SISTIM VENTILASI PENGENCERAN UDARA

(1)

G

Ir. LATAR MUH. ARIF, MSc

11

/1

9/

20

(2)

ET

1. PERSAMAAN VENTILASI PENGENCERAN UDARA

2. MENGHTUNG KOSENTRASI KONTAMINAN / Contaminant Concentration Build Up

3. NILAI AMBANG BATAS/MIIXTURES- DILUTION

4. VENTILASI PENGENCERAN UDARA UNTUK LEDAKAN BAHAYA KEBAKARAN DAN LEDAKAN

(3)

11

Umumnya digunakan untuk mengontrol uap dari cairan organik

dengan NAB



100 ppm ,atau bds



Keterbatasan untuk sistim ventilasi pengenceran udara

adalah:

Jumlah kontaminan yang dihasilkan tidak terlalu besar,

dengan laju aliran udara yang diperlukan untuk pengenceran

tidak praktis.



Pekerja harus berada pada jarak yang tepat dari sumber

kontaminan , dan harus dalam konsentrasi yang cukup

rendah sehingga pekerja tidak akan memiliki eksposur yang

melebihi NAB yang ditetapkan.



Toksisitas kontaminan harus rendah.

(4)

(5)

11

Rate of accumulation = Rate of generation – Rate of removal

dimana :

V = volume ruang

G = generation rate

Q’ = efektif volumetric, flow rate

C = kosentrasi gas atau uap

t = waktu

Tingkat akumulasi = tingkat generatioan - tingkat penghapusan

(6)

ET

dC = 0, maka --- G.dt = Q’.C.dt, dari persamaan integrasi dapat ditulis,

¿

∫

Untuk kosentrasi (C) konstan, dan generation rate (G), dideferensialkan sebagai berikut ,

G(t₂ - t₁) = Q’.C (t₂ - t₁)

(7)

K - Faktor keamanan lihat gambar

Dalam hal apapun, penggunaan rumus di atas membutuhkan pengetahuan yang cukup tepat nilai-nilai dan K yang harus digunakan,

Q’

=

...

4.3 dimana ,

Q’ = efektif laju alir, cfm

(8)

11/19/2018

ETAPRIMA SAFETY ENGINEERING, M.ARIEFF.L

Q’

=

... 4.3

dimana ,

Q’ = efektif laju alir, cfm

Q = aktual vintilation rate, cfm

K = faktor keamanan (K = 1- 10)

Kosenderasi K faktor, memiliki makna sbb ;

1. Angka faktor K antara 1 s/d10 (gambar, 4.1)

2. Toxit solvent ;

Rendah

:

TLV > 500 ppm

Sedang

:

TLV 100 = 500 ppm

(9)

(10)

ET

Faktor keamanan - K, di mana dan memiliki makna :

1. Sebuah nilai K antara 1 dan 10 (gambar, 4.1) harus dipilih sebagai fungsi dari kemanjuran campuran udara di ruang yang diberikan, dari toksisitas pelarut (semakin kecil, semakin besar nilai K akan), dan setiap keadaan lain yang dianggap relevan oleh (ACGIH), antara lain, mengutip lamanya proses, siklus dari operasi dan lokasi yang biasa para pekerja sehubungan dengan sumber-sumber emisi polutan, jumlah sumber-sumber dan lokasi mereka di ruang diberikan, musiman perubahan jumlah ventilasi alami dan pengurangan diantisipasi dalam keberhasilan fungsional dari peralatan ventilasi sebagai kriteria menentukan lain.

2. Jumlah polutan yang dihasilkan mungkin cukup sering diperkirakan dengan jumlah bahan tertentu yang dikonsumsi dalam proses yang menghasilkan polutan. Jadi, dalam kasus pelarut, jumlah yang digunakan akan menjadi indikasi yang baik dari jumlah maksimum yang dapat ditemukan di lingkungan.

