et al. 1989. Ventilation and Control of the Work Environment. New York: Wiley Interscience Moody, L. F. (1944), "Friction factors for pipe flow", Transactions of the ASME 66 (8): 671–684  Patty's Industrial Hygiene, Volume 1, diedit oleh Vernon E. Rose,Barbara Cohrssen,Capter -24, Industrial Ventilation, Robert.D. Soule CIH,CSP Sheet Metal and Air Conditioning Contractors National Association (SMACNA). SMACNA Publications. Arlington, VA: Sheet Metal and Air Conditioning Contractors National Association. NIOSH, Occupational Diseases - A Guide to their Recognition, in Publication No 77-181. 1977. 2,. Williams PR, Knutsen JS, Atkinson C, Madl AK, Paustenbach DJ. 3. Williams PR, JS Knutsen, C Atkinson, AK Madl, Paustenbach DJ. Airborne concentrations of benzene associated with the historical use of some formulations of liquid wrench. J Occup Environ Hyg. 2007; 4 (8):547–561. McMinn BW. 4. McMinn BW. Control of VOC emissions from ink and paint manufacturing processes. Pengendalian emisi VOC dari tinta dan proses manufaktur cat. CT Center. Environmental Protection Agency. 1992. CT Center. Environmental Protection Agency. 1992. Bahan Mata kuliah Ventilasi Industri ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

Terima Kasih ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING