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

PENGANTAR   Tugas 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 - 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

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

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   Untuk memulai proses perancanaan sistim ventilas lokal, yaitu pemilihan (seleksi), perancangan sistim, dan perancangan proses, Gambar dibawah adalah pemetaan area pabrik X, dan dari data temuam –temuan tersebut akan diketahui bentuk dan lay out proses operasi, ruang kerja dan bentuk kontruksi bangunan ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Gambar.1.2. Skema Sistim Pemipaan Duct, penggunaan Elbow, dan Brach Entry

3. Langkah ketiga Perancangan Hood, 2. Langkah kedua,   Yaitu mendapatkan data tentang hasil pengukuran kosentrasi, partikulat, gas, asap, atau uap untuk melihat batas pemaparan. Untuk perlu diadakan usaha- usaha mengantisipasi, pengenalan/rekoknisi, evaluasi faktor-faktor lingkungan yang timbul di/dari tempat kerja. Di Indonesia perihal batas pemaparan dituangkan dalam 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). 3. Langkah ketiga Perancangan Hood, Setelah mengetahui iformasi tentang besarnya kosenrasi dan karakteristik dari kadar polutan/debu di udara lingkungan tempat kerja dan posisi ergonomis pekerja. Jarak atau tingginya (x) hood kurang lebih besar ≠ (1- 2) ft dari ukuran sumber, fungsinya agar hood dapat menjangkau serta menangkap seluruh kontaminan ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

4. Langkah keempat 5. Langkah kelima   4. Langkah keempat Perancangan air cleaner atau alat pengendali partikulat dibutuhkan apabila partikulat yang dihisap memiliki nilai untuk di daur ulang atau mencemari lingkungan bila dibuang ke-atmosfir memberikan dampak.Alat pengendali yang digunakan pada percontohan ini adalah Cyclone , yang merupakan alat mekanis sederhana yang digunakan untuk menyisihkan partikulat dari aliran gas. Cyclone cukup efektif untuk menyisihkan partikulat kasar dengan diameter >10 mm. Prinsip penyisihan partikulat dari aliran gas pada alat ini adalah dengan memanfaatkan gaya sentrifugal sehingga jika gaya sentrifugalnya besar maka efisiensi penyisihan partikulat juga akan tinggi 5. Langkah kelima Faktor yang umumnya dibutuhkan untuk memilih fan yang tepat adalah tipe dan konsentrasi kontaminan (debu, liquid atau gas hasil dari pembakaran) yang akan dialirkan, area yang dibutuhkan untuk instalasi alat, dan kebisingan yang ditimbulkan merupakan hal-hal yang perlu diperhatikan. 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

PENENTUAN UKURAN UKURAN UTAMA ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

2.1. Penentuan Demensi   Data awal yang diketahui adalah bentuk dan ukuran kontruksi bangunan pada gambar 2.1, maka ditetapkan demensi sebagai berikut ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Gambar,2.1. Plan View, Elbow-3 buah (600 ,450 ), Barch Entry 1 buah

UKURAN Potongan/Segmen Duct A -C B -C C -D D -E E -F Diameter (inch) ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING 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

Elbow Loss Coefficient Penentuan Elbow dan Elbow Losses  Dari gambar 2.1, perencanaan elbow pada sistim jaringan pipa gambar 2.2, makaMdalam perencanaan ini pemilihan bentuk “elbow -5 spicie” seperti pada gambar 2.3 ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Gambar. 23 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 Penentuan Branch Entry Branch entry pada sisitim jaringan pemipaan (duct). Brach entri yang digunakan dalam perencanan ini , sebanyak 1 buah, yaitu berbentuk preferred dengan sudut maximal , θ = 300, terlihat pada gambar. 2.4 Potongan/Segmen Duct Entry Entry Loss Coefficient B - C 1 - 450 0.28   Gambar. 2.4 Tipe Braches yang dipilih adalah Preferred dengan sudut kemiringan 450,dalam desain ini (sumber, ACGIH)

Penggunan Material Pipa/Duct Jenis material pipa yang di gunakan dalam perancangan ini adalah material “ Galvanized sheet duct” tabel 2.4 ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

Kondisi Penyebaran Kontaminan 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 : OSHA standard, ANZI Z.9.1 , dan HSE

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 Untuk menghitung kecepatan tangkap (V) dan besarnya debit hisap (Q) berdasarkan jenis dan tipe sloot, seperti pada gambar 2.7.   Untuk menentukan kecepatan aliran udara dalam slot /Slot Velocity Vs, kecepatan Slot pada perencanan ini di tentukan sebesar ----– Vs = 400 fpm, dengan Cross-Sectional Area Hood- A = 1,8 ft2, dan Hood –B = 5,2 ft2 . Koefisien kehilangan pada Slot sebesar 1,78 (diambil dalam perencanan pada gambar 2.7). ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

Kehilangan Tekanan Pada Hood  Kehilangan tekanan yang terjadi pada hood sangat berhubungan dengan ukuran hood, pada rancangan ini pada gambar 2.5 dan gambar 2.6, dan kecepatan udara pada duct ,dengan kecepatan tangkap (200 -500) fpm. Untuk duct entry loss, atau kehilanganberhubungan dengan tekanan kecepatan udara di duct karena adanya faktor kehilangan tekan pada saat masuk di hood (Fh), dalam perencanaan ini sesuai bentuk dari hood berbentuk persegi Sebesar 0,25 (gambar 2.8) ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING Gambar 2.8 ; Sumber Gambar.6.27 Hood entry loss, he, Sumber ; William Popendarf, Industrial Hygiene Control of Airborne Chemical Hazard , hlmn -170 Ventilasi Industri-Dasar-dasar pengtahuan dan perencanaan sistim ventilasi industri

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

PERHITUNGAN ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING

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 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  

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

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