3. Toxit solvent ;

Rendah : TLV > 500 ppm, atau bds

Sedang : TLV 100 = 500 ppm, atau bds

(11)

ET

rekomendasi teknis seperti nilai-nilai ambang batas (NAB) , (TLV- ACGIH), yang merekomendasikan bahwa tingkat ventilasi dihitung dengan rumus

Konsentrasi gas atau uap pada kondisi mapan dapat dinyatakan oleh persamaan material,

Q’ =

dimana ;

G = generation rate BJ = berat jenis

ER = tingkat emisi,liter/menit BM = berat melekul

(12)

(13)

Masalah -1 :

Metil Clorofom menguap dari tangki pada tingkat 1,5 per 60 menit. Temukan aliran udara ; (i) Q’ efektif aliran udara dan (ii) aktual

ventilation rate Q yang diperlukan untuk mempertahankan tingkat pemaparan di bawah TLV/NAB?.

Solus

i:

NAB (Metil Clorofom) = 350 bds,(NAB, Pernennakertrans No.PER.13/MEN/X/2011

BJ = 1,32 , BM = 133,4

K - diasumsikan ( K = 5)

Mengingat: - ER = 1,5/60 liter /menit

(14)

ET

Metil Klorida menguap dari tangki pada tingkat 0,24 cfm. Tentukan besarnya aliran udara (Q ) yang diperlukan untuk mempertahankan tingkat pemaparan di bawah 50 bds.

bds= bagian dalam sejuta (bagian uap atau gas perjuta volume dari udara yang terkontaminan)

Q’ = efektif laju alir, dalam cfm

Q = aktual vintilation rate, dalam cfm K = faktor keamanan (K = 1- 10) BJ = berat jenis

ER = tingkat emisi, dalam liter/menit BM = berat melekul

(15)

ET Untuk Metil Klorida, no.Gas ; Metil Klorida (74-87-3)

Dampak, gannguan sistim saraf pusat, kerusakan di hati dan ginjal, kerusakan di saluran tentis,efek teratogenik

(16)

ET waktu, dalam menit, t₂ = waktu akhir, dalam menit) terjadi perubahan kosentasi C₁ ke C₂ ( C₂ = akhir konsentrasi dalam ppm , C₁= awal konsentrasi dalam ppm) dihitung secara deferensial sebagai berikut :

�� −�′�

=

��

Mengatur kembali persyaratan dan diintegrasikan dari waktu t1 ke t2 dan kosentrasi C1 ke C2 ,

didapatkan persamaan dibawah ini :

(17)

ET

Untukmengitung selang waktu t₂– t₁, atau  t, dilihat persamaan 4.7

∆

_�

=

−

�

′

[

��

(

�

−

�

′

�

₂

�

−

�

′

�

1

)

]

… … … …

.4 .7

Untuk C ₁= 0, persamaan 4.7,menjadi persamaan 4.8

∆

_�

=

−

_�

�

_′

[

��

(

�

−

�

′

�

₂

(18)

ET

C₂, adalah penumpukan konsentrasi dalam ppm atau parts/106_{(misalnya jika ppm y,}

gunakan y/106)

Untu nilai-nilai faktor K, digunakan persamaan,

Δt = K * (V / Q) * ln [G / {G – (Q / K) * C

₂

}] ...4.10.a



�

₌

�

∗

�

(19)

ET

Konsentrasi awal adalah nol di ruang volume 4.500 m

3.

. Sebuah sumber

toluena dioperasikan selama setengah jam dengan laju aliran udara 1,0

cfm. Temukan laju alir sehingga konsentrasi tidak melebihi NAB= 50 bds.

Gunakan rasio pencampuran K= 4.

Penyelesaian ,

Untuk awal konsentrasi awal nol, selama setengah jam atau 30 menit, dihitung sebagai berikut ,

Δt = K * (V / Q) * ln [G / {G – (Q / K) * C ₂ }]

Dimana

K - adalah faktor untuk pencampuran tidak lengkap, V - adalah volume dalam kaki ³atau ft³,

Q - adalah laju alir aktual dalam cfm, G - adalah tingkat generasi dalam cfm

C₂ - adalah penumpukan konsentrasi dalam ppm atau parts/10 6 (misalnya

(20)

ET

Tingkat generasi (G), dihitung dengan persamaan ;

G = (403 * 10

6

* BJ * ER) / (BM * C

(21)

(22)

11

4.4. Rate Purging/Pembersihan

(lihat

bgr-4.3)

Untuk kasus ini,

(23)

(24)

�=�.

