MEKANISME KERJA PROSES DAN ANALISIS KEGAGALAN PADA OPERASI PROSES PENGOLAHAN LIMBAH HEPA FILTER

MEKANISME KERJA PROSES DAN ANALISIS KEGAGALAN PADA OPERASI PROSES PENGOLAHAN

LIMBAH HEPA FILTER

Purwantara, Ajrieh Setyawan, Mochamad Ramdan Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-Badan Tenaga Nuklir Nasional

Kawasan PUSPIPTEK Serpong Gedung 50 E-mail: taraia!batan.go.id

ABSTRAK

MEKANISME KERJA PROSES DAN ANALISIS KEGAGALAN PADA OPERASI PROSES

PENGOLAHAN LIMBAH HEPA FILTER. High efficiency particulate air (HEPA) filter adalah teknologi penyaringan udara yang dapat menyaring atau menangkap mikropartikel. Di instalasi nuklir HEP A filter pad a sistem tata udara bisa digunakan untuk menyaring mikropartikel radionuklida. HEPA filter yang sudah jenuh yang ditandai dengan terlewatinya batas nilai pressure drop. selanjutnya disebut limbah HEPA filter dan perlu diganti. Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR) menyimpan limbah HEPA filter lebih dari 700 buah. untuk mereduksi volume limbah HEP A filter maka dilakukan pengolahan menggunakan mesin shaping compactor. Tujuan akhir dari kegiatan ini untuk mengetahui hubungan terkait mekanisme kerja proses pengolahan limbah HEP A filter. kesehatan dan keselamatan kerja (K3) serta analisis kegagalan dalam proses pengolahan limbah menggunakan shaping compactor. Metodologi yang digunakan meliputi studi literatur dan analisa mekanisme kerja proses. analisa aspek K3 dan analisis kegagalan proses shaping compactor.

Hasil kajian didapatkan bahwa untuk menjaga unjuk kerja fungsi alat agar beroperasi dengan baik maka perlu dilakukan kegiatan perawatan / maintenance alat serta analisis kegagalan proses. Kesimpulan dari pengoperasi fasilitas shaping compactor adalah prinsip kerja alat bekerja berdasarkan urutan: Pemasukan HEP A filter, middle press process, pain press forward process, main press down process, Pengeluaran kedalam drum limbah 100 liter hasil kompaksi. Analisis kegagalan proses operasi shaping compactor meliputi : man, machine, methode, material

Kala Kuuci : HEPA Filter. shaping compactor, analisis kegagalan

ABSTRACT

WORKING MECHANISM OF PROCESS AND FAILURE ANALYSIS ON HEPA FILTER WASTE PROCESSING OPERATION. High efficiency particulate air (HEPA) filter is an air filtration technology that can filter or capture microparticles. In a nuclear installation, HEPA filter can be utilized in air conditioning system to filter radionuclide microparticles. The saturated HEP A filter, which is indicated by the exceeding the limit of the pressure drop value, hereinafter is called the HEPAfilter waste and needs to be replaced. The Center for Radioactive Waste Technology (CRWT) has been storing more than 700 pieces of HEP A filter waste. A shaping compactor machine is applied to reduce the volume of HEP A filter waste. The ultimate goal of this activity is to determine the relationship related to the work mechanism of the HEP A filter waste treatment process, occupational health and safety (OHS) and failure analysis in the waste treatment process using the shaping compactor. The methodology used includes literature study and process mechanism analysis, OHS aspect analysis and failure analysis of the shaping compactor process. The results

High Efficiency Particulate Air (HEPA) filter adalah teknologi penyaringan udara yang dapat menangkap mikropartikel pada sistem tata udara fasilitas dan diintegrasikan berdasarkan standar dari Institute of Environmental Sciences and Technology (IES7). Penerapan HEPA filter pada fasilitas nuklir yang bertujuan untuk menangkap partikel radionuklida pada sistem tata udara fasilitas nuklir. HEP A filter terdiri dari lapisan serat fiber yang memiliki diameter antara 0,5 hingga 2,0 mikrometer.

Sumber limbah HEPA filter material terkontaminasi pada fasilitas limbah radioaktif di Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR) seluruhnya berasal dari fasilitas nuklir dibawah BA TAN dan fasilitas PT. Industri Nuklir Indonesia (INUKI). HEP A filter pada fasilitas nuklir digunakan untuk menyaring dan menangkap partikulat kontamisi radionuklida pada sistem tata udara sebelum dilepas ke lingkungan.

Status limbah HEP A filter masuk kedalam kategori limbah radioaktif padat terkontaminasi yang bisa dilakukan dengan prinsip pengolahan pemadatan atau penghancuran.

