Penentuan Efektivitas Desain Unit Cyclone untuk Mereduksi Partikulat Di Udara
Annual Engineering Seminar 2012
Yogyakarta, 16 Februari 2012
24.
KONSEP PENGEMBANGAN RUANG TERBUKA HIJAU
DI SEMPADAN SUNGAI CODE, KELURAHAN GOWONGAN,
KOTA YOGYAKARTA
Dana Adikusuma, Achmad Andi Rif’an, Dian Kusuma Wardhani
D138
25.
PENENTUAN EFEKTIVITAS DESAIN UNIT CYCLONE UNTUK
MEREDUKSI PARTIKULAT DI UDARA
Allen Kurniawan, Yanuar Chandra Wirasembada
D146
26.
KAJIAN PEMISAHAN ALIRAN DASAR PADA PENURUNAN
HIDROGRAF SATUAN
Nilna Amal
D152
27.
PENGETAHUAN MANDOR KONSTRUKSI DALAM BIDANG
MATERIAL DAN STRUKTUR UNTUK BANGUNAN TAHAN
GEMPA
Albani Musyafa
D158
Fakultas Teknik UGM
ISBN : 978-602-98726-1-3
!
"
#
$%
&'
(
)
!* (
Penentuan Efektivitass Desain
D
Unit Cyclone untuk Mereduk
uksi Partikulat Di
Udara
Allen Kurniawan,
Ku
Yanuar Chandra Wirasembada
Institut Pertanian Bogor
gor, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Bogor, 16680,
0, Indonesia.
Abstract
Cyclone is one of air pollution
ion control devices for separating the gas phase to the solid
so phase to reduce
particulate emissions in industri
trial area. Sometimes the cyclone performance doess nnot have significant
influence to reduce particulate,
te, because the best approach to determine the cyclon
lone dimensions and
efficiency that appropriate with
th the air flow rate input is unknown. Therefore, the m
main purpose of this
research was to determine thee best
b
cyclone dimensions and efficiency, based onn several alternatives
criteria to recommend the approp
ropriate design for particulate control device in industrial
rial activity. There are
three versions of cyclone desig
sign standard dimension (Lapple, Swift and Stairmand
and). The calculation
processes used Barth, Leith-Lich
icht and Ionizia-Leith Models, with variations of gas inlet
inl velocity (10, 15,
20 m/s) and volumetric flow rate (60000, 65000, 70000 m3/hr). The calculation resu
sults obtained thatthe
lower volumetric flow rate andd the
th higher gas velocity at cyclone inlet will provide th
the higher particulate
removal efficiency value.
Keywords:air pollution control, cycl
yclone, particulate.
1. Pendahuluan
Pencemaran diakibatkan oleh aktiv
ktivitas manusia dan
proses alamiah di lingkungan.. Menurut media
terjadinya, secara garis besar pencemaran
pen
terbagi
menjadi tiga bagian, yaitu pencemar
aran udara, air dan
tanah. Pencemaran udara menurut Per
eraturan Pemerintah
No. 41 Tahun 1999 tentang Pengend
ndalian Pencemaran
Udara adalahmasuk dan dimasukkann
nnya zat, energi dan
komponen lain ke dalam udara amb
mbien oleh kegiatan
manusia, sehingga mutu udara ambie
bien turun hingga ke
tingkat tertentu yang menyebabkan ud
udara ambien tidak
dapat memenuhi fungsinya. Bebera
erapa polutan pada
konsentrasi di atas normal dap
apat menyebabkan
pencemaran udara, sepertipartikulat.
Partikulat merupakan campuran dari
da bahan organik
dan anorganik di atmosfer yang berb
erbentuk cairan atau
padatan. Partikulat dapat berbentukk debu, abu, kabut,
atau aerosol. Partikulat dalam jumlah
ah besar mempunyai
efek mengganggu kesehatan manusia
sia, sehingga untuk
mencegah terdispersinya partikulat di udara diperlukan
adanya unit pengontrol. Salah satu jenis
jen unit pengontrol
partikulat adalah cyclone. Unit ini mer
erupakan salah satu
perangkat untuk memisahkan fasaa gas dengan fasa
padatan yang paling umum dim
imanfaatkan untuk
mereduksi emisi partikulat di lingkung
ngan industri.
Seringkali kemampuan cyclone di lapangan tidak
memberikan pengaruh yang signifikan
kan untuk mereduksi
partikulat. Hal ini diakibatkan tidak diketahuinyaanalisis
dik
pendekatan terbaik dalam menentuk
tukan dimensi dan
efisiensicyclone sesuai dengan besar
ar laju aliran udara
yang masuk. Pendekatan yang umum
um digunakan untuk
menentukan dimensi cyclone adalahh Lapple,
L
Stairmand
dan Swift. Sedangkan dalam penentu
ntuan nilai efisiensi
terbaik digunakan Model Barth, Leithh-Licht dan IoniziaLeith [1].