(

�_�

)

.��

(

�_�1

2

)

C 1 dan C 2 adalah awal dan akhir konsentrasi

K = 2,

V = 750 ft ³, --- 750 ft3_{= 212, 325 m}3)

Q = 500 cfm,

C 1 = 2500 ppm, C 2 = 150 ppm.

= 8,44 menit

K = 2,

V = 200 m³ = 7.062,93 ft ³, Q = 500 cfm,

C 1 = 2500 bds, C 2 = 150 bds.

(25)

N

C = observed atmospheric concentration

TLV = corresponding threshold limit

Apabila terdapat lebih dari satu bahan kimia berbahaya yang bereaksi terhadap sistim atau organ yang sama, di suatu lingkungan kerja, maka kombinasi pengaruhnya perlu diperhatikan, efek gabungan mereka dikenal sebagai efek aditif harus diberikan pertimbangan utama.

Nilai Ambang Batas (NAB) ampuran dari bahan kimia tersebut, dapat diketahui dengan menghitung dari jumlah perbandingan diantara kadar Nilai Ambang Batas (NAB) masing- masing dengan rumus- rumus sebagai berikut

(C

₁

/NAB

₁

) + (C

₂

/NAB

₂

) +… (C

_n

/NAB

_n

)

= ... ...4.13

(26)

ET

Keadaan umum, (Permennakertrans Nomor PER.13/MEN/X/2011 TAHUN 2011, tentang Nilai Ambang Batas Faktor Fisika dan Kimia di Tempat Kerja)

(C

₁

/NAB

₁

) + (C

₂

/NAB

₂

) +……… (C

_n

/NAB

_n

) > 1

Contoh 1.a

Udara mengandung 400 bds Aseton (NAB=750 bds), 150 bds Butil asetat sekunder (NAB=200 bds), dan 100 bds Metil etil keton (NAB=200 bds).

(C₁/NAB₁) + (C₂/NAB₂) +……… (C_n/NAB_n) > 1 = (400/750) + (150/200) + (100/200)

= 0,53 + 0,75 + 0,5 = 1,78 =(> 1, maka terlampaui)

(27)

ET komposisi bahan-bahan kimia diudara dianggap sama degan komposisi campuran diketahui dalam % (persen) berat, sdangkan NAB campuran dinyatakan dalam milligram per meter kubik (mg/m3)

NAB

_campuran

= [{1/ (fa/NAB

_a

) + (fb/NAB

_b

) + ……..(fn/NAB

_n

)}]

Contoh 1.b

Zat cair mengandung 50 % heptan (NAB= 400 bds atau 1640 mg/m3), 30 % metil

kloroform (NAB=350 bds atau 1910 mg/m3), 20 % perkloroetelin (NAB= 25 bds

(28)

ET

(29)

ET

4.6. VENTILASI PENGENCERAN UDARA UNTUK

BAHAYA KEBAKARAN DAN LEDAKAN

ER = tingkat emisi dalam liter / menit, BM = adalah berat molekul,

LEL = (lower explosive limit) adalah batas ledakan lebih rendah dalam %,

B = adalah konstan, B=1 untuk upto suhu 250 F, B=0,7 untuk F.> suhu 250F

S_f = safety faktor adalah 10

(30)

ET

Hitung pengenceran ventilasi untuk ledakan bahaya

kebakaran 350 F, selama 60 menit, untuk 2 liter

(31)

(32)

E

4.7. Heat Balance and Exchange/

pertukaran panas

C and R are positive if delta s increases in heat

Data required:

Measurement of metabolic heat production Air temperature

Air water vapor pressure Wind velocity

(33)

ET

C = convective heat exchange, Btu/h Va = air velocity, fpm

ta = air temperature, F

tsk = mean weighted skin temperature, usually assumed to be

95 F

C = 0.65V

_a

0.6 (t

(34)

ET

R = radiant heat exchange , Btu/hr

t

w

= mean radiant temperature, F

t

sk

= mean weighted skin

temperature(usually 95 F)

(35)

ET

E = evaporative heat loss, Btu/h

V

a

= air velocity, fpm

ρ

a

= water vapor pressure of ambient air,mm Hg

ρ

sk

= water vapor pressure on the skin, (assumed to be

42 mm Hg at a 95 F skin temperature)