Pengolahan limbahHEP A filter tidak dapat langsung dilakukan dengan fusilitaskompaksi yang ada di PTLR dikarenakan dimensi HEPA Filter tidak sesuai dengan desain drum 100 liter, oleh karena itu diperlukan pretreatment terlebih dahulu untuk menyelesaikannya.

Pertimbangan dalam penentuan kebijakan pengolahan limbah HEP A filter menggunakan mesin Shaping Compactor adalah minimalis potensi kontaminasi yang terjadi akibat dari penanganan HEPAfilter apabila dilakukan secara manual oleh pekerja. Teknik pengolahan HEPA Filter dilakukan dengan merubah dimensi HEP A filter menjadi dimensi lebih kecil untuk masuk ke dalam drum 100 liter dengan bantuan mesin shaping compactor. Tujuan akhir dari kegiatan ini untuk mengetahui hubungan terkait mekanisme kerja proses pengolahan limbah HEPA, kesehatan dan keselamatan kerja (K3) serta analisis kegagalan dalam proses pengolahan limbah menggunakan shaping compactor.

METODOLOGI

MESIN SHAPING COMPACTOR

Mesin shaping compactor terdiri dari : meja kerja, kompaktor pengubah dimensi hepa filter, dan sistem power pack.

Shaping Compactor adalah mesin yang dirancang untuk merubah dimensi HEP A filter menjadi lebih kecil sehingga masuk ke dalam drum 100 liter untuk persiapan kompaksi dengan mesin kompaksi 600 kN.

- ~-- -- oJ•...•""•...••••.••.•..•.•...•.••.•.•._ ••...•••.•...".oAV.' •.J;.. ""---"'-'",p •..••.•,,'V',

Type

SPM - 02 Serial Number

DIT 18 - 015/00-00-00 DelivelY Time

Agustus 2018 Berat

1500 kg Dimensi

1600 x 3000 x 2300 Input Voltage

380 V Control Voltage

DC 24 V

SIC( PI(SS

cnHYO fOil fRONr PIUS

enHYO fORsa^PRESS

Gambar 1. Desain Mesin Shaping Compactor

Gambar 1 dapat diuraikan komponen mesin Shaping Compactor, yaitu:

a) Meja Kerja

Meja kerja berfungsi sebagai tempat HEP A filter yang akan dikompaksi, meja kerja terbuat dari plat SS400 tebal 30 mm dan ditopang pada rangka bahan hollow.

b) Compactor Arah Horisontal

Compactor ini berfungsi untuk membentuk HEPA filter yang berbentuk persegi menjadi bulat dengan diameter 40 cm, dim ana pembentuk bulatnya dilakukan dengan 2 buah press head yaitu press head statis dan press head penekan. Bentuk masing-masing press head setengah ling karan, satu buah press head dipasang stat is pad a ujung meja sebelah kanan sedangkan press head penekan diletakan pada ujung sebelah kiri yang digerakan oleh silinder hidrolik dengan spek BS 125 mm ST 400 mm. Tekanan maksimal kerja kompaktor mencapai 15 MPA.

c) Compactor Arah Vertikal

Compactor ini berfungsi untuk menekan HEP A filter dengan arah vertikal kebawah sampai HEPA filter mencapai ketebalan 10 cm. membentuk HEPA filter dengan menjadi 10 cm.

Compactor ini terdiri dari press head bulat dengan diameter 40 cm dan tebal 4 cm, press head digerakan oleh silinder hirolik dengan spek BS 125 mm ST 300 mm. Tekanan kerja maksimal mencapai 15 MP A.

d) Middle Press

Komponen ini berfungsi untuk menekan HEP A filter pada sisi atas dan bawah HEP A filter untuk membentuk patahan agar HEP Afilter lebih mudah untuk dibentuk.

lenis Induksi 3 Phase Daya

7,5 KW Frekuensi

50 Hz RPM

1450 Kuat Arus

15.59 A Tegangan

380 V lumlah Kutub

4 Serat

54.5 Kg

PENGOPERASIAN ALAT SHAPING COMPACTOR

Pengoperasian alat shaping compactor memastikan apakah fungsi dari kompaktor dapat berfungsi dengan baik untuk mereduksi volume HEP A filter serta memastikan hasil proses kompaksi dapat dimasukan kedalam drum 100 liter. Kegiatan pengoperasi alat meliputi mekanisme kerja, perawatan mesin dan analisis kegagalan

Shaping compactor bekerja berdasarkan urutan:

Q. Pemasukan HEP A filter

Pemasukan HEP A filter dilakukan secara manual oleh pekerja. HEP A filter dimasukkan ke dalam ruang kompaksi kemudian diletakkan diatas meja kerja.

b.

Middle Press Process

Pengepresan ini bertujuan untuk membentuk patahan pada HEPAfilter sehingga HEPAfilter lebih mudah untuk dibentuk.

c.

Main Press Fwd Process

Pengepresan ini bertujuan menekan HEP A filter ke arah press head statis agar HEP A filter menjadi padat dan ukurannya menjadi lebih kecil.

d. Main Press Down Process

Pengepresan ini bertujuan menekan HEP A fiter kearah bawah untuk mengurangi tebal dari HEPA filter dan membentuk HEPA filter menjadi bulat agar lebih mudah dimasukkan ke dalam drum 100 L yang telah berada di trolley bagian bawah.

e. Pembukaan meja kerja bagian bawah

Pembukaan ini bertujuan agar HEPA filter yang telah dikompaksi akan langsung jatuh dengan sendirinya kebawah ke dalam drum 100 liter

f.

Pemasukan dalam drum 100 liter

g.

Pengeluaran drum limbah 100 liter hasil kompasi

ANALISIS KEGAGALAN

Analisis Kegagalan adalah suatu kegiatan yang ditujukan untuk mengetahui penyebab terjadinya kerusakan yang bersifat spesifik dari suatu produk.

Flow Chart Mekanisme Kerja Mesin Shaping Compactor

Secara garis besar mekanisme kerja dari mesin Shaping Compactor dapat digambarkan padaflow chart berikut:

Pemasukkan HEP A

Filter

•

Pencet Power ON Dan Exhaust

Fan ON

Motor Menggerakkan

Pompa Dan M eng aktifkan

Exhaust Fan

S\\Jitch

3

"ON'

Middle Press •

Process

Switch 4

"ON'

Main Press Down Process

••

••

1-1ainPress Fwd Process

Switch 6

"ON'

•

S\\Jitch 5

"ONn

Meja Kerja Terbuka

Finish Penge1U31"an Drum 100 L

HEP A Filter :Masuk Kedalam Drum

100L

Gambar 2. Flow Chart mekanisme kerja mesin Shaping Compactor

HASIL DAN PEMBAHASAN

No. HEPA Filter Sebelum HEPA Filter Hasil Kompaksi Kompaksi

1.

2.

HEP A Filter Sebe1um Kompaksi (2)

3.

HEP A Filter Sebe1um Kom aksi (3)

HEP A Filter Hasi1 Kompaksi (3)

Dari Tabel 3. dapat diuraikan bahwa:

a. HEPAfilter No. I

Material kerangka HEPA filter terbuat dari plat metal dengan ukuran sebelum dikompaksi memiliki panjang sisi 60 em x 60 em dan tebal30 em (Volume: 108.000

em3). Setelah dilakukan kompaksi, HEPA filter mengalami reduksi menjadi berdiameter 40 em dan tebal 10 em (Volume=12.560 em3), dengan ini dapat dihitung persen reduksi sebesar:

volume sebelum di reduksi - t'olume setelah di reduksi

% Reduksi = xl00%

l1alumesebelum di reduksi

108.000 cm3 - 12..560

^cm3

%

Red11.ksi

= xlOO%

108.000 cm3

%Reduksi = 88,37 %

Dari perhitungan tersebut maka pengolahan HEP A filter menggunakan mesin shaping compactor dapat mengurangi volume limbah HEPA filter yaitu 88,37% atau 8 kali lebih kecil dari volume awal.

b.

HEP A Filter No.2

Material kerangka HEPA filter terbuat dari plat metal, sebelum dikompaksi memiliki ukuran panjang sisi 30 em x 60 em dan tebal 30 em. Setelah dilakukan kompaksi, HEP A filter mengalami perubahan bentuk menjadi tidak beraturan dan tidak membentuk bulatan seperti HEPA filter No.1.

C. HEP A Filter No.3

Material kerangka HEP A filter terbuat dari kayu, HEP A filter sebelum dikompaksi memiliki ukuran panjang sisi 60 em x 60 em dan tebal 30 em. Setelah dilakukan kompaksi, HEPA filter mengalami kehaneuran dan tidak membentuk bulat seperti HEPAfilter No. I.

Dari uraian diatas dapat diketahui bahwa proses kompaksi yang dilakukan pada H EP A

filter No.2 dan No.3 tidak maksimal seperti kompaksi yang dilakukan pada HEPA filter No.1.