Atas dasar permasalahan
an tersebut, maka tujuan
penelitian ini adalah:
yclone berdasarkan kriteria
a. mengetahui dimensi cycl
umum, efisiensi tertinggii ddan laju aliran tertinggi;
b. menentukan efisiensi cyclone
cyc
terbaik berdasarkan
Model Barth, Leith-Lichtt dan
d Ionizia-Leith; dan
c. merekomendasikan desain
ain cyclone yang tepat untuk
aktivitas perindustrian.
2. Metodologi
har
diperhitungkan untuk
Duakomponen utama harus
mendesain cyclone, yaitu dime
mensi dan efisiensi. Dimensi
cyclone dihitung terlebih ddahulu sehingga efisiensi
cyclone dapat diperolehseca
cara keseluruhan. Cyclone
yang memiliki efisiensiterting
tinggi kemudian dipilih dan
dianggap mampu mereduksi
ksi emisi partikulat secara
efektif dan efisiendi udara.
Komponen dimensi cyclon
lone tertera pada Gambar 1.
Sedangkan hubungan antara
ara versi dan penggunaan
cyclone dalam menentukan dimensi
dim
tertera pada Tabel 1
[1][2]. Secara umum, prosedur
pro
kalkulasi dalam
menentukan korelasi efisiens
nsi cyclone terdiri dari tiga
model pendekatan, yaitu:
E-mail: allenkurniawan@ipb.ac.id
D146
!
"
#
$%
⁄$
#
&'()
$
&'
%
%
M
(
)
!* (
A ........................... . (3)
v0 = kecepatan gas padaa outletcyclone(m/dtk)
o
λ = koefisien friksi = 0,002
d. Menghitung nilai *
*
*
+
-%(
,Untuk De ≤ B ................................. (4)
%
%.
/ *
e. Menghitung nilai Vts/Vts
012
)
012
Gambar 1.Dimensi Cyclone
Sumber: Wang et. al, 2004.
2.1 Model Barth
Prosedur perhitungan efisiensi Mod
odel Barth adalah
sebagai berikut.
a. Menghitung nilai
1 1.2 ⁄
........................
........................ (1)
b. Menghitung nilai v0
.......................................
......................... (2)
() 34 51)67
9:
8
m
, Untuk De ≥ B...... (5)
........
...................................... (6)
hm = ketinggian sumbu ata
atau poros pusat(central
axis) pada Model Barth (m
(m)
ρp = densitas partikel (kg/
g/m3)
Vtmax= kecepatan maksimu
mum tangensial gas (m/dtk)
Di = diameter partikel (m)
m)
µ = viskositas gas (kg/m.
m.dtk)
Q = laju alir volumetrikk gas
g (m3/dtk atau l/mnt)
f. Menghitung efisiensi
<
η;
..........
...................................... (7)
) @".
#
Yogyakarta, 16 Februari 2012
24.
KONSEP PENGEMBANGAN RUANG TERBUKA HIJAU
DI SEMPADAN SUNGAI CODE, KELURAHAN GOWONGAN,
KOTA YOGYAKARTA
Dana Adikusuma, Achmad Andi Rif’an, Dian Kusuma Wardhani
D138
25.
PENENTUAN EFEKTIVITAS DESAIN UNIT CYCLONE UNTUK
MEREDUKSI PARTIKULAT DI UDARA
Allen Kurniawan, Yanuar Chandra Wirasembada
D146
26.
KAJIAN PEMISAHAN ALIRAN DASAR PADA PENURUNAN
HIDROGRAF SATUAN
Nilna Amal
D152
27.
PENGETAHUAN MANDOR KONSTRUKSI DALAM BIDANG
MATERIAL DAN STRUKTUR UNTUK BANGUNAN TAHAN
GEMPA
Albani Musyafa
D158
Fakultas Teknik UGM
ISBN : 978-602-98726-1-3
!
"
#
$%
&'
(
)
!* (
Penentuan Efektivitass Desain
D
Unit Cyclone untuk Mereduk
uksi Partikulat Di
Udara
Allen Kurniawan,
Ku
Yanuar Chandra Wirasembada
Institut Pertanian Bogor
gor, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Bogor, 16680,
0, Indonesia.
Abstract
Cyclone is one of air pollution
ion control devices for separating the gas phase to the solid
so phase to reduce
particulate emissions in industri
trial area. Sometimes the cyclone performance doess nnot have significant
influence to reduce particulate,
te, because the best approach to determine the cyclon
lone dimensions and
efficiency that appropriate with
th the air flow rate input is unknown. Therefore, the m
main purpose of this
research was to determine thee best
b
cyclone dimensions and efficiency, based onn several alternatives
criteria to recommend the approp
ropriate design for particulate control device in industrial
rial activity. There are
three versions of cyclone desig
sign standard dimension (Lapple, Swift and Stairmand
and). The calculation
processes used Barth, Leith-Lich
icht and Ionizia-Leith Models, with variations of gas inlet
inl velocity (10, 15,
20 m/s) and volumetric flow rate (60000, 65000, 70000 m3/hr). The calculation resu
sults obtained thatthe
lower volumetric flow rate andd the
th higher gas velocity at cyclone inlet will provide th
the higher particulate
removal efficiency value.
Keywords:air pollution control, cycl
yclone, particulate.