E = 2.4V

_a

0.6 (ρ

sk

-

(36)

11

gangguan pada fungsi saraf pusat

Kurangnya berkeringat

Suhu rektal> 410C

Pengobatan

Menempatkan pasien di daerah teduh

Melepaskan pakaian luar

Pembasahan kulit

Meningkatkan pergerakan udara

Bantuan profesional

(37)

ET

Rumus yang digunakan untuk pengukuran dalam

gedung (Indoor)

Rumus yang digunakan dengan memperhatikan radiasi

sinar matahari (Outdoors), umumnya pengukuran

dilakukan diluar gedung

ISBB = 0.7 S

_BA

+

0.3 S

_G

ISBB = 0.7 S

_BA

+ 0.2 S

_G

+

(38)

ET

Volumetric flow diestimasikan dengan persamaan sebagai berikut

(39)

39

STUDI KASUS

1. Metil Klorida menguap dari tangki pada tingkat 0,24 cfm. Temukan aliran udara Q yang diperlukan untuk mempertahankan tingkat pemaparan di bawah NAB- 200 bds.

Q '= (403 * 10 6 * SG * ER) / (MW * C)

2. Konsentrasi awal adalah nol di ruang volume 4.500 m 3._{. Sebuah sumber toluena}

dioperasikan selama setengah jam dengan laju 1,0 cfm. Temukan laju alir sehingga konsentrasi tidak melebihi 100 bds. Gunakan rasio pencampuran

Δt = K * (V / Q) * ln [G / {G – (Q / K) * C ₂ }]

3. Cari waktu yang diperlukan untuk pembersihan aman memasuki ruang volume 750 ft 3 dengan konsentrasi kontaminan awal 2500 ppm. Laju ventilasi adalah 500 cfm.

Gunakan faktor pencampuran dari 2. Konsentrasi yang aman bagi kontaminan adalah 150 bds.

t = K * (V / Q) * ln (C ₁ / C ₂ )

4. Menghitung waktu dalam menit untuk mencapai keseimbangan konsentrasi dalam tes ruang 150 liter. Asumsikan tingkat pengiriman seragam dari 2,0 galon per menit dan pencampuran yang sempurna.

(40)

40

5. Pengiriman udara menghitung tingkat di LPM untuk mencapai keseimbangan galon kamar 200 dalam waktu 15 menit interval yang dikehendaki

pencampuran. Memanfaatkan 2,5 konstan non-seragam.

Q = K * (V / T

6. Jika 6 liter metanol yang tumpah, apa tingkat pengenceran dalam cfm

diperlukan untuk mengurangi tingkat pemaparan kepada NAB? Asumsikan K = 4, Sp.Gr. = 0.792, dan NAB = 220 bds.

(41)

41 DAFTAR PUSTAKA

1. NIOSH, Occupational Diseases - A Guide to their Recognition, in Publication No

77-181. 1977. 2,.

2. ACGIH, Industrial Ventilation a manual of recommended practice. 22 ed. 5,. ACGIH Industri Ventilasi manual praktek yang disarankan. 22 ed. ACGIH; 1995. ACGIH; 1995.

3. Kang SK, Lee MY, Kim TK, Lee JO, Ahn YS. 7,. Kang SK Lee MY, TK Kim, Lee JO, YS Ahn. Occupational exposure to benzene in South Korea. Chem Biol Interact. 2005:153–4.

4. Paik NW, Yoon CS, Zoh KE, Chung HM. 9, Paik. NW CS Yoon Zoh EK,, Chung HM. A study of component of thinners using in Korea. J Korean Soc Occup Environ Hyg. 1998; 8 :105–14.

5. Lee KS, Kwon HW, Han IS, Yu IJ, Lee YM. 10 KS. Lee, HW Kwon, Han IS, Yu IJ, YM Lee. A study on the reliability of material safety data sheets for paint thinner. J Korean Soc Occup Environ Hyg. 2003; 13 :261–72.

6. Aksoy M, Erdem S, Dincol G. Types of leukemia in chronic benzene poisoning: A

study in thirty-four patients. Acta Haematol. 1976; 55 :65–72.

(42)