Hasil kompaksi HEPA filter dengan alat Shaping compactor akan dimasukan kedalam drum 100 liter. Drum terse but dapat menampung 5 - 6 HEPA filter yang telah di kompaksi, jika hasil kompaksi tidak sempuma yaitu seperti yang terjadi pada HEPA filter NO.2 dan No.3, drum 100 liter hanya mampu menampung 2 HEPA filter yang telah dikompaksi. Hal ini tentunya akan menimbulkan kerugian bagi PTLR. Kerugian yang ditimbulkan yaitu:

1. Meningkatnya biaya pengolahan karena hams menyediakan drum 100 liter lebih banyak.

2

Memperbanyak limbah di tempat penyimpanan.

Jenis PerawatanHarian

MingguanBulanan 6 BulananTahunan

Pemeriksaan Komponen danKebersihan

x

Area Sekitar Mesin

Pemeriksaan Kondisi Mesin

Pemeriksaan

x Kebocoran

Pemeriksaan

x Saluran Udara

Pemeriksaan

x Tingkat Level Oli

Pemeriksaan

x Kondisi Oli

Penggantian Oli

x dan Filter

Pemeriksaan Fungsi Tiap Komponen(Katup, Pompa,

x Silinder)

Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) Pada Mesin Shaping Compactor

Saat proses kompaksi HEP A jilter berlangsung, beberapa aspek terkait kesehatan dan keselamatan kerja (K3) ketika pekerja berada pada area mesin shaping compactor. Aspek terse but dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel5. Asoek K3 oada area mesin sh Q{J/n)!com aCTOr

No. Aspek Bahaya PenangananDampak

I.

Paparan Debu Gangguan pemapasanMenggunakan masker Terkena kontaminasi

Bagian tubuh yang Menggunakan APD dengan karena melakukan

melakukan kontakbaik dan benar seperti:

2.

kontak langsunglangsung dengan HEPAsarung tangan, masker dan dengan HEPAjilter

jilter akan terkenajas lab.

kontaminasi Harus

waspadadan mematuhi

rambu-rambu 3.

Kejatuhan bendabahaya bendaCidera jatuh.

ANALISIS KEGAGALAN

Analisis Kegagalan adalah suatu kegiatan yang ditujukan untuk mengetahui penyebab terjadinya kerusakan yang bersifat spesifik dari suatu produk. Jenis kegagalan pada produk hasil kompaksi HEPA jilter dapat dilihat dari bentuk akhir HEPA jilter setelah proses kompaksi.

Kegagalan tersebut bisa berasal dari proses kompaksi, baik dari mesinnya maupun cara pengoperasian yang tidak sesuai. Dengan demikian diperlukan analisa kegagalan yang bisa

dimanfaatkan sebagai umpan balik dalam perbaikan desain dan sebagainya terhadap sistem atau komponen.

Metode Analisis Kegagalan Hasi! Kompaksi

Untuk mengetahui penyebab kegagalan hasil kompaksi, digunakanlah metode 4M dengan cara menyusun apa saja yang menjadi penyebab dan akibat. Faktor 4M, yaitu:

1. Man, yaitu faktor dari manusia atau pekerja yang melakukan pekerjaan tersebut. Setiap pekerja harus memiliki sikap bertanggung jawab terhadap apa yang dikerjakan, serta harus disiplin dan memerlukan skill yang sesuai di bidangnya.

2.

Machine, yaitu faktor dari mesin atau alat pendukung untuk mempermudah suatu pekerjaan.

Mesin yang mempunyai mutu dan teknologi yang canggih akan mempercepat pekerjaan dan menghasilkan prod uk yang baik pula.

3.

Methode, yaitu faktor berupa prosedur yang dilakukan untuk mencapai hasil tertentu.

4. Material, yaitu faktor dari bahan tersebut sendiri.

Penyebab dan Solusi untuk Mengurangi Kegagalan Hasi! Kompaksi

Berdasarkan teknik observer Sesuai dengan metode 4M, berikut adalah faktor penyebab kegagalan hasil kompaksi HEPAfilter.

Tabel 6. Penvebab Kee:ae:alan Hasil Komoaksi HEP A Fi/,

Faktor Penyebab

Man

Operator kurang memiliki skill pengoperasian mesin shaping compactor.

- Jarakpenekan arah vertikal terlalu keci!.antara kompaktor penekan arah horisontal dan kompaktor - Jumlah kompaktor penekan arah horisontal terlalu sedikit.

Machine

- Ukuran press head arah horisontal yang lebih kecil dibandingkan dengan HEPAfilter.

- Terdapat

salah

satu komponen yang kendor karena baut tidak terpasang dengan sempuma.

Methode

Proses kompaksi tidak cocok untuk HEPAfilter yang berbingkai kayu.

Material

HEPAfilter dengan frame kayu mudah patah dan sulit dibentuk.

Berdasarkan tabel 6. Dapat diuraikan sebagai berikut : Faktor Man

a. Penyebab

Pengoperasian mesin shaping compactor menggunakan tombol - tombol yang berada di panel kontrol untuk menjalankan kompaktor penekannya. Terkadang, operator salah memencet tombol atau melakukan pemencetan berulang - ulang. Hal ini tentunya akan berpengaruh pada bentuk HEPAfilter yang sedang berada di dalam ruang kompaksi.

b.

Solusi

Dengan memberikan sosialisasi dan pelatihan kepada operator mengenai cara mengoperasikan mesin shaping compactor dengan baik dan benar.

bentuk akhir hasil kompaksi HEPAfilter.

4. Terdapat salah satu komponen baut yang kendor karena baut tidak terpasang dengan sempuma.

b.

Solusi

1.

Adanya peninggian dari press head penekan arah horisontal dan peninggian letak dari press head arah vertikal.

2.

Adanya penambahan press head arah horisontal untuk membentuk bulatan yang lebih sempuma.

3.

Menyesuaikan ukuran press head dengan benda kerja.

4.

Sebelum memulai pekerjaan harus memastikan bahwa komponen mesin dapat berfungsi dengan baik.

Faktor Methode a. Penyebab

Proses kompaksi tidak eoeok untuk HEPAfilter yang berbingkai kayu. Karena kayu merupakan bahan yang sulit dibentuk dan mudah haneur.

b.

Solusi

Untuk HEP A filter yang berbingkai kayu, eara pengolahan yang lebih tepat mungkin dengan eara pengolahan limbah radioaktif padat berupa insenerasi/pembakaran. Sehingga volume HEP A filter dapat tereduksi karena saat dimasukkan ke dalam tungku pembakaran, HEP A filter akan berubah menjadi abu.

Faktor Material a. Penyebab

Frame HEP A filter tidak hanya terbuat dari logam saja. Ada jenis HEP A filter yang frame - nya terbuat dari kayu. Namun, HEP A filter dengan frame kayu mudah patah dan sulit dibentuk.

Sehingga saat HEP A fiter terse but di kompaksi, hasilnya haneur dan tidak berbentuk.

b.

Solusi

Teknik pengolahan limbah HEP A Filter untuk material yang berasal dari kayu dapat dilakukan dengan teknologi pengolahan lainnya seperti insenerasi.

KESIMPULAN

Proses shaping compactor efektif dengan % reduksi sebesar 88,37 % untuk HEPA filter yang terbuat dari merial plat metal dengan ukuran panjang sisi 60 em x 60 em dan tebal 30 em (Volume: 108.000 em3). Mempertimbangkan aspek kesehatan dan keselamatan kerja (K3) serta untuk menghindari potensi bahaya terhadap pengoperasian shaping compactor maka pada saat operasi alat operator harus mematuhi keselamatan operasi dan selalu menggunakan alat pelindung diri (APD) dengan baik dan benar seperti: sarung tangan, masker dan jas lab. Analisis kegagalan dalam operasi shaping compactor dipengaruhi oleh operator, sistem operasi mesin, metode operasi, dan material bahan HEPAfilter.

DAFT AR PUST AKA

[I.] Teehnicatome-BA TAN, Solid radioactive Waste treatment, System Note Compaction, 1983 [2.] KAERI, Operation of Radioactive Waste Treatment Facility, KAERI/MR-455/2006, (2006).

[3.] V.R. Casella and R.A. Dewberry, 2002, Verification of HEPA Filter Analysis for the Canberra Q2 Waste Assay System, WSRC-TR-2002-00423

[4.] Budiyono. "Hasil Kejenuhan HEPA Filter IPLR" dalam Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006. Serpong: ISSN 0852 - 2979.

[5.] Setyawan, Ajrieh, DKK. "Teknologi pengolahan limbah radiaoktif HEPA filter menggunakan shaping kompaktor" dalam Buletin Limbah Pusat Teknonologi Limbah Radioaktif. Serpong: ISSN 0853-522 I.

[6.] DOE, 1981, Volume Reduction of Used High Efficiency Particulate Air (HEPA) Filters, DOE/TIC-4500 (Rev. 69)

[7.] Y.Y. Ji, D.S. Hong September 2-6 2007, Development of the Sampling and Nuclide Analysis Methods for Spent HEPA Filter Wastes