1. Pendahuluan
Pencemaran diakibatkan oleh aktiv
ktivitas manusia dan
proses alamiah di lingkungan.. Menurut media
terjadinya, secara garis besar pencemaran
pen
terbagi
menjadi tiga bagian, yaitu pencemar
aran udara, air dan
tanah. Pencemaran udara menurut Per
eraturan Pemerintah
No. 41 Tahun 1999 tentang Pengend
ndalian Pencemaran
Udara adalahmasuk dan dimasukkann
nnya zat, energi dan
komponen lain ke dalam udara amb
mbien oleh kegiatan
manusia, sehingga mutu udara ambie
bien turun hingga ke
tingkat tertentu yang menyebabkan ud
udara ambien tidak
dapat memenuhi fungsinya. Bebera
erapa polutan pada
konsentrasi di atas normal dap
apat menyebabkan
pencemaran udara, sepertipartikulat.
Partikulat merupakan campuran dari
da bahan organik
dan anorganik di atmosfer yang berb
erbentuk cairan atau
padatan. Partikulat dapat berbentukk debu, abu, kabut,
atau aerosol. Partikulat dalam jumlah
ah besar mempunyai
efek mengganggu kesehatan manusia
sia, sehingga untuk
mencegah terdispersinya partikulat di udara diperlukan
adanya unit pengontrol. Salah satu jenis
jen unit pengontrol
partikulat adalah cyclone. Unit ini mer
erupakan salah satu
perangkat untuk memisahkan fasaa gas dengan fasa
padatan yang paling umum dim
imanfaatkan untuk
mereduksi emisi partikulat di lingkung
ngan industri.
Seringkali kemampuan cyclone di lapangan tidak
memberikan pengaruh yang signifikan
kan untuk mereduksi
partikulat. Hal ini diakibatkan tidak diketahuinyaanalisis
dik
pendekatan terbaik dalam menentuk
tukan dimensi dan
efisiensicyclone sesuai dengan besar
ar laju aliran udara
yang masuk. Pendekatan yang umum
um digunakan untuk
menentukan dimensi cyclone adalahh Lapple,
L
Stairmand
dan Swift. Sedangkan dalam penentu
ntuan nilai efisiensi
terbaik digunakan Model Barth, Leithh-Licht dan IoniziaLeith [1].
Atas dasar permasalahan
an tersebut, maka tujuan
penelitian ini adalah:
yclone berdasarkan kriteria
a. mengetahui dimensi cycl
umum, efisiensi tertinggii ddan laju aliran tertinggi;
b. menentukan efisiensi cyclone
cyc
terbaik berdasarkan
Model Barth, Leith-Lichtt dan
d Ionizia-Leith; dan
c. merekomendasikan desain
ain cyclone yang tepat untuk
aktivitas perindustrian.
2. Metodologi
har
diperhitungkan untuk
Duakomponen utama harus
mendesain cyclone, yaitu dime
mensi dan efisiensi. Dimensi
cyclone dihitung terlebih ddahulu sehingga efisiensi
cyclone dapat diperolehseca
cara keseluruhan. Cyclone
yang memiliki efisiensiterting
tinggi kemudian dipilih dan
dianggap mampu mereduksi
ksi emisi partikulat secara
efektif dan efisiendi udara.
Komponen dimensi cyclon
lone tertera pada Gambar 1.
Sedangkan hubungan antara
ara versi dan penggunaan
cyclone dalam menentukan dimensi
dim
tertera pada Tabel 1
[1][2]. Secara umum, prosedur
pro
kalkulasi dalam
menentukan korelasi efisiens
nsi cyclone terdiri dari tiga
model pendekatan, yaitu:
E-mail: allenkurniawan@ipb.ac.id
D146
!
"
#
$%
⁄$
#
&'()
$
&'
%
%
M
(
)
!* (
A ........................... . (3)
v0 = kecepatan gas padaa outletcyclone(m/dtk)
o
λ = koefisien friksi = 0,002
d. Menghitung nilai *
*
*
+
-%(
,Untuk De ≤ B ................................. (4)
%
%.
/ *
e. Menghitung nilai Vts/Vts
012
)
012
Gambar 1.Dimensi Cyclone
Sumber: Wang et. al, 2004.
2.1 Model Barth
Prosedur perhitungan efisiensi Mod
odel Barth adalah
sebagai berikut.
a. Menghitung nilai
1 1.2 ⁄
........................
........................ (1)
b. Menghitung nilai v0
.......................................
......................... (2)
() 34 51)67
9:
8
m
, Untuk De ≥ B...... (5)
........
...................................... (6)
hm = ketinggian sumbu ata
atau poros pusat(central
axis) pada Model Barth (m
(m)
ρp = densitas partikel (kg/
g/m3)
Vtmax= kecepatan maksimu
mum tangensial gas (m/dtk)
Di = diameter partikel (m)
m)
µ = viskositas gas (kg/m.
m.dtk)
Q = laju alir volumetrikk gas
g (m3/dtk atau l/mnt)
f. Menghitung efisiensi
<
η;
..........
...................................... (7)
) @